可调节式惯性分离器的制作方法

本实用新型涉及一种气液分离装置，特别涉及一种可调节式惯性分离器。

背景技术：

在现有的惯性分离器中，两相(三相)流体的旋流产生的离心力使得液相成分径向向外扩散撞击到容器的柱形内壁面上，形成液滴，经由相应的出口排出，其余的气相经过单独的出口排出容器。这样的惯性分离器气液分离效率普遍偏低，需要重复多次分离操作才能达到预定分离效率，造成人力和财力上的浪费。

在应用过程中，流动工质的流量、压力、流速通常会出现波动，这就造成了惯性分离器气液分离效率的波动；当实际工况偏离设计工况太远，惯性分离器的分离效率就会大幅下降，可能造成不必要的损失。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种能够适应变流量、变流速工况的可调节式惯性分离器。

本申请提供一种可调节式惯性分离器，用于将气液固混合介质中的气体与液体、细微颗粒物分离，所述惯性分离器包括筒体和导流器，所述筒体具有进口端、出液端以及气体输出通道，所述进口端用于输入所述气液固混合介质，所述筒体包括进口部和连接至所述进口部的集液部，所述出液端和气体输出通道设置于所述集液部，所述进口部具有相反的第一端和第二端，所述进口端设置在所述第一端，所述导流器位于所述第二端，所述导流器包括导流锥和安装在所述导流锥上的若干导叶，所述导流锥包括滑块、固定连接至所述滑块一端的固定部及固定连接至所述滑块另一端的伸缩部，所述滑块构造成使得所述伸缩部能够相对所述固定部移动，所述伸缩部的底端与所述集液部的内壁之间形成导流器出口，所述固定部固定连接至所述筒体内壁，所述导流器还包括连接至所述导流锥的推杆，所述推杆用于控制所述伸缩部相对所述固定部的滑动，从而调节所述导流器出口的截面积。

在一实施例中，所述伸缩部能够相对所述固定部在一第一位置和一第二位置之间滑动，所述伸缩部在所述第一位置和第二位置之间的滑动由所述推杆的上下摆动控制，当所述伸缩部位于所述第一位置时，所述伸缩部靠近所述固定部，此时所述推杆位于最上端，所述导流器出口的截面积最小；当所述伸缩部位于所述第二位置时，所述伸缩部远离所述固定部，此时所述推杆位于最下端，所述导流器出口的截面积最大。

在一实施例中，所述固定部与所述伸缩部之间形成一密封腔，所述滑块位于所述密封腔内，所述滑块包括底座及连接至所述底座的伸缩杆，所述底座连接至固定部，所述伸缩杆活动连接至所述底座上使得所述伸缩杆能够相对所述底座伸缩，所述推杆一端连接至所述密封腔内，另一端延伸至所述筒体外部并与外部控制电路电连接。

在一实施例中，所述伸缩部相对所述固定部的滑动为气动控制。

在一实施例中，所述推杆为气动控制杆，所述气动控制杆的上下摆动控制所述伸缩部的上下滑动，所述气动控制杆一端连通至所述密封腔内，另一端与一气泵连接，所述气泵用于通过所述气动控制杆向所述密封腔内注入高压气，高压气推动所述伸缩部移动使得所述伸缩杆相对所述底座伸缩，从而实现所述伸缩部在所述第一位置和第二位置之间的滑动。

在一实施例中，所述伸缩部相对所述固定部的滑动为电动控制。

在一实施例中，所述滑块为电控滑块，所述推杆为电动控制杆，所述电动控制杆一端与所述电控滑块电连接，另一端与一控制电路电连接，所述电动控制杆的上下摆动控制所述伸缩杆的伸缩，所述伸缩杆的伸缩带动所述伸缩部从而实现所述伸缩部在所述第一位置和第二位置之间的滑动。

在一实施例中，所述若干导叶安装在所述固定部上，进入所述进口部的气液固混合介质经所述导叶被旋流分散至所述集液部的内壁以将气体与液体、细微颗粒物分离，所述气体通过所述气体输出通道排出，所述液体及细微颗粒物利用其自身重力从所述出液端流出。

在一实施例中，所述集液部包括第一部分和第二部分，所述进口部和第一部分利用法兰固定连接，所述第一部分和第二部分利用法兰固定连接，所述第一部分内具有第一腔体，所述第二部分内具有第二腔体，所述第一腔体和第二腔体连通，所述第一腔体在流体流动的方向上渐扩，所述第二腔体在流体流动的方向上渐缩。

在一实施例中，所述筒体沿水平方向放置或沿垂直方向放置。

综上所述，本实用新型提供一种可调节式惯性分离器，该惯性分离器可沿水平方向或垂直方向排布放置，气液固混合介质中的液体和细微颗粒物，经过叶片导流器时，产生湍流凝聚，与气体分离，并流向惯性分离器壁面，导流器上设有非光滑面，有利于产生湍流凝聚。气液固混合介质中的液体部分和细微颗粒物由于其自身重力沿内壁向下流动并经出液管从出液端流出，气体部分被挤压从进气端进入气体输出通道排出。导流器的出口截面能够随流量工况调整，保证较高的分离效率。本实用新型的惯性分离器结构简单，分离效率高，能够适应变流量、变流速工况，适于在工业上推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的惯性分离器的立体结构示意图。

图2是伸缩部位于第一位置时惯性分离器的俯视图。

图3是图2中沿A-A截面的旋转剖视图。

图4是伸缩部位于第二位置时惯性分离器的俯视图。

图5是图4中沿B-B截面的旋转剖视图。

图6是导流器的立体结构示意图。

图7是图6中导流器的俯视图。

图8是图6中沿C-C截面的剖视图。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，应该理解的是，本发明不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本发明可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本发明并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。

另外，本申请说明书及权利要求中是以惯性分离器的垂直放置(正常使用状态)时进行说明的，所以文中大量使用垂直方向和水平方向的方向用语是参照其垂直放置状态进行说明的。

本实用新型提供一种能够适应变流量、变流速工况的可调节式惯性分离器，该惯性分离器沿垂直方向排布放置，气液固混合介质包括气体、液体和固体，其中固体即细微颗粒物。液体及细微颗粒物经过叶片导流器时，产生湍流凝聚，与气体分离，并流向惯性分离器壁面，导流器上设有非光滑面，有利于产生湍流凝聚。气液固混合介质中的液体部分和细微颗粒物由于其自身重力沿内壁向下流动并从出液口流出，气体部分被挤压从出气口排出。

如图1-5所示，本实用新型提供一种可调节式惯性分离器10，该惯性分离器包括筒体12和安装在筒体12内的导流器14，筒体12沿垂直方向放置。筒体12具有进口端16、出液端18以及气体输出通道20。其中，进口端16与外部液体输出管道连通，以向筒体12内输入气液固混合介质，气液固混合介质例如石油的气液固混合介质，出液端18用于将分离出的液体部分和细微颗粒物排出，分离出的气体部分经气体输出通道20排出。

筒体12包括沿垂直方向排布的进口部22和集液部24，进口部22位于集液部24的上方。集液部24包括沿垂直方向排布的第一部分26和第二部分28，第一部分26具有第一腔体27，第二部分28具有第二腔体29，第一腔体27和第二腔体29连通。本实施例中，第一腔体27在流体流动的方向渐扩，即第一部分26的筒体内径在流体流动的方向上逐渐增大；第二腔体29在流体流动的方向上渐缩，即第二部分28的筒体内径在流体流动的方向上逐渐减小，且第一部分26和第二部分28的连接端的直径相同。这样设置可以加快被导流器14分散至集液部24内壁面上的液体的流动，提高惯性分离效率。

进口部22和集液部24固定连接，第一部分26和第二部分28固定连接。在所示的实施例中，进口部22和集液部24的连接端分别设有法兰30，第一部分26和第二部分28的连接端分别设有法兰32，两法兰30和两法兰32分别利用螺栓固定，从而将进口部22和集液部24以及第一部分26和第二部分28分别固定在一起。应当理解的是，在其他实施例中，进口部22和集液部24之间，集液部24的第一部分26和第二部分28之间也可以利用其他方式固定连接，例如卡扣连接。

进口端16设置于进口部22，出液端18和气体输出通道20设置于集液部24。具体而言，进口部22具有相反的第一端34和第二端36，进口端16设置在进口部22的第一端34，导流器14位于第二端36。具体来说，进口部22与集液部24之间具有一间隔，导流器14安装在该间隔内。

如图6-8所示，导流器14包括导流锥38、若干导叶40和壁筒42，若干导叶40沿周向均匀分布在导流锥38的侧壁上，壁筒42环设于若干导叶40的外周，壁筒42固定安装于集液部24的第一部分26靠近进口部22的端部与第二端36之间，即所述间隔内，导流锥38与壁筒42之间通过连接杆39固定连接，从而实现导流锥38的固定。

更具体地，导流锥38包括滑块54、固定连接至滑块54一端的固定部56及固定连接至滑块54另一端的伸缩部58，滑块54构造成使得伸缩部58能够相对固定部56移动，若干导叶40安装在固定部56上。伸缩部58的底端与集液部24的第一部分26的内壁之间形成导流器出口60，固定部56固定连接至筒体12内壁，即固定部56与第一部分26的内壁之间通过连接杆39固定连接。导流器14包括连接至导流锥38的推杆62，推杆62用于控制伸缩部58相对固定部56的滑动，由于第一部分26的筒体内径在流体流动的方向上逐渐增大，因此当伸缩部58相对固定部56滑动时会使得伸缩部58的底端与第一部分26的内壁之间的距离发生变化，从而达到调节导流器出口60截面积的目的。在惯性分离器10工况变化后，可以根据流量变化调整推杆62的位置，相应调整导流器出口60的截面积，控制工质流动的速度在设计范围内，保持较高的分离效率。

请参考图3和图5，固定部56与伸缩部58之间形成一密封腔64，滑块54位于密封腔64内，固定部56与伸缩部58之间连接一密封圈65，以保证伸缩部58相对固定部56滑动时密封腔64的气密性。滑块54包括底座66及可伸缩地连接至底座66的伸缩杆68，其中，底座66固定连接至固定部56，伸缩部58固定连接至伸缩杆68的底端。当伸缩杆68相对底座66伸缩活动时带动伸缩部58活动。

具体来说，伸缩部58能够相对固定部56在一第一位置70和一第二位置72之间滑动，伸缩部58在第一位置70和第二位置72之间的滑动由推杆62的上下摆动控制。当伸缩部58位于第一位置70时，伸缩部58靠近固定部56，此时推杆62位于最上端，导流器出口60的截面积最小，如图3；当伸缩部58位于第二位置72时，伸缩部58远离固定部56，此时推杆62位于最下端，导流器出口60的截面积最大，如图5。

推杆62用于控制伸缩部58相对固定部56的滑动。具体而言，推杆62的一端连接至密封腔64内，另一端延伸至筒体12外部并与外部控制电路电连接。

伸缩部58相对固定部56的滑动为气动控制。具体而言，推杆62为气动控制杆62a，气动控制杆62a的上下摆动控制伸缩部58的上下滑动，当气动控制杆62a摆动至最上方时，伸缩杆68收缩至最短，如图3；当气动控制杆62a摆动至最下方时，伸缩杆68伸展至最长，如图5。气动控制杆62a的一端连通至密封腔64内，另一端与一气泵连接，气泵用于通过气动控制杆62a向密封腔64内注入高压气，高压气推动伸缩部58移动使得伸缩杆68相对底座66伸缩，从而实现伸缩部58在第一位置70和第二位置72之间的滑动。

伸缩部58相对固定部56的滑动为电动控制。具体而言，滑块54为电控滑块，推杆62为电动控制杆62b，电动控制杆62b的一端与电控滑块电连接，另一端与一控制电路电连接。电动控制杆62b的上下摆动控制伸缩杆68的伸缩，当电动控制杆62b摆动至最上方时，伸缩杆68收缩至最短，如图3；当电动控制杆62b摆动至最下方时，伸缩杆68伸展至最长，如图5。伸缩杆68的伸缩带动伸缩部58从而实现伸缩部58在所述第一位置70和第二位置72之间的滑动。

第二部分28的侧壁底部设置一出液管44，出液管44的一端与第二腔体29连通，另一端连通至外部。在所示的实施例中，出液管44通过法兰41固定连接至第二部分28的侧壁底部。出液端18设置在出液管44的端部，经导流器14分散至集液部24内壁面的液体和细微颗粒物利用其自身重力流向集液部24的底部，并经出液管44从出液端18流出。

气体输出通道20包括气体输出管46，本实施例中，气体输出管46为沿垂直方向设置的直管，气体输出管46包括相反的进气端48和出气端50。气体输出管46从第二部分28的底部穿过穿设于集液部24内，并利用法兰47将气体输出管46固定至第二部分28的底部，使得气体输出管46的进气端48位于第一腔体27内，气体输出管46的出气端50位于惯性分离器10的外部。随着气液固混合介质的不断输入，集液部24内的液体和细微颗粒物不断增多，集液部24内压力上升，压迫气体从进气端48进入气体输出管46，以将气体分离出来。

随着集液部24内液体和细微颗粒物不断增多，为了避免液体和细微颗粒物从进气端48进入气体输出管46中造成污染，气体输出管46靠近进气端48的一端设有旋流挡板，工作时该旋流挡板不影响气液固混合介质在惯性分离器10内的流动，其作用是阻挡集液部24内的气体回流所携带的液体颗粒及细微颗粒物进入气体输出通道20。旋流挡板的结构形式可以有多种，例如旋流叶片挡板，螺旋挡板等。

上述实施例中，筒体12为沿垂直方向放置。在一些实施例中，筒体也可以沿水平方向放置(图未示出)。当筒体沿水平方向放置时，进口部和集液部沿水平方向排布，对应地，集液部的第一部分和第二部分也沿水平方向排布，其余结构与筒体沿垂直方向放置时类似。

综上所述，本实用新型提供一种可调节式惯性分离器，该惯性分离器可沿水平方向或垂直方向排布放置，气液固混合介质中的液体和细微颗粒物，经过叶片导流器时，产生湍流凝聚，与气体分离，并流向惯性分离器壁面，导流器上设有非光滑面，有利于产生湍流凝聚。气液固混合介质中的液体部分和细微颗粒物由于其自身重力沿内壁向下流动并经出液管从出液端流出，气体部分被挤压从进气端进入气体输出通道排出。导流器的出口截面能够随流量工况调整，保证较高的分离效率。本实用新型的惯性分离器结构简单，分离效率高，能够适应变流量、变流速工况，适于在工业上推广应用。

本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本发明的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。