一种分脱收集装置的制作方法

文档序号:13216461阅读:121来源:国知局
技术领域本发明属于油水分离处理技术领域,尤其涉及一种分脱收集装置。

背景技术:
在工业生产、石油开采、环境保护等领域中,经常会需要对大量含油水进行分离和后处理。目前,国内外对含油水分离处理方法主要有以下三类:化学处理法、物理处理法和生化处理法。其中物理处理法无需额外的添加物质,且设备可以反复使用,总体成本较低,是使用较多的方法。而对于大批量的含油水处理,也会较多地采用离心分离法。不过,目前在对含油水进行处理时,在分离效率、分离成本、分离效果的综合考量上,仍有所不足。

技术实现要素:
本发明是为了克服现有技术中的不足,提供了一种结构合理,具有良好的处理能力,能对大量含油水进行较快速有效的分离,整体成本较低且处理效果好的分脱收集装置。为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种分脱收集装置,包括旋流分离器、原液槽、集液槽,所述旋流分离器包括分离锥、与分离锥同轴相连且竖直的尾管,分离锥上、下端均开口,尾管上、下端均开口,分离锥上端开口大于分离锥下端开口,尾管上端开口与分离锥下端开口连通,分离锥上端开口被一锥顶圆板封住,分离锥上设有与分离锥内部连通的主切向进液管、副切向进液管,集液槽处在尾管下方,还包括一原液抽取泵,原液抽取泵上设有进原液管、出原液管,进原液管的进口端伸入原液槽中,出原液管的出口端与主切向进液管连通,出原液管与主切向进液管之间设有进液通断阀,旋流分离器内设有与尾管同轴的芯管,芯管上端穿过锥顶圆板且伸出旋流分离器外,芯管上端通过集油管路连接至一集油罐,芯管上设有若干与芯管内部连通的管进油孔,还包括一循环泵,循环泵上设有进循环液管、出循环液管,进循环液管的进口端伸入集液槽中,出循环液管的出口端与副切向进液管连通,出循环液管上设有循环液通断阀。作为优选,所述分离锥内设有上、下端均开口的助旋筒,所述助旋筒与分离锥同轴,助旋筒上端与锥顶圆板之间密封连接,助旋筒高度大于分离锥高度的三分之二。作为优选,所述助旋筒的筒侧壁顶部设有若干回流孔。作为优选,所述主切向进液管轴线与分离锥的一个切向平行。作为优选,所述芯管内设有可相对芯管内上下滑动的自调节管,自调节管上、下端均开口,自调节管外侧壁与芯管内侧壁之间滑动密封配合,自调节管下端伸出芯管外,自调节管下端设有封住自调节管下端开口的管下封板,管下封板上设有浮体,浮体上设有浮基座,尾管中设有与尾管连接的导向竖杆,导向竖杆横截面呈矩形,导向竖杆与浮基座滑动连接,自调节管侧壁上设有若干与自调节管内部连通的管通油孔,管通油孔与管进油孔一一对应,在对应的管通油孔与管进油孔中:管通油孔孔径与管进油孔孔径相同,管通油孔轴线与管进油孔轴线重合。作为优选,所述导向竖杆通过架体与尾管连接,所述架体包括至少一根横连接杆,横连接杆一端与尾管内侧壁固定,导向竖杆下端与横连接杆连接。作为优选,所述集油管路包括集油主管、过渡接管,集油主管一端与集油罐连通,集油主管另一端与过渡接管一端连通,过渡接管另一端与芯管上端连通。作为优选,所述集油主管上设有集油泵、集油单向阀,集油泵的抽液方向为由芯管至集油泵,集油泵的排液方向为由集油泵至集油罐,集油单向阀的可通过方向为由集油泵至集油罐。作为优选,所述芯管外套设有与芯管转动连接的配重套管,配重套管与芯管同轴,配重套管的转动中心为配重套管轴线,配重套管外侧壁上设有导流叶轮,导流叶轮的导流方向为由分离锥至尾管方向,导流叶轮包括若干导流叶片,配重套管上设有若干外通油孔,外通油孔与管进油孔一一对应,在对应的外通油孔与管进油孔中:外通油孔孔径与管进油孔孔径相同,外通油孔轴线与管进油孔轴线重合。作为优选,所述芯管外壁上设有与芯管同轴的外环槽,配重套管外侧壁上设有与外环槽形状对应的转环,转环与配重套管固定,转环处在外环槽中,转环可在外环槽内转动,转环的转动中心为转环轴线,转环与外环槽槽内壁之间滑动配合。本发明的有益效果是:可实现油水的高效分离,操作简单,且无需借助额外化学剂,设备也能重复利用,总体成本较低;处理过程十分连续,不需要暂停和切换工位,工作效率高;连续分离且自动收集油,处理效果好。附图说明图1是本发明的结构示意图图2是图1中A处的放大图;图3是图1中B处的放大图;图4是图1中C处的放大图。图中:原液槽1、原液抽取泵11、进原液管12、出原液管13、进液通断阀131、集液槽2、分离锥3、锥顶圆板31、主切向进液管32、助旋筒33、回流孔331、尾管4、横连接杆41、开闭门42、芯管5、集油罐51、管进油孔52、自调节管53、管下封板531、浮体532、浮基座533、导向竖杆534、管通油孔535、集油主管54、过渡接管55、集油泵56、集油单向阀57、循环泵61、进循环液管62、出循环液管63、循环液通断阀64、副切向进液管65、配重套管7、导流叶片71、外通油孔72、转环73。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。如图1至图4所示的实施例中,一种分脱收集装置,包括旋流分离器、原液槽1、集液槽2,所述旋流分离器包括外形呈圆台状的分离锥3、与分离锥同轴相连且竖直的尾管4,分离锥上、下端均开口,尾管上、下端均开口,分离锥上端开口大于分离锥下端开口,尾管上端开口与分离锥下端开口连通,分离锥上端开口被一锥顶圆板31封住,分离锥上设有与分离锥内部连通的主切向进液管32、副切向进液管65,集液槽处在尾管下方,还包括一原液抽取泵11,原液抽取泵上设有与原液抽取泵进口连通的进原液管12、与原液抽取泵出口连通的出原液管13,进原液管的进口端伸入原液槽中,出原液管的出口端与主切向进液管连通,出原液管的进口端与原液抽取泵出口连通,出原液管与主切向进液管之间设有进液通断阀131,旋流分离器内设有与尾管同轴的芯管5,芯管上端穿过锥顶圆板且伸出旋流分离器外,芯管上端通过集油管路连接至一集油罐51,芯管上设有若干与芯管内部连通的管进油孔52,还包括一循环泵61,循环泵上设有与循环泵进口连通的进循环液管62、与循环泵出口连通的出循环液管63,进循环液管的进口端伸入集液槽中,出循环液管的出口端与副切向进液管65连通,出循环液管上设有循环液通断阀64。所述主切向进液管轴线与分离锥的一个切向平行。含油水被储置在原液槽中,原液抽取泵从原液槽中抽取(原液抽取泵工作时进液通断阀启通、循环液通断阀关闭)原液(含油水),含油水经进原液管、原液抽取泵、出原液管达到主切向进液管,并从主切向进液管以切向(或近似切向)送入分离锥内,由于分离锥上大下小,又由于重力的作用,含油水在分离锥内开始螺旋流动,整体趋势为螺旋向下流动。由于油水之间具有密度差,含油水高速旋流时,水会相对贴着分离锥内壁,而油珠(油)会相对移向中心(靠近分离锥轴线)。而随着流体的整体向下螺旋移动、截面不断缩小,油继续移向中心汇成油芯(芯管处在油芯内),油芯外层则为“水壁”(大量水少量油)。流体随后进入到收口部分(尾管),而流体会对上段产生回压,使低压油芯向上溢流,从管进油孔进入到芯管内部,并通过集油管路进入集油罐内进行收集,至于外层“水壁”,则向下经尾管下端开口排到集液槽中,从而可实现油水的高效分离,且无需借助额外化学剂,设备也能重复利用,处理过程十分连续,总体成本较低。而为了提升分离效果,往往不会只进行一次分离,循环泵可以从集液槽中抽取处理过的含油水,使其经进循环液管、循环泵、出循环液管达到副切向进液管(循环泵工作时循环液通断阀启通、进液通断阀关闭),并再次从副切向进液管送入分离锥内(后续分离原理与之前所述的分离原理相同,只是进液位置由主切向进液管变成了副切向进液管),从而可以实现多次循环分离处理,保障油水分离效果,进一步降低水中的含油比例。所述分离锥内设有上、下端均开口的助旋筒33,所述助旋筒与分离锥同轴,助旋筒上端与锥顶圆板之间密封连接,助旋筒高度大于分离锥高度的三分之二。所述助旋筒的筒侧壁顶部设有若干回流孔331。助旋筒的存在,相当于构成了一段环形通道(助旋筒与分离锥之间),有助于旋流的形成,也可以抑制上升流(如前所述,由于回压所形成油芯和一部分贴着油芯的“水壁”)向外溢散所形成的大量干扰流,可提升处理过程的稳定性。但是,上升流向外扩散所形成的局部涡流和扰流依然存在,而回流孔的设置,能够让上升流上升到顶后,一部分从回流孔流出,对进液形成抵抗回压,从整体上控制进液的平衡,也进一步提升了分离锥内流体流动的规律性和稳定性,可有效提升整体的油水分离效果。所述芯管内设有可相对芯管内上下滑动的自调节管53,自调节管上、下端均开口,自调节管外侧壁与芯管内侧壁之间滑动密封配合,自调节管下端伸出芯管外,自调节管下端设有封住自调节管下端开口的管下封板531,管下封板上设有浮体532,浮体上设有浮基座533,尾管中设有与尾管连接的导向竖杆534,导向竖杆横截面呈矩形,导向竖杆与浮基座滑动连接,浮基座的可滑动方向为上下方向,自调节管侧壁上设有若干与自调节管内部连通的管通油孔535,管通油孔与管进油孔一一对应,在对应的管通油孔与管进油孔中:管通油孔孔径与管进油孔孔径相同,管通油孔轴线与管进油孔轴线重合。所述导向竖杆通过架体与尾管连接,所述架体包括至少一根横连接杆41,横连接杆一端与尾管内侧壁固定,导向竖杆下端与横连接杆连接。尾管内设有若干与尾管固定的摩擦块,摩擦块接触自调节管外侧壁,在初时,由于流体含油量较大,此时浮体一部分接触水,其余一部分接触油,此时浮体所受的浮力还不足以超过重力(自调节管、整个浮体结构等的重力)和摩擦力(主要是摩擦块与自调节管之间的摩擦力,其余小部分为自调节管与芯管之间的摩擦力等)之和,所以自调节管不会上下滑动,所以过油总口径(管通油孔或者说管进油孔的孔径,也即油进入自调节管的总口径)不变,正常出油。而当流体含油量降低时(或者说本来含油量就不高时),油芯会变得很细、油芯长度也会减少(油芯下段部分被水替代),“水壁”会变得很厚,由于此时水过分靠近管进油孔,若自调节管的进油速度较快,容易导致水进入芯管(自调节管),影响收集到的油的含油比。而在本方案中,当流体含油量降低到一定程度后,由于油芯变短,所以浮体接触水的部分变多,接触油的部分变少,浮体受到的浮力增大,在某一时刻,浮力超过了重力(自调节管、整个浮体结构等的重力)和摩擦力(主要是摩擦块与自调节管之间的摩擦力,其余小部分为自调节管与芯管之间的摩擦力等)之和,浮体开始带动自调节管上移,从而管通油孔和管进油孔开始错位,过油总口径变小,如此一来,可以降低自调节管内的进油速度,从而可以保障依然只有油进入自调节管,避免此时因进液速度太快而导致的一部分水进入自调节管。相应的,流体含油量越低,浮体带动自调节管上升越多,过油总口径越小,从而实现了过油总口径的自动调节。而且,当流体含油率降低到一定程度后,由于浮体带动自调节管上升达到了极限位置(浮体外部完全被水包围,浮体受到的浮力全部来自于水),此时管通油孔和管进油孔完全错开,集油管路停止集油,彻底阻断了当流体含油率很低时,水进入集油管路的可能性。所述集油管路包括集油主管54、过渡接管55,集油主管一端与集油罐连通,集油主管另一端与过渡接管一端连通,过渡接管另一端与芯管上端连通。所述集油主管上设有集油泵56、集油单向阀57,集油泵的抽液方向为由芯管至集油泵,集油泵的排液方向为由集油泵至集油罐,集油单向阀的可通过方向为由集油泵至集油罐。通过各泵、阀能够提升处理过程的可控制性和精确性。所述芯管外套设有与芯管转动连接的配重套管7,配重套管与芯管同轴,配重套管的转动中心为配重套管轴线,配重套管外侧壁上设有导流叶轮,导流叶轮的导流方向为由分离锥至尾管方向,导流叶轮包括若干导流叶片71,配重套管上设有若干外通油孔72,外通油孔与管进油孔一一对应,在对应的外通油孔与管进油孔中:外通油孔孔径与管进油孔孔径相同,外通油孔轴线与管进油孔轴线重合。导流叶轮处在尾管内。所述芯管外壁上设有与芯管同轴的外环槽,配重套管外侧壁上设有与外环槽形状对应的转环73,转环与配重套管固定,转环处在外环槽中,转环可在外环槽内转动,转环的转动中心为转环轴线,转环与外环槽槽内壁之间滑动配合。导流叶轮处在尾管与分离锥的连接处。(即尾管上端、分离锥下端处)。尾管上设有连通尾管内、外部的调节口,调节口上设有可相对尾管关闭或打开的开闭门43,开闭门关闭时,调节口被封住,开闭门打开时,调节口将尾管内、外部连通。开闭门一侧与尾管铰接,开闭门通过门栓与尾管之间固定/开闭门与尾管之间螺纹连接。总之不论何种形式,能实现开闭门的开、闭即可(关闭时需要与尾管之间固定,且要封住调节口)。最初进行油水分离时,由于配重套管具备一定重量,旋流液体(含油水)还不足以通过导流叶轮带动配重套管转动,配重套管处在固定状态。此时油水分离如前述一般照常进行,基本不产生影响。而当原液(含油水)中的含油率变得较低时,若还要继续进行油水分离(通常是循环泵工作时),需要提高进液速度(提升旋流分离效果),所以液体流速增大,此时可以带动导流叶轮转动起来,导流叶轮则带动配重套管也转动起来,一方面,导流叶轮可以辅助导流,让液体尽快向下进入尾管,以避免快速进入分离锥的含油水(提高了进液速度)蓄积在分离锥中,且可以加速尾管下端的排水,避免水壁过厚而挤破油芯(由于含油率低,油芯本来就较细,一旦排油太快,易导致油芯破损,某些部分被水取代);另一方面,配重套管转动,则配重套管上的外通油孔也开始转动,从而与管进油孔之间会经历对齐连通、错开连通、完全错开、错开连通、对齐连通这样一个循环往复的过程,从而可以降低油芯进入自调节管的速度,保持油芯直径,避免油芯过细而导致水易进入自调节管的问题,保障收集的油的“纯度高”(含水少甚至不含水)。在分离完成后,要将配重套管复位(可打开开闭门来进行配重套管的转动复位),以方便下一次使用。
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