涡流式气液混合器制造技术

一种涡流式气液混合器，连接在液流管道中，轴向方向上具有一个液体进口和混合出口，另外还有一个气体进口，所述混合器具有一个横截面大于管道口径的壳体，其特征在于，在所述腔体内具有固定心轴，所述固定心轴与外部壳体构成一个环形腔体，所述固定心轴与外部壳体之间通过螺旋叶片来连接在一起，将所述环形腔体分隔成螺旋管道；在所述固定心轴的前端具有一个进口导流锥，所述固定心轴的后端具有一个出口导流锥。本发明专利技术具有固定的螺旋叶片从液体进口进入的液体由轴线运动变为螺旋和轴向运动的叠加，形成涡流，气体进口切线方向进入螺旋叶片，和进入螺旋叶片的液体在圆周方向旋转混合，气体和液体充分混合使得混合之后的运动粘度下降。

【技术实现步骤摘要】
涡流式气液混合器
本专利技术涉及气液混合器，尤其涉及原油与伴生气混合输送管道的气液混合器。
技术介绍
在石油开采行业中，油井开采的过程中不仅能得到原油，同时还有大量的伴生气和套管气产生，不同于开采出来就得到的伴生气，套管气通常是指溶解在石油中，随着流体流动压力的降低而分离产生出来的可燃气体。对于套管气，由于压差和油井的工艺设计问题等原因，一般都是通过火炬管道送至火炬燃烧口燃烧掉，以确保采油生产的安全。因此如何将采油工艺中套管气和原油混合在一起，通过一条管道输送至集输站成为提高油井产能效率的关键。在中国专利02201093. 9中涉及一种在液体中混入气体的涡流式气液混合器，在该文件中披露了内置左右螺旋相间的多级多头叶片，该种混合器只在于将气流打碎成气泡混合到液体当中，让气体和液体形成完全紊乱混流以便实现气液混合的目的，而在申请中，套管气本身就是从原油中分离出来的，需要形成长效稳定涡流，以便原油可以携带气体输送。另外该技术还可以应用于化工、食品、制药等行业要在管道中传输粘稠介质。传输中由于介质的物性，会发生沉淀、结垢等状况，使的这类介质的输送变得比较困难，容易堵塞管道，使输送泵发生过载等事故。因此如何将粘稠介质的输送粘度降低，便于稳定输送， 降低输送能耗同样是正在发展的
涡流式气液混合器需要实现的技术效果主要是在两方面，其一是将气液、液体(包括粘稠状介质)混合后通过同一条管道输送；其二是通过气体对液体的充气降粘作用大大降低粘稠介质的输送粘度，便于稳定输送。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题提出了一种能让混合气体液体以螺旋态流动方式在管内流动、降低输送中的动态粘度的涡流式混合器。本专利技术的技术方案是一种涡流式气液混合器，连接在液流管道中，轴向方向上具有一个液体进口和混合出口，另外还有一个气体进口，所述混合器具有一个横截面大于管道口径的壳体，其特征在于，在所述腔体内具有固定心轴，所述固定心轴与外部壳体构成一个环形腔体，所述固定心轴与外部壳体之间通过螺旋叶片来连接在一起，将所述环形腔体分隔成螺旋管道；在所述固定心轴的前端及对应着液体进口处具有一个进口导流锥，相对称地在所述固定心轴的后端对应着液体出口处具有一个出口导流锥。所述气体进口开在液体进口附近，气体进口沿着壳体的切线方向布置； 所述气体进口的轴向位置定在进口导流锥之后，螺旋叶片起始的部位。所述环形腔体的横截面积小于管道横截面积。所述外壳分为三段式，中间段为圆柱体管道，前端为进口导流锥壳，所述进口导流锥壳对应着内部的进口导流锥，构成进口部分加速锥体间环形空腔，外壳后端为出口加速锥壳，对应内部的出口导流锥构成出口部分加速涡流锥体间环形空间。在所述环形腔体内的螺旋叶片间距为非等距。本专利技术具有固定的螺旋叶片从液体进口进入的液体由轴线运动变为螺旋和轴向运动的叠加，形成涡流，气体进口切线方向进入螺旋叶片，和进入螺旋叶片的液体在圆周方向旋转混合，气体和液体充分混合使得混合之后的运动粘度下降方便运输。附图说明图1是本专利技术一实施例纵向剖面示意图； 图2是本专利技术的横向剖面示意图。其中1、液体进口 ；2、进口导流锥壳；3、进口导流锥；4、固定心轴；5、气体进口 ； 6、螺旋叶片；7、外部壳体；8、出口导流锥；9、出口加速锥壳；10、混合出口 ；11、环形腔体。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。实施例1 涡流输送技术是运用涡流的原理，将介质的流动方向由轴向改为旋转方向和轴向的螺旋运动，使得在有限的空间内可以将气液两相进行充分混合，在介质处于涡流状态时，介质内不同比重的材料分层传输，大大减少了介质运动时的内阻力。同时由于气体的混入使得粘稠介质发生雾化等降低了输送粘度。并且在输送中的涡流态粘稠介质， 可以更好地传输，不易发生沉淀，凝结、结构等情况。本专利技术采用涡流技术的原理，运用螺旋形叶片、双进口、单出口、加速变径等机构，实现涡流混合及充气降粘作用，具体结构如下 一种涡流式气液混合器，连接在液流管道中，轴向方向上具有一个液体进口 1和混合出口 10，另外还有一个气体进口 5，所述混合器具有一个横截面大于管道口径的壳体7，其特征在于，在所述腔体内具有固定心轴4，所述固定心轴4与外部壳体7构成一个环形腔体11， 所述固定心轴4与外部壳体7之间通过螺旋叶片6来连接在一起，将所述环形腔体分隔成螺旋管道；在所述固定心轴4的前端及对应着液体进口处具有一个进口导流锥3，相对称地在所述固定心轴4的后端对应着液体出口处具有一个出口导流锥8。所述气体进口 5开在液体进口 1附近，气体进口 5沿着壳体7的切线方向布置； 所述气体进口 5的轴向位置定在进口导流锥3之后，螺旋叶片6起始的部位。所述环形腔体11的横截面积小于管道横截面积。所述外壳7分为三段式，中间段为圆柱体管道，前端为进口导流锥壳2，所述进口导流锥壳2对应着内部的进口导流锥3，构成进口部分加速锥体间环形空腔，外壳后端为出口加速锥壳9，对应内部的出口导流锥8构成出口部分加速涡流锥体间环形空间。在所述环形腔体11内的螺旋叶片间距为非等距。液体通过液体进口 1进入到混合器，原本的方向是与混合器同轴运动，进入螺旋叶片后变成周轴向运动和旋转运动的叠加运动，气体通过气体进口进入螺旋叶片，和进入螺旋叶片的液体在圆周方向上旋转混合，达到混合出口时气液相由于涡流旋转已经充分混合，通过混合出口将混合后的气液以涡流的方式输送至管道。液体和气体混合之后在混合器中旋转流动，由原来的紊流变成层流状态，同时由于离心力的作用使得液体的沉淀、结垢情况大大减少。当气液混合介质到达出口导流锥8 和出口加速锥体的环形空间时，气液混合介质是以涡流态从混合出口向管道传输。即以螺旋态的流动方式在管内流动相当一段距离。当气液混合态的介质在管道内流动时，由于有旋转运动使得混合介质内不同比重的介质分层流动，液体由于比重大被固定在管壁附近流动，气体由于比重轻在管中心位置流动。当液体介质发生结垢、凝结、沉淀时由于管道中心层的气体的作用，将其雾化破碎使其重新回到管壁层附近。另一方面由于旋转离心力的作用其结垢、沉淀、凝结的状态被大大抑制。在某些特殊的介质如原油，由于其含有多种不同比重的成分，使得在传输中实现了按比重分层流动。大大减少了流动中的分子摩擦力。对于原油等介质，由于其含有水分，而其是比重最高成分，因此在涡流传输中水分处于最靠近管壁的位置流动。在管壁上形成了一层水膜，可以进一步防止原油中的结蜡成分和管壁的接触。可以大大减少管道结蜡堵塞的现象。 本专利技术具有固定的螺旋叶片从液体进口进入的液体由轴线运动变为螺旋和轴向运动的叠加，形成涡流，气体进口切线方向进入螺旋叶片，和进入螺旋叶片的液体在圆周方向旋转混合，气体和液体充分混合使得混合之后的运动粘度下降方便运输。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种涡流式气液混合器，连接在液流管道中，轴向方向上具有一个液体进口和混合出口，另外还有一个气体进口，所述混合器具有一个横截面大于管道口径的壳体，其特征在于，在所述腔体内具有固定心轴，所述固定心轴与外部壳体构成一个环形腔体，所述固定心轴与外部壳体之间通过螺旋叶片来连接在一起，将所述环形腔体分隔成螺旋管道；在所述固定心轴的前端及对应着液体进口处具有一个进口导流锥，相对称地在所述固定心轴的后端对应着液体出口处具有一个出口导流锥。

【技术特征摘要】
1.一种涡流式气液混合器，连接在液流管道中，轴向方向上具有一个液体进口和混合出口，另外还有一个气体进口，所述混合器具有一个横截面大于管道口径的壳体，其特征在于，在所述腔体内具有固定心轴，所述固定心轴与外部壳体构成一个环形腔体，所述固定心轴与外部壳体之间通过螺旋叶片来连接在一起，将所述环形腔体分隔成螺旋管道；在所述固定心轴的前端及对应着液体进口处具有一个进口导流锥，相对称地在所述固定心轴的后端对应着液体出口处具有一个出口导流锥。2.根据权利要求1所述涡流式气液混合器，其特征在于，所述气体进口开在液体进口附近，气体进口沿着壳体的切线方向布置。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张西跃，
申请(专利权)人：深圳乐满商务服务有限公司，
类型：发明
国别省市：94