专利名称：带新型入口、溢流结构的油水分离旋流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及分离两种不相溶的油-水混合液的旋流分离器，具体地说，是带有新型尾管和整流结构的油水分离旋流器。
目前，油水分离的传统方法常为重力式、过滤、气浮选和生物处理，由于空间的限制，重力式和气浮选油水分离方法很难适用，且气浮选和过滤的处理成本高于旋流分离，过滤方法还存在反冲洗问题，其使用受到一定的限制。
本实用新型的目的在于克服传统油水分离设备体积庞大、分离效率较低的不足，提供一种体积小、分离效率高、处理量适应范围大、结构简单、操作维护方便的带有新型尾管和整流结构的油水分离旋流器。
本实用新型是这样实现的由溢流口1、圆柱段2、入口3、大锥段4、小锥段5、直管段6组成，圆柱段2、大锥段4、小锥段5、直管段6顺序连接，圆柱段2上有入口3，圆柱段2的顶面上有溢流口1。
本实用新型还采用如下技术方案圆柱段2上的入口3可以是一个以上，且可以是切向入口，也可以是渐开线入口。
入口3在平面上的投影为矩形，该平面通过旋流器轴线和入口3中心线与圆柱段2内壁的交点，矩形长边b平行于旋流器轴线，短边为a，矩形的长宽比b/a为3～8，入口3当量直径Di和圆柱段2内腔直径DC之比Di/DC为0.2～0.3。
入口3与流体主流方向的倾角γ为1～10度。
涡流屏蔽罩和遗留探测实心柱的外径与旋流器圆柱段2内径DC之差应≥矩形入口3短边宽度a的两倍，涡流屏蔽罩和溢流探测实心柱深入腔室段的长度Ly应复合b≤LyL1。
≥溢流口1直径D0＝0.01～0.05Dc。
大锥段4锥角β＝10～40度。
小锥段5锥角α＝1～3度。
直管段6的直径Du＝0.2～0.4DC，长度L2＝10～50DC。
本实用新型和以往的除油和/或预分旋流器相比采用涡流屏蔽罩和/或溢流探测实心柱、柱中心有溢流孔的新结构、旋流器入口3向液体主流动方向倾斜某一角度，这样可以有效地减低压降和提高分离效果。
图1为本实用新型的示意图；图2是旋流器入口3的形状图；图3为涡流屏蔽罩的剖视图；图4为另一种涡流屏蔽罩的剖视图；图5为溢流探测实心柱的剖视图。
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述如
图1所示，具有一定压力的油水混合物有圆柱段2上的一个或多个切向或渐开线入口3进入旋流器内，经过大锥段4的加速在小锥段5和直管段6进行油水分离；分出的轻分散相油反向运动从溢流口1排出，净化水经直管段6从底流口排出。
上述油水分离旋流器的入口截面为矩形，见图2，入口3在平面上的投影为矩形，该平面通过旋流器轴线和入口3中心线与圆柱段2内壁的交点，矩形长边b平行于旋流器轴线，短边为a，矩形的长宽比b/a为3～8，入口3当量直径Di和圆柱段2内腔直径DC之比Di/DC为0.2～0.3。对油水分离难度较大的混合物宜取较小值，入口可以是两个或两个以上，从透明旋流管实验研究和旋流管数值模拟均可以看到，两个或两个以上入口3使旋流管内流场更具轴对称性，轴心处聚集的油芯交稳定，油芯作螺旋运动的拜服显著减少。
旋流管入口3向流体主流方向倾斜的倾角γ是降低旋流管压降的有效措施，在相同流量下，倾角γ越大旋流管能耗越小，液体在旋流管内停留时间也越短，只要倾角合适，油分离效果不会显著下降，在旋流管相同压降下，旋流管处理量和分离效果还可提高。入口3与流体主流方向的倾角γ为1～10度。
涡流屏蔽罩(图3、4)和溢流探测实心柱(图5)的外径与旋流器圆柱段2内径DC之差应≥矩形入口3短边宽度a的两倍，涡流屏蔽罩和溢流探测实心柱深入腔室段的长度Ly应复合b≤Ly≤L1。涡流屏蔽罩的作用是把旋流管进料和旋流管内作旋转运动的流体隔开，避免来流对反向流动油芯的干扰，使油芯较稳定地从溢流口1排出。试验研究表明，来流在圆柱体内壁和屏蔽罩外壁间形成的流道内的流动阻力小于来流与旋流管内作旋转运动液体相对运动所产生的阻力，因而，屏蔽罩还有减小入口3流体阻力的作用。
溢流口直径D0＝0.01～0.05Dc，大锥段4锥角β＝10～40度。大锥角的作用除对液流进行旋转加速外，还对轻分散相(油)施加向心力，有利于轻分散相向旋流管轴心聚集，因而，大锥角不易过小。
小锥段5锥角α＝1～3度。
直管段6的直径Du＝0.2～0.4DC，长度L2＝10～50DC。
权利要求1.带新型入口、溢流结构的油水分离旋流器，由溢流口(1)、圆柱段(2)、入口(3)、大锥段(4)、小锥段(5)、直管段(6)组成，其特征在于圆柱段(2)、大锥段(4)、小锥段(5)、直管段(6)顺序连接，圆柱段(2)上有入口(3)，圆柱段(2)的顶面上有溢流口(1)。
2.根据权利要求1所述的带新型入口、溢流结构的油水分离旋流器，其特征在于圆柱段(2)上的入口(3)可以是一个以上，且可以是切向入口，也可以是渐开线入口。
3.根据权利要求1所述的带新型入口、溢流结构的油水分离旋流器，其特征在于入口(3)在平面上的投影为矩形，该平面通过旋流器轴线和入口(3)中心线与圆柱段(2)内壁的交点，矩形长边b平行于旋流器轴线，短边为a，矩形的长宽比b/a为3～8，入口3当量直径Di和圆柱段2内腔直径DC之比Di/DC为0.2～0.3。
4.根据权利要求1所述的带新型入口、溢流结构的油水分离旋流器，其特征在于入口(3)与流体主流方向的倾角γ为1～10度。
5.根据权利要求1所述的带新型入口、溢流结构的油水分离旋流器，其特征在于涡流屏蔽罩和遗留探测实心柱的外径与旋流器圆柱段(2)内径DC之差应≥矩形入口(3)短边宽度a的两倍，涡流屏蔽罩和溢流探测实心柱深入腔室段的长度Ly应复合b≤LyL1。≥
6.根据权利要求1所述的带新型入口、溢流结构的油水分离旋流器，其特征在于溢流口(1)直径D0＝0.01～0.05Dc。
7.根据权利要求1所述的带新型入口、溢流结构的油水分离旋流器，其特征在于大锥段(4)锥角β＝10～40度。
8.根据权利要求1所述的带新型入口、溢流结构的油水分离旋流器，其特征在于小锥段(5)锥角α＝1～3度。
9.根据权利要求1所述的带新型入口、溢流结构的油水分离旋流器，其特征在于直管段(6)的直径Du＝0.2～0.4DC，长度L2＝10～50DC。
专利摘要一种分离两种不相溶的油－水混合液的旋流分离器，即带有新型尾管和整流结构的油水分离旋流器，由溢流口1、圆柱段2、入口3、大锥段4、小锥段5、直管段6组成，圆柱段2、大锥段4、小锥段5、直管段6顺序连接，圆柱段2上有入口3，圆柱段2的顶面上有溢流口1，和以往的除油和/或预分旋流器相比采用涡流屏蔽罩和/或溢流探测实心柱、柱中心有溢流孔的新结构、旋流器入口3向液体主流动方向倾斜某一角度，这样可以有效地减低压降和提高分离效果。
文档编号B01D17/038GK2528510SQ01267969
公开日2003年1月1日 申请日期2001年10月26日 优先权日2001年10月26日
发明者冯叔初, 何利民, 李自力, 寇杰, 田栓魁, 韩专, 郭甫, 王万福, 田中玮 申请人:石油大学(华东), 冯叔初, 天津大港油田集团石油工程有限责任公司