一种旋流气液、液液分离器制造技术

本发明专利技术涉及旋流气液、液液分离器，包括立式结构的螺旋管主体、安装在底盘上的支架，通过支架上的固定组件，将螺旋管主体固定在支架上成为一整体，组装好的整体装入所述的容器内；所述的螺旋管主体总圈数为Ｎ，螺旋管主体的上部分有４圈为带孔段，带孔段以下为封闭段，带孔段的每一圈在圆周上均匀开有圆孔，相邻两圈的之间隔一段不带孔螺旋管为调整段；螺旋管主体的上面的第一圈末端口连通一输出管，其输出管６穿出容器，在穿出段上安装有阀门；螺旋管主体的下面的最后一圈末端口连通一输入管，其输入管穿出容器，在穿出段上安装有阀门。该分离器体积小和压力损失小、重量轻、结构简单、分离效率高，特别适合海上平台等特殊场合下的多相分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分离器，特别是涉及一种用于工业上互不相溶，且具有密度差的气液或液液的初步分离的螺旋管旋流气液、液液分离器。
技术介绍
目前，离心力和重力分离原理被广泛用于分离领域，其中以具有锥形筒的旋风分离器为代表。由于旋风分离器内流体的流动产生一定的剪切作用，容易将液滴(油滴或水滴)打碎乳化而恶化分离过程；而且旋风分离器通用性较差。因此用来进行液液分离效果并不理想。螺旋管具有截面小的特点，可以避免上述因素的影响。专利号为01206727.X的螺旋式气液分离器就是利用螺道产生离心力来实现气液分离的，但是该装置不能用来进行液液分离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述已有技术的缺陷，提供一种利用两种互不相溶的、且密度不同的两种混合流体(两种液体或是气体和液体)存在密度差，在螺旋管中流动的时候会受到离心力和重力的联合作用而产生分层，实现气液、液液分离的带有螺旋管旋流气液、液液分离器。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术提供的旋流气液、液液分离器，包括容器7、进液管5、出液管6、阀门；其特征在于，还包括螺旋管主体1、固定螺旋管主体用的支架2；通过所述的支架2上的固定组件，将螺旋管主体1固定在支架2上成为一整体，组装好的整体装入所述的容器7内，将支架2的底盘安装在容器7底上；所述的螺旋管主体1为立式结构，总圈数为N，螺旋管主体1的螺旋管上部分有4圈为带孔段13，带孔段以下为封闭段14，带孔段的每一圈上开有圆孔15，所述的圆孔15从距离输出管6的出口1/4圆周处开始开孔，并且圆孔15均匀开在螺旋管的外侧，与水平线成α＝45°夹角的位置，相邻两圈螺旋管上的圆孔15之间间隔半圈的螺旋管上不带圆孔；不带孔的螺旋管段为调整段16；螺旋管主体1的上面的第一圈末端口连通一输出管6，其输出管6穿出容器7，在穿出段上安装有控制流速的出口阀门4；螺旋管主体1的下面的最后一圈末端口连通一输入管5，其输入管5穿出容器7，在穿出段上安装有控制流速的入口阀门4，螺旋管主体1的螺旋管最后一圈末端口连通一输入管5，其输入管5穿出容器7，在穿出段上安装有控制流速的入口阀门4。进口阀门3用来调节入流速度；出口阀门4则调节背压，合理调节这两个阀门可以使分离器处于最佳工作状态。在上述技术方案中，所述的螺旋管主体1的螺旋管回转半径为R，螺距为H，管内径为D1，管外径为D2。在上述技术方案中，螺旋管主体1的螺旋管设计参数遵循以下关系450≤2πR(N-4)D1≤500,]]>2≤HD2≤2.5;]]>其中R、D1、D2的取值在如下范围内最合适150mm≤R≤200mm，20mm≤D1≤30mm、25mm≤D2≤35mm。在上述技术方案中，所述的螺旋管主体1的螺旋管封闭段14的圈数为N-4圈。在上述技术方案中，所述的调整段16设置在第一圈所开圆孔15与第二圈所开圆孔15之间间隔的半圈不带孔的螺旋管段，第二圈螺旋管所开圆孔15与第三圈所开圆孔15之间间隔半圈的螺旋管段，所以螺旋管主体1的螺旋管上部分总共为4圈带孔段13；所述的调整段16为相邻两圈小孔之间的一段不带孔的螺旋管，所述的调整段长度为1/2圆周。在上述技术方案中，所述的螺旋管主体1的螺旋管上的4圈带孔段13，从螺旋管上部自上到下3圈小孔的数目分别为n1、n2、n3，孔径分别为d1、d2、d3；圆孔的数目和孔径应遵循以下设计准则n1≤n2≤n3，d1≤d2≤d3。在上述技术方案中，所述的支架2由圆盘9、立管10和固定组件组成；其中固定组件包括调节螺母11、管托12、管扣13、螺栓14；所述的立管10共有三根，上部带有一段螺纹，底部连接在圆盘底座上，这三根立管长度不同，可以分别支撑螺旋管的上中下部分；管托12由上下两个调节螺母11固定在上述立管10螺纹段的合适高度上，螺旋管被夹持在管扣13和管托12之间，并由螺栓14锁紧。由于不同流量下容器7中液面高度也不同，而螺旋管的带孔段的位置要始终高于液面才能正常工作。因此可以用管托支持螺旋管的不同位置实现螺旋管高度的调节，以适应不同工况下的液面高度。在上述技术方案中，所述的固定组件由管托12、管扣13、调节螺母11和螺栓14组成，其中管托12为一试管夹形式，一端扁平状，其上开有两个螺孔，和有一个管托凸起17；管托12的另一端可以是半圆形状的金属环，或者是两个半圆形状的金属环，在金属环上开有螺孔，通过螺钉穿过螺孔用上下两个调节螺母11，将固定组件固定在立柱上部；管扣13为一金属板，其上开有两个螺孔，和有一个管扣凸起18，两个螺孔的位置与管托12上的两个螺孔相对应，管扣凸起18与管托凸起17；管托12和管扣13之间夹持螺旋管，管托12和管扣13螺孔相对，并用螺栓14锁紧，这样支架和螺旋管就组成了一个整体。其中带孔段上设置调整段16，该调整段为相邻两圈小孔之间的一段不带孔的螺旋管，所述的调整段长度为1/2圆周；就是考虑到受小圆孔射流的影响，混合液流经每一圈带孔螺旋管后分层状态会受到一定干扰，马上进入下一圈带孔螺旋管分离将会影响到分离效果。因此设计了一段不带孔螺旋管作为“调整段”，当混合液流过该“调整段”时会重新分层从而消除这种干扰的影响。其中螺旋管上还设计了螺旋管封闭段采用管壁封闭，这样的设计是为了使混合流体在进入带孔段进行分离之前，有足够长的时间受到离心力和重力的联合作用，分层更为充分，从而加强在带孔部分的分离效果。本专利技术的优点在于本专利技术的气液、液液分离器，利用两种互不相溶的、且密度不同的两种混合流体(两种液体或是气体和液体)存在密度差，在螺旋管中流动的时候会受到离心力和重力的联合作用而产生分层现象；密度较小的流体主要集中在管截面内侧偏上的位置；密度较大的流体则主要集中在管截面外侧偏下的位置，在螺旋管的外侧开上小孔，就会有一部分管截面外侧的液体顺着小孔流出，这部分液体主要为密度较大的流体；而管内剩下的主要是另一种流体，它们会从螺旋管的出口流出，将从小孔和螺旋管出口流出的流体分别收集起来，实现了两种流体的初步分离。该分离器体积小、重量轻、结构简单、分离效率高，特别适合海上平台等特殊场合下的多相分离。另外具有压力损失小，节省能耗，以及通过调节进出口阀门，可以适应不同粘度不同配比的混合液分离，使分离达到最佳状态。附图说明图1是本专利技术实施例1的结构示意2A是实施例1中第一圈带孔螺旋管的仰视2B是实施例1中第二圈带孔螺旋管的仰视2C是实施例1中第三圈带孔螺旋管的仰视2D是实施例1中第四圈带孔螺旋管的仰视3是本专利技术实施例2的结构示意4E是实施例2中第一圈带孔螺旋管的仰视4F是实施例2中第二圈带孔螺旋管的仰视4G是实施例2中第三圈带孔螺旋管的仰视4H是实施例2中第四圈带孔螺旋管的仰视5是本专利技术的部件——支架的正视6是本专利技术的部件——支架的俯视7是支架的固定组件放大面说明(1)-螺旋管主体；(2)-支架； (3)-进口阀门；(4)-出口阀门； (5)-进液管；(6)-出液管；(7)-容器； (8)-收集出口处液体的容器；(9)-圆盘； (10)-立管； (11)-调节螺母；(12)-管托； (13)-管扣； (14)-螺栓；(15)-圆孔； (16)-调整段； (17)-管托突本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋流气液、液液分离器，包括容器（７）、进液管（５）、出液管（６）、阀门；其特征在于，还包括螺旋管主体（１）、固定螺旋管主体用的支架（２）；通过所述的支架（２）上的固定组件，将螺旋管主体（１）固定在支架（２）上成为一整体，组装好的整体装入所述的容器（７）内，将支架（２）的底盘安装在容器（７）底上；所述的螺旋管主体（１）为立式结构，总圈数为Ｎ，螺旋管主体（１）的螺旋管上部分有４圈为带孔段（１３），带孔段以下为封闭段（１４），带孔段的每一圈上开有圆孔（１５），所述的圆孔（１５）从距离输出管６的出口１／４圆周处开始开孔，并且圆孔（１５）均匀开在螺旋管的外侧，与水平线成α＝４５°夹角的位置，相邻两圈螺旋管上的圆孔（１５）之间间隔半圈的螺旋管上不带圆孔；不带孔的螺旋管段为调整段（１６）；螺旋管主体（１）的上面的第一圈末端口连通一输出管（６），其输出管（６）穿出容器（７），在穿出段上安装有控制流速的出口阀门（４）；螺旋管主体（１）的下面的最后一圈末端口连通一输入管（５），其输入管（５）穿出容器（７），在穿出段上安装有控制流速的入口阀门（４）；螺旋管主体（１）的螺旋管最后一圈末端口连通一输入管（５），其输入管（５）穿出容器（７），在穿出段上安装有控制流速的入口阀门（４）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，郑之初，吴应湘，龚道童，郭军，周永，李清平，唐驰，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，中海石油研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]