本实用新型涉及纤维膜接触器技术领域，特别涉及一种液体三相分离装置，用于对三种互不相溶液体进行快速分离。
背景技术：
纤维膜接触器可用于多种目的，包括从液体中除去夹带气、将两相互不相溶液体进行分离、去除液体气泡、过滤液体以及向液体中加入气体等；目前，通过纤维膜接触器在进行液-液分离时只能够实现将两种互不相溶液体进行分离，并且，在分离过程中，主要依靠利用重力和在纤维膜上的长的停留时间实现相间分离或形成不同层的大容器，但液在纤维膜上流动分离时经常会出现短流的现象，导致液体与纤维膜的接触面积明显减小，不能够实现真正对两种互不相溶液体的快速分离。
技术实现要素：
本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本实用新型还有一个目的是提供一种液体三相分离装置，其能够实现对三种互不相溶液体进行快速分离，相较现有两相分离器，能够提供更大的液体与纤维丝的接触面积，各相液体沉降速度快，分层清晰。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种液体三相分离装置，其特征在于，包括：
壳体，其内形成有两个相互垂直的第一腔室和第二腔室；以及
纤维丝集束，其一端通过液体分布盘固定在所述第一腔室的一端，所述纤维丝集束的另一端沿所述第一腔室轴向方向竖直延伸至所述第二腔室内，且所述纤维丝集束的另一端在所述第二腔室内呈倒置的圆锥形，所述圆锥形的尖端不与所述第二腔室的侧壁接触，所述纤维丝集束的多个纤维丝均匀分布且不相互接触。
优选的是，靠近所述多个纤维丝的自由端均各呈圆弧形弯折，且呈圆弧形弯折的弧线的直径为1-10mm。
优选的是，所述第一腔室自其一端向另一端分为缩颈腔和非缩颈腔，且所述缩颈腔和所述非缩颈腔的横切面直径的比例为1/2-1/10，所述缩颈腔和所述非缩颈腔的长度比例为1/5-1/20；
所述纤维丝集束随所述第一腔室自其一端向另一端分为缩颈段和非缩颈段，且所述缩颈段和所述非缩颈段的横切面直径的比例为1/2-1/10。
优选的是，靠近所述多个纤维丝的自由端均各呈圆弧形弯折，且呈圆弧形弯折的弧线的直径为2-4mm。
优选的是，还包括第三腔室，其与所述第二腔室相连通，所述第三腔室和所述第一腔室分设置在所述第二腔室的两侧，且在竖直方向上，所述第三腔室与所述第一腔室相互错开设置。
优选的是，还包括混合液体入口，其贯通所述壳体连通至所述第一腔室的一端；轻液相出口，其贯通所述壳体连通至所述第二腔室，且所述轻液相出口与所述第一腔室位于所述第二腔室的同侧；中间液出口，其贯通所述壳体连通至所述第二腔室；重液相出口，其贯通所述壳体连通至所述第三腔室。
优选的是，所述纤维丝集束中任一纤维丝的直径为0.01-200μm；所述纤维丝集束中多个纤维的横切面总和占所述第一腔室的横切面的百分百为1-20％。
优选的是，所述纤维丝集束为直线型集束、折型丝集束或螺旋丝集束中的至少一种；
所述的纤维丝集束的材质为不锈钢、铜、铁、铝、铅、锌元素及其合金、金属高分子复合材料、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、PET、聚酰胺、聚酯、玻璃纤维、活性碳纤维或三氧化二铝中的一种。
本实用新型至少包括以下有益效果：
三相液体经液体分布盘均匀分布后，在重力作用下沿纤维丝集束纵向流动，由于三相液体之间的表面张力均不同，在纤维丝上纵向流动过程中出现相互分离，纤维丝集束底部呈圆锥形，使得纤维丝集束中各纤维丝的长度出现差异，使得三相液体在纤维丝上流动的行程不同，越靠近纤维丝集束中部的纤维丝越长，在较长的流动形成中，使得同一纤维丝上三相液体的停留时间的差异增大，有效防止三相液体再混合，缩短了有效分离时间。有上述可知，纤维丝的总体长度以及表面积均较现有平端的纤维丝集束大，能够实现更好的对三相液的分离。
综上所述，本实用新型能够实现对三种互不相溶液体进行快速分离，相较现有两相分离器，能够提供更大的液体与纤维丝的接触面积，各相液体沉降速度快，分层清晰。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型的剖面结构示意图，其中，对A部分的纤维丝的自由端进行放大展示。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本实用新型提供一种液体三相分离装置，包括：壳体100，其内形成有两个相互垂直的第一腔室101和第二腔室102；以及纤维丝集束200，其一端通过液体分布盘固定在所述第一腔室的一端，所述纤维丝集束的另一端沿所述第一腔室轴向方向竖直延伸至所述第二腔室内，且所述纤维丝集束的另一端在所述第二腔室内呈倒置的圆锥形，所述圆锥形的尖端不与所述第二腔室的侧壁接触，所述纤维丝集束的多个纤维丝均匀分布且不相互接触。在本方案中，三相液体经液体分布盘均匀分布后，在重力作用下沿纤维丝集束纵向流动，由于三相液体之间的张力表面均不同，在纤维丝上纵向流动过程中出现相互分离，纤维丝集束底部呈圆锥形，使得纤维丝集束中各纤维丝的长度出现差异，使得三相液体在纤维丝上流动的行程不同，越靠近纤维丝集束中部的纤维丝越长，在较长的流动形成中，使得同一纤维丝上三相液体的停留时间的差异增大，有效防止三相液体再混合，缩短了有效分离时间。有上述可知，纤维丝的总体长度以及表面积均较现有平端的纤维丝集束大，能够实现更好的对三相液的分离。
如图1所示，在一个方案中，靠近所述多个纤维丝的自由端均各呈圆弧形弯折，且呈圆弧形弯折的弧线的直径为1-10mm。在本方案中，三相液体随纤维丝流动至圆弧形弯折处后，由于重力作用，重相液脱离纤维丝下沉，而中间液由于与周围环境溶液密度相当，而随纤维丝移动到纤维丝的尖端后再脱离纤维丝，此时，若其中混杂有少量轻相，则轻相此时也连通中间相与纤维丝分离并上浮至上层液面；因此，所述多个纤维丝的自由端的圆弧形弯折结构对三相液体相进行初步的分离，并对中间相进行有效引流，防止三相乳化，提高分离效果和分离效率。
如图1所示，在一个优选方案中，所述第一腔室自其一端向另一端分为缩颈腔和非缩颈腔，且所述缩颈腔和所述非缩颈腔的横切面直径的比例为1/2-1/10，所述缩颈腔和所述非缩颈腔的长度比例为1/5-1/20；
所述纤维丝集束随所述第一腔室自其一端向另一端分为缩颈段和非缩颈段，且所述缩颈段和所述非缩颈段的横切面直径的比例为1/2-1/10。在本方案中，第一腔室的一端增加缩径腔，并且纤维丝集束随之设置有缩颈段，能够在不增加纤维丝装填量的情况下，在液体入口处增加液体与纤维丝的接触机会，防止液体短流，保证分离效率。
如图1所示，在一个优选方案中，靠近所述多个纤维丝的自由端201均各呈圆弧形弯折，且呈圆弧形弯折的弧线202的直径为2-4mm。
如图1所示，在一个优选方案中，还包括第三腔室103，其与所述第二腔室相连通，所述第三腔室和所述第一腔室分设置在所述第二腔室的两侧，且在竖直方向上，所述第三腔室与所述第一腔室相互错开设置。本方案中，第一腔室位于相对较上端，第三腔室位于相对较下段，第一腔室内进行三相液体分流之后，轻相漂浮在页面上方，重相下沉，最终集中入第三腔室，给重相流动提供一定的空间，以方便在将重相放出第三腔室时尽量保持液面的平静，而不搅动其他两相。
如图1所示，在一个优选方案中，还包括混合液体入口104，其贯通所述壳体连通至所述第一腔室的一端；轻液相出口105，其贯通所述壳体连通至所述第二腔室，且所述轻液相出口与所述第一腔室位于所述第二腔室的同侧；中间液出口106，其贯通所述壳体连通至所述第二腔室；重液相出口107，其贯通所述壳体连通至所述第三腔室。
在一个优选方案中，所述纤维丝集束中任一纤维丝的直径为0.01-200μm；所述纤维丝集束中多个纤维的横切面总和占所述第一腔室的横切面的百分百为1-20％。本方案中，在纤维丝集束提供更大的接触面积的前提下，避免由于纤维丝设置过密导致短流的现象发生。
在一个优选方案中，所述纤维丝集束为直线型集束、折型丝集束或螺旋丝集束中的至少一种；所述的纤维丝集束的材质为不锈钢、铜、铁、铝、铅、锌元素及其合金、金属高分子复合材料、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、PET、聚酰胺、聚酯、玻璃纤维、活性碳纤维或三氧化二铝中的一种。在本方案中对纤维丝集束进行了材料的限定，其原则是其材质根据液体性质选择，不被所分离液体腐蚀或溶解的材质均可使用，包括但不限于金属材料(如不锈钢、铜、铁、铝、铅、锌及其合金)、金属高分子复合材料(如，金属-聚烯烃)和其他材料(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、PET、聚酰胺、聚酯等高分子材料、玻璃纤维、活性碳纤维、三氧化二铝等陶瓷纤维材料)。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。