水力旋流器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油、化工等領(lǐng)域用的分離裝置，特別涉及一種水力旋流器。
【背景技術(shù)】
[0002]水力旋流器作為一種石油化工等領(lǐng)域的分離裝置，其主要原理是在離心力的作用下，利用物料之間的密度差或粒徑差實(shí)現(xiàn)兩相或多相分離。水力旋流器因具有操作方便、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛使用于油水分離等工況。
[0003]目前，現(xiàn)有的油水分離用的水力旋流器多數(shù)采用Thew式結(jié)構(gòu)，即雙錐型結(jié)構(gòu)。如圖1所示，所述雙錐型結(jié)構(gòu)的水力旋流器包括自上而下依次連通的圓柱段11、大錐段12、小錐段13。在所述圓柱段11上設(shè)置有切向的旋流器入口 14。沿著所述水力旋流器的中心軸線01，在所述圓柱段11的上部設(shè)置有溢流管15。使用時(shí)，當(dāng)油水混合液由入口 14沿著切向進(jìn)入旋流器后，在圓柱段11高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦流，在后面連續(xù)而來的油水混合液推動下，旋流器內(nèi)的油水混合液呈螺旋型旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)的油水混合液向下進(jìn)入大錐段12、小錐段13。由于旋流器的內(nèi)徑逐漸縮小，油水混合液旋流速度相對加快，且由于油水兩相介質(zhì)存在密度差，使得油水兩相介質(zhì)所受的離心力不同，密度較小的油液向軸線附近的低壓區(qū)移動，聚集在軸線附近，邊旋轉(zhuǎn)邊向上移動，最后從頂部的溢流管15排出；密度較大的水沿著旋流器的內(nèi)壁向下排出，從而達(dá)到油水分離的目的。
[0004]然而，在現(xiàn)有的雙錐型結(jié)構(gòu)的水力旋流器中，其大錐段12與小錐段13連接處直接以直線形式相交，形成一個(gè)尖峰A。水力旋流器內(nèi)部的流場會在所述尖峰A的影響下，形成紊流，從而影響水力旋流器的分離效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種水力旋流器，用于提高水力旋流器的分離效果。
[0006]本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]一種水力旋流器，其具有一兩端開口的分離腔體，所述分離腔體具有一中心軸線，所述分離腔體自上而下沿著所述中心軸線方向依次設(shè)置有相互連通且內(nèi)徑逐漸減小的圓柱段、大錐段、小錐段，所述圓柱段上設(shè)置有切向的旋流器入口 ；沿著所述中心軸線，在所述圓柱段的上部設(shè)置有溢流管，所述大錐段、小錐段連接的位置通過圓弧過渡；所述圓柱段內(nèi)徑為所述圓弧的曲率半徑的0.3倍至I倍。
[0008]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述圓柱段內(nèi)徑為所述圓弧的曲率半徑的0.6倍至0.7倍。
[0009]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述圓弧的曲率半徑與所述圓柱段內(nèi)徑的比值為1:
0.625ο
[0010]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述圓柱段的內(nèi)徑為45毫米，所述圓柱段的長度為48毫米，所述大錐段的長度為64毫米，所述小錐段的長度為428毫米。
[0011]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述水力旋流器的處理量為2.5立方每小時(shí)。
[0012]本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明所述的水力旋流器，在所述大錐段、小錐段連接的位置通過圓弧過渡，設(shè)計(jì)合理，大大減少了大錐段、小錐段處的紊流，具有較高的分離效率；且具有較長的使用壽命，解決了傳統(tǒng)水力旋流器，因存在大量氣泡而使液體長時(shí)間高壓沖擊器壁，加快磨損壽命短的問題。進(jìn)一步的本發(fā)明還明確了所述過渡圓弧的與圓柱段的具體尺寸關(guān)系:所述圓柱段21內(nèi)徑D為所述圓弧B的曲率半徑R的0.3倍至I倍。另外本發(fā)明所述的水力旋流器加工簡單，成本低廉，實(shí)用性強(qiáng)，且可應(yīng)用于其他各類不相容介質(zhì)的分離，具有可觀的推廣應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種水力旋流器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是水力旋流器內(nèi)部的流場在尖峰A的影響下形成紊流的示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中一種水力旋流器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中一種水力旋流器內(nèi)部層流運(yùn)動示意圖；
[0017]圖5是本發(fā)明一種水力旋流器與現(xiàn)有的水力旋流器分離效果對比圖；
[0018]圖6是本發(fā)明一種水力旋流器的分離效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落入本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
[0020]本發(fā)明提供一種水力旋流器，用于提高水力旋流器的分離效果。
[0021]現(xiàn)有的雙錐型結(jié)構(gòu)的水力旋流器中，其大錐段12與小錐段13連接處直接以直線形式相交，形成一個(gè)尖峰A。從附面層流動和附面層分析理論可知:在此尖峰A處，流體流場會由于尖峰A的存在而出現(xiàn)非貼體運(yùn)動，從而產(chǎn)生附面層分離，形成紊流現(xiàn)象，很大程度上影響了水力旋流器的分離效果。如圖2所示，當(dāng)所述水力旋流器的內(nèi)壁上形成有尖峰時(shí)，原本沿著內(nèi)壁向下流動的水為貼體運(yùn)動，及處于層流運(yùn)動狀態(tài)，當(dāng)遇到尖峰A時(shí)，會在尖峰A處形成漩渦，水由層流運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鬟\(yùn)動，從而擾亂水力旋流器流場中的軸向速度分布，使其分離效果變差。
[0022]另外當(dāng)在尖峰A處形成漩渦，水力旋流器內(nèi)的出現(xiàn)紊流時(shí)，在液體的攪動碰撞下會產(chǎn)生氣泡。當(dāng)紊流產(chǎn)生的氣泡破裂時(shí)對液體產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力會沖擊水力旋流器器壁，若水力旋流器內(nèi)長期受紊流作用將導(dǎo)致器壁材料的破壞和剝蝕。
[0023]請參閱圖3，為本發(fā)明實(shí)施例中一種水力旋流器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]本發(fā)明所述水力旋流器具有一兩端開口的分離腔體，所述分離腔體具有一中心軸線02，所述分離腔體自上而下沿著所述中心軸線02方向依次設(shè)置有相互連通且內(nèi)徑逐漸減小的圓柱段21、大錐段22、小錐段23，所述圓柱段21上設(shè)置有切向的旋流器入口 24 ;沿著所述中心軸線02，在所述圓柱段21的上部設(shè)置有溢流管25，所述大錐段22、小錐段23連接的