[发明专利]一种高效旋流分离装置与方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种固体、液体、气体，两相或三相分离装置，具体为一种高效旋流分离装置与方法。

背景技术

   现有的旋流分离方法与装置，在处理固体、液体、气体，两相或三相介质的分离时，存在以下问题：（1）装置体积大，单一旋流分离装置的筒体长、径比最大可达20倍；（2）能耗大，适用范围窄，易出现大颗粒去除率高，而小颗粒去除率低的情况，装置阻力为1-5kpa；单一粒径分离效率低，一般在80%以内；分离的粒径大，一般30μmm以上的粒径，才能达到一定的分离效率，；（3）仅设有单一重质介排出口，重质介排出口容易损坏，重质介排出口的使用寿命，一般为旋流筒体的1/10。

发明内容

   本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一

种高效旋流分离方法与装置，能以较低能耗、较高效率分离颗粒物，且分离的粒径分布范围大，能高效分离极小粒径颗粒物，且颗粒物排出口不易磨损、使用寿命长。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效旋流分离装置，包括高效旋流分离装置壳体、设于壳体内的一个或多个高效旋流分离组件，与壳体连接设置于壳体下部用于承接重介质的重介质储仓；

所述高效旋流分离装置壳体的一端设有混合介质进口，另一端设有轻介质出口，所述壳体底部设有重介质储仓；

所述高效旋流分离组件包括两端设有开口的筒体，筒体输入端开口与混合介质进口连通，输出端开口与轻介质出口连通，所述筒体内设有使混合介质产生旋转并沿筒体的混合介质输入端向输出端方向轴向前进的旋流机构，高效旋流分离组件筒体表面开设有重介质排出口。

进一步的，所述筒体截面为圆形或椭圆形或为椭圆与圆形的变截面。

进一步的，所述或沿筒体混合介质进口至轻质介质出口方向逐渐缩小或先缩小后增大。

进一步的，所述旋流机构为一个或多个与筒体的径向互成角度且与筒体的轴向相交的切向入口或螺旋片或带有一定螺旋角的导流片，所述螺旋片或带有一定螺旋角的旋片为一片或多片，旋片的轴向长度不大于高效旋流分离组件筒体长度。

进一步的，所述旋流片中心部分设有一芯管或芯棒，所述芯管或芯棒截面为圆形或椭圆形。

进一步的，所述芯管或芯棒朝向混合介质进口方向为的一端平面或设有椎形整流段，芯管或芯棒朝向轻介质出口的一端为平面或设有倒椎形整流段，所述椎形或倒椎形整流段设于高效旋流分离组件筒体的内部或伸出筒体外。

进一步的，所述筒体设有重介质排出口，其特征在于：所述排出口与筒体轴向相同的直条缝形或与筒体轴向呈一定夹角的斜条缝形，所述排出口至少1条。

进一步的，所述重介质排出口数量沿筒体轴向方向递减。

进一步的，所述壳体内纵向设置有用于安装高效旋流分离组件的孔板，所述高效旋流分离组件筒体的两端均设于壳体内部的孔板上，所述孔板与壳体以及壳体底部的重介质储仓固定连接。

本发明第二具体方案为：一种高效旋流的分离方法，包括如权利要求1~9任一权利要求所述的一种高效旋流的分离装置，所述混合介质沿高效旋流分离装置壳体的入口进入高效旋流分离组件筒体的入口，在使混合介质产生旋转的旋流机构作用下，混合介质产生旋转并向轻介质出口方向前进，重介质沿设于高效旋流分离组件筒体上的重介质排出口排出后进入重介质储仓，轻介质从高效旋流分离组件筒体的出口端排出。

本发明通过增加重介质排出口，混合介质在同一旋速的条件下，重质介质进行很多次分离，每旋转一周实现n分离（如4或7次），在同一旋流组件中，混合介质旋转m周（如4-10周），在同一旋流组件中，混合介质中的重介质实现了m*n（4*4=16）次分离，分离效率可达到接近完全分离状态，在相同的条件下，不需要额外的提高旋流速度，就能达到一般分离器的分离效果。相对一般分离装置的一个重介质排出口，本发明的多个重介质排出口，降低了单个重介质排出口磨损，提高了其使用寿命，且避免了重介质过多导致出口堵塞等问题。又由于重介质即分离即排出，避免了重介质由于二次弹跳进入轻质介质并随轻质介质排出，提高了重介质不同粒径的去除效率。