專利名稱：帶新型入口、溢流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及分離兩種不相溶的油-水混合液的旋流分離器，具體地說(shuō)，是帶有新型尾管和整流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器。
目前，油水分離的傳統(tǒng)方法常為重力式、過(guò)濾、氣浮選和生物處理，由于空間的限制，重力式和氣浮選油水分離方法很難適用，且氣浮選和過(guò)濾的處理成本高于旋流分離，過(guò)濾方法還存在反沖洗問(wèn)題，其使用受到一定的限制。
本實(shí)用新型的目的在于克服傳統(tǒng)油水分離設(shè)備體積龐大、分離效率較低的不足，提供一種體積小、分離效率高、處理量適應(yīng)范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便的帶有新型尾管和整流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的由溢流口1、圓柱段2、入口3、大錐段4、小錐段5、直管段6組成，圓柱段2、大錐段4、小錐段5、直管段6順序連接，圓柱段2上有入口3，圓柱段2的頂面上有溢流口1。
本實(shí)用新型還采用如下技術(shù)方案圓柱段2上的入口3可以是一個(gè)以上，且可以是切向入口，也可以是漸開線入口。
入口3在平面上的投影為矩形，該平面通過(guò)旋流器軸線和入口3中心線與圓柱段2內(nèi)壁的交點(diǎn)，矩形長(zhǎng)邊b平行于旋流器軸線，短邊為a，矩形的長(zhǎng)寬比b/a為3～8，入口3當(dāng)量直徑Di和圓柱段2內(nèi)腔直徑DC之比Di/DC為0.2～0.3。
入口3與流體主流方向的傾角γ為1～10度。
渦流屏蔽罩和遺留探測(cè)實(shí)心柱的外徑與旋流器圓柱段2內(nèi)徑DC之差應(yīng)≥矩形入口3短邊寬度a的兩倍，渦流屏蔽罩和溢流探測(cè)實(shí)心柱深入腔室段的長(zhǎng)度Ly應(yīng)復(fù)合b≤LyL1。
≥溢流口1直徑D0＝0.01～0.05Dc。
大錐段4錐角β＝10～40度。
小錐段5錐角α＝1～3度。
直管段6的直徑Du＝0.2～0.4DC，長(zhǎng)度L2＝10～50DC。
本實(shí)用新型和以往的除油和/或預(yù)分旋流器相比采用渦流屏蔽罩和/或溢流探測(cè)實(shí)心柱、柱中心有溢流孔的新結(jié)構(gòu)、旋流器入口3向液體主流動(dòng)方向傾斜某一角度，這樣可以有效地減低壓降和提高分離效果。


圖1為本實(shí)用新型的示意圖；圖2是旋流器入口3的形狀圖；圖3為渦流屏蔽罩的剖視圖；圖4為另一種渦流屏蔽罩的剖視圖；圖5為溢流探測(cè)實(shí)心柱的剖視圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述如
圖1所示，具有一定壓力的油水混合物有圓柱段2上的一個(gè)或多個(gè)切向或漸開線入口3進(jìn)入旋流器內(nèi)，經(jīng)過(guò)大錐段4的加速在小錐段5和直管段6進(jìn)行油水分離；分出的輕分散相油反向運(yùn)動(dòng)從溢流口1排出，凈化水經(jīng)直管段6從底流口排出。
上述油水分離旋流器的入口截面為矩形，見圖2，入口3在平面上的投影為矩形，該平面通過(guò)旋流器軸線和入口3中心線與圓柱段2內(nèi)壁的交點(diǎn)，矩形長(zhǎng)邊b平行于旋流器軸線，短邊為a，矩形的長(zhǎng)寬比b/a為3～8，入口3當(dāng)量直徑Di和圓柱段2內(nèi)腔直徑DC之比Di/DC為0.2～0.3。對(duì)油水分離難度較大的混合物宜取較小值，入口可以是兩個(gè)或兩個(gè)以上，從透明旋流管實(shí)驗(yàn)研究和旋流管數(shù)值模擬均可以看到，兩個(gè)或兩個(gè)以上入口3使旋流管內(nèi)流場(chǎng)更具軸對(duì)稱性，軸心處聚集的油芯交穩(wěn)定，油芯作螺旋運(yùn)動(dòng)的拜服顯著減少。
旋流管入口3向流體主流方向傾斜的傾角γ是降低旋流管壓降的有效措施，在相同流量下，傾角γ越大旋流管能耗越小，液體在旋流管內(nèi)停留時(shí)間也越短，只要傾角合適，油分離效果不會(huì)顯著下降，在旋流管相同壓降下，旋流管處理量和分離效果還可提高。入口3與流體主流方向的傾角γ為1～10度。
渦流屏蔽罩(圖3、4)和溢流探測(cè)實(shí)心柱(圖5)的外徑與旋流器圓柱段2內(nèi)徑DC之差應(yīng)≥矩形入口3短邊寬度a的兩倍，渦流屏蔽罩和溢流探測(cè)實(shí)心柱深入腔室段的長(zhǎng)度Ly應(yīng)復(fù)合b≤Ly≤L1。渦流屏蔽罩的作用是把旋流管進(jìn)料和旋流管內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的流體隔開，避免來(lái)流對(duì)反向流動(dòng)油芯的干擾，使油芯較穩(wěn)定地從溢流口1排出。試驗(yàn)研究表明，來(lái)流在圓柱體內(nèi)壁和屏蔽罩外壁間形成的流道內(nèi)的流動(dòng)阻力小于來(lái)流與旋流管內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液體相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的阻力，因而，屏蔽罩還有減小入口3流體阻力的作用。
溢流口直徑D0＝0.01～0.05Dc，大錐段4錐角β＝10～40度。大錐角的作用除對(duì)液流進(jìn)行旋轉(zhuǎn)加速外，還對(duì)輕分散相(油)施加向心力，有利于輕分散相向旋流管軸心聚集，因而，大錐角不易過(guò)小。
小錐段5錐角α＝1～3度。
直管段6的直徑Du＝0.2～0.4DC，長(zhǎng)度L2＝10～50DC。
權(quán)利要求1.帶新型入口、溢流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器，由溢流口(1)、圓柱段(2)、入口(3)、大錐段(4)、小錐段(5)、直管段(6)組成，其特征在于圓柱段(2)、大錐段(4)、小錐段(5)、直管段(6)順序連接，圓柱段(2)上有入口(3)，圓柱段(2)的頂面上有溢流口(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶新型入口、溢流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器，其特征在于圓柱段(2)上的入口(3)可以是一個(gè)以上，且可以是切向入口，也可以是漸開線入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶新型入口、溢流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器，其特征在于入口(3)在平面上的投影為矩形，該平面通過(guò)旋流器軸線和入口(3)中心線與圓柱段(2)內(nèi)壁的交點(diǎn)，矩形長(zhǎng)邊b平行于旋流器軸線，短邊為a，矩形的長(zhǎng)寬比b/a為3～8，入口3當(dāng)量直徑Di和圓柱段2內(nèi)腔直徑DC之比Di/DC為0.2～0.3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶新型入口、溢流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器，其特征在于入口(3)與流體主流方向的傾角γ為1～10度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶新型入口、溢流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器，其特征在于渦流屏蔽罩和遺留探測(cè)實(shí)心柱的外徑與旋流器圓柱段(2)內(nèi)徑DC之差應(yīng)≥矩形入口(3)短邊寬度a的兩倍，渦流屏蔽罩和溢流探測(cè)實(shí)心柱深入腔室段的長(zhǎng)度Ly應(yīng)復(fù)合b≤LyL1?！?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶新型入口、溢流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器，其特征在于溢流口(1)直徑D0＝0.01～0.05Dc。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶新型入口、溢流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器，其特征在于大錐段(4)錐角β＝10～40度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶新型入口、溢流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器，其特征在于小錐段(5)錐角α＝1～3度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶新型入口、溢流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器，其特征在于直管段(6)的直徑Du＝0.2～0.4DC，長(zhǎng)度L2＝10～50DC。
專利摘要一種分離兩種不相溶的油－水混合液的旋流分離器，即帶有新型尾管和整流結(jié)構(gòu)的油水分離旋流器，由溢流口1、圓柱段2、入口3、大錐段4、小錐段5、直管段6組成，圓柱段2、大錐段4、小錐段5、直管段6順序連接，圓柱段2上有入口3，圓柱段2的頂面上有溢流口1，和以往的除油和/或預(yù)分旋流器相比采用渦流屏蔽罩和/或溢流探測(cè)實(shí)心柱、柱中心有溢流孔的新結(jié)構(gòu)、旋流器入口3向液體主流動(dòng)方向傾斜某一角度，這樣可以有效地減低壓降和提高分離效果。
文檔編號(hào)B01D17/038GK2528510SQ01267969
公開日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2001年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月26日
發(fā)明者馮叔初, 何利民, 李自力, 寇杰, 田栓魁, 韓專, 郭甫, 王萬(wàn)福, 田中瑋 申請(qǐng)人:石油大學(xué)(華東), 馮叔初, 天津大港油田集團(tuán)石油工程有限責(zé)任公司