2内设置油层22。
[0039]本发明方法具体包括以下步骤:
[0040]步骤A，使油水混合物流经螺线形叶片I，其中的微小油滴3将附着于亲油的螺线形叶片I上，在其表面形成密集分布的小油滴集群；
[0041]步骤B，在螺线形叶片I的空间曲率驱动力作用下，位于螺线形叶片I凸面的微小油滴3向上移动，位于螺线形叶片I凹面的微小油滴3向下移动，所述微小油滴3在移动过程中将不断与其他微小油滴3合并逐渐变大，并最终于上、下侧分隔板2处富集；
[0042]步骤C，由于分隔板2内设置有油层22，在其微孔21的毛管力作用下，仅油滴可通过分隔板2，以此实现油水分离。
[0043]与此同时，为保证上述步骤A中螺线形叶片I湿润时是亲油的，螺线形叶片I表面应涂抹有亲油性物质，如石蜡或硅橡胶等，且螺线形叶片I的尺寸应设置于5毫米内，以保证步骤B中微小油滴3所受空间曲率驱动力足够使其移动。对于分隔板2的微孔21，其尺寸设置于100至500微米之间，以保证步骤C中分隔板2的通油阻水作用。
[0044]基于上述的利用螺线空间曲率驱动的油水分离方法，本发明还提供了一种油水分离结构，参照图1，其主要包括若干呈阿基米德螺线形的、规则排列的螺线形叶片I及设置于该螺线形叶片组上、下侧的分隔板2，其中螺线形叶片I与分隔板2均设置有亲油性结构，分隔板2上开设有若干微孔21，具体结构的设置方式与其方法中所涉及结构的设置保持一致，如螺线形叶片I尺寸及微孔21尺寸等。
[0045]实施例二:
[0046]研究表明，油滴在对数螺线形曲面上同样能定向移动，因此可以作为本发明的另一种实施方式。
[0047]在此实施例中，我们将实施例一中的螺线形叶片组设置为若干呈对数螺线形的、等间距平行排列的螺线形叶片I，其上、下侧设置有分隔板2，同样的，螺线形叶片I与分隔板2均设置有亲油性结构，分隔板2上等间距的开设有若干微孔21，螺线形叶片I尺寸及微孔21尺寸均参照实施例一设置。
[0048]基于上述的油水分离结构，所采用的利用螺线空间曲率驱动的油水分离方法具体步骤与实施例一中基本一致。
[0049]虽然上述介绍了本发明的两种不同的实施例，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节。
[0050]如，本发明油水分离结构中螺线形叶片组的具体规则排列方式，在除本发明实施例二中限定的等间距平行排列外，其他呈规律性的排列结构也应当被视为本发明的实施方式。又如，本发明在分隔板2内填充有油层22，以保证其通油阻水作用，事实上我们还可以在设置有微孔21的一侧涂覆超亲油超疏水涂层，以使其技术效果更加稳定。
[0051]同时应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，本说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0052]尽管如此，不论采用上述的哪种实施方式，本发明较之于现有技术都应具有如下优点:
[0053]本发明的油水分离方法主要利用螺线空间曲率驱动力和微孔21毛管力作用，不仅实施起来安全便捷，操作简单，且具有分离快速高效、分离效果稳定的效果；
[0054]本发明的油水分离结构不仅占地面积小，结构设计紧凑，且可以多次重复使用，与现有油水分离装置相比，所需能耗更少，运行成本更低；
[0055]本发明所提供的油水分离方法不涉及任何化学添加剂，因此也不会造成新的化学添加剂污染，不仅绿色环保，也有助于提高分离精度；
[0056]本发明为独特的创新设计，从某种意义上脱离了传统的油水分离方法及装置模型，较之于现有的多数针对性设计的油水分离装置，将具有更加广泛的应用空间。
【主权项】
1.一种利用螺线空间曲率驱动的油水分离方法，其特征在于:所述方法基于油水混合物中的油滴在螺线形曲面受到的空间曲率驱动力，使油滴定向移动至某富集处，并利用富集处所设微孔(21)的毛管力，实现油水分离。2.根据权利要求1所述的一种利用螺线空间曲率驱动的油水分离方法，其特征在于:所述螺线形曲面为螺线形叶片(I)，且为亲油性结构，所述富集处为设置于螺线形叶片(I)上、下侧的分隔板(2)，所述分隔板(2)内设置有油层(22)，所述方法具体包括 步骤A，使油水混合物流经螺线形叶片(I)，其中的微小油滴(3)将附着于亲油的螺线形叶片(I)上，在其表面形成密集分布的小油滴集群； 步骤B，在螺线形叶片(I)的空间曲率驱动力作用下，位于螺线形叶片(I)凸面的微小油滴(3)向上移动，位于螺线形叶片(I)凹面的微小油滴(3)向下移动，所述微小油滴(3)在移动过程中将不断与其他微小油滴(3)合并逐渐变大，并最终于上、下侧分隔板(2)处富集； 步骤C，由于分隔板(2)内设置有油层(22)，在其微孔(21)的毛管力作用下，仅油滴可通过分隔板(2)，以此实现油水分离。3.根据权利要求2所述的一种利用螺线空间曲率驱动的油水分离方法，其特征在于:所述螺线形叶片(I)为阿基米德螺线形或对数螺线形，其表面涂抹有亲油性物质，以保证步骤A中螺线形叶片(I)湿润时是亲油的。4.根据权利要求2所述的一种利用螺线空间曲率驱动的油水分离方法，其特征在于:所述螺线形叶片(I)的尺寸设置于5毫米内，以保证步骤B中微小油滴(3)所受空间曲率驱动力足够使其移动。5.根据权利要求2所述的一种利用螺线空间曲率驱动的油水分离方法，其特征在于:所述分隔板(2)的微孔(21)尺寸设置于100至500微米之间，以保证步骤C中分隔板(2)的通油阻水作用。6.—种利用螺线空间曲率驱动的油水分离结构，其采用权利要求1至5所述的利用螺线空间曲率驱动的油水分离方法实现油水分离，其特征在于:包括若干规则排列的螺线形叶片(I)及设置于其上、下侧的分隔板(2)，其中螺线形叶片(I)与分隔板(2)均设置有亲油性结构，所述分隔板(2)上开设有若干微孔(21)。7.根据权利要求6所述的一种利用螺线空间曲率驱动的油水分离结构，其特征在于:所述螺线形叶片(I)为阿基米德螺线形或对数螺线形，其表面涂抹有亲油性物质。8.根据权利要求6所述的一种利用螺线空间曲率驱动的油水分离结构，其特征在于:所述分隔板(2)内设置有油层(22)。9.根据权利要求6或7所述的一种利用螺线空间曲率驱动的油水分离结构，其特征在于:所述螺线形叶片(I)的尺寸设置于5毫米内，以保证微小油滴(3)所受空间曲率驱动力足够使其移动。10.根据权利要求6或8所述的一种利用螺线空间曲率驱动的油水分离结构，其特征在于:所述分隔板(2)的微孔(21)尺寸设置于100至500微米之间，以保证分隔板(2)的通油阻水作用。
【专利摘要】本发明公开了一种利用螺线空间曲率驱动的油水分离方法及结构，所述方法基于油水混合物中的油滴在螺线形曲面受到的空间曲率驱动力，使油滴定向移动至某富集处，并利用富集处所设微孔的毛管力，实现油水分离，所述结构包括若干规则排列的螺线形叶片及设置于其上、下侧的分隔板，其中螺线形叶片与分隔板均设置有亲油性结构，所述分隔板上开设有若干微孔。较之于现有技术，其具有分离快速高效、所需能耗少、无化学添加剂造成的污染及应用广泛等诸多特点。
【IPC分类】C10G33/06, B01D17/038
【公开号】CN105542840
【申请号】CN201510902180
【发明人】刘建林, 李善鹏, 侯健
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月13日