[发明专利]两种不同密度介质的同向旋流分离器

说明书

技术领域

本发明涉及液体分离领域，特别是涉及一种针对两种不同密度的混合介质进行分离的同向旋流分离器。

背景技术

旋流分离器是一种常用的分离装置，当具有密度差异的两相进入旋流分离器后，通过入口的导流作用形成旋流场，在旋流场中，因密度不同，两相受到的离心力不同，在径向方向上迁移方向不同，密度小的轻质相向管道中心区域运动，密度大的重质相向管道壁面运动，两者分别从不同的口流出从而实现两相旋流分离。这种分离装置相对于传统的重力沉降分离设备而言具有结构简单、没有运动部件、占地面积小、生产能力大等优点，被广泛应用于各个行业如石油行业、市政污水处理等。

现有的旋流分离器，共同点是具有密度差异的两相在旋流场中实现径向上分离之后，在轴向运动方向相反，这种轴向运动反向的两相流动会在交界面互相干扰，分离性能不稳定，而且分离效果较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高两相混合液分离效果的分离器。

特别地，本发明的两种不同密度介质的同向旋流分离器，包括依次连接的：

入口管，用于接收待分离的混合液；

旋流管，通过一端与所述入口管连通，用于对进入的所述混合液进行旋转分离；

溢流管，安装在所述旋流管另一端的轴心线上，用于排出分离后的轻质相液体；

重质相出口管，其一端以与所述旋流管相切的方式安装在所述旋流管的另一端，用于排出分离后的重质相液体；

旋流转换器，安装在所述旋流管内靠近所述入口管一端，包括棒体，和安装在所述棒体外圆周的导向叶片，所述导向叶片将流经的混合液体由轴向流动 变为圆周向的旋转流动。

进一步地，所述旋流转换器的棒体为实心结构，包括中部的圆柱体，和设置在所述圆柱体两端对称的半椭圆端，所述半椭圆端为一概率曲线函数旋转一周所成，所述概率曲线的高度为所述圆柱体半径的2.5倍。

进一步地，所述导向叶片围绕所述棒体的圆柱体在圆周上均匀分布，包括与所述混合液行进方向相对且与所述旋流管的轴心线平行的第一直线段，与所述第一直线段远离所述混合液行进方向一端相切连接的圆弧段，与所述弧形段另一端相切连接的第二直线段。

进一步地，所述导向叶片的数量至少为三片，所述圆弧段的半径为所述圆柱体周长的一半，所述第二直线段与所述旋流管的横截面的夹角α为0～30°。

进一步地，所述棒体的长度与所述旋流管的长度比为1：7。

进一步地，所述入口管与所述旋流管通过渐扩管道连接，所述渐扩管道根据所述入口管的直径与其产生旋流时的所述旋流管管径差异，为渐扩结构或渐缩结构。

进一步地，所述旋流管安装所述旋流转换器处的截面通道面积与所述入口管的截面通道面积比为1：3～4。

进一步地，所述溢流管和所述重质相出口管的管径，由所述入口管处流入的所述混合液的轻重质比例确定。

进一步地，所述溢流管与所述旋流管的连接端插入所述旋流管内，且位于所述旋流管内的长度不超过所述重质相出口管与所述旋流管的连接点。

进一步地，所述入口管和所述溢流管上分别安装有流量计和控制阀。

本发明利用流线型导流片的除水结构，使两相介质在管道中沿着相同的轴向向前旋转运动，从而可减少双反向旋流运动带来的掺混问题。本发明结构紧凑，易于维护，尤其可应用于环境比较苛刻的地方如井筒中，也可以应用在未来深水水下油田开采系统中，并可与其它工艺设备配套，制造成体积小功能强的成套分离设备，有良好的应用前景。

本发明工艺简单，无运动部件，维护方便，运行费用低，结构紧凑，分离性能优良。能够克服水力旋流器空间结构不紧凑的问题，尤其可应用于井下油水分离、未来深水水下气-液分离、液-液分离等领域，具有广泛的应用价值。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的同向旋流分离器的结构示意图；

图2为图1中旋流转换器结构示意图；

图3为图1中导向叶片的结构示意图；

图中：10-入口管、11-入口管计量计、20-旋流管、30-溢流管、31-溢流管计量计、32-阀门、40-重质相出口管、50-旋流转换器、51-棒体、511-圆柱体、512-半椭圆端、52-导向叶片、521-第一直线段、522-圆弧段、523-第二直线段、60-渐扩管道、100-同向旋流分离器。

具体实施方式