三相流调节器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及煤层气开采技术领域，特别涉及一种三相流调节器，包括：气体比例阀、液体比例阀、基座、固体添加单元、混合单元及出口塞。基座内开设有第一通道、第二通道、第三通道及内腔。气体比例阀通过第一通道与所述内腔连通；液体比例阀通过第二通道与内腔连通；出口塞通过第三通道与内腔连通；固体添加单元与内腔的一端连接，混合单元设置在内腔内，气体、液体及粉末经混合单元混合后经出口塞输出。本发明提供的三相流调节器，通过气体比例阀、液体比例阀及液体比例阀分别输入气体、液体及固体，便于调节三相流中的气体、液体及固体的流量或浓度，实现了对三相流参数的准确控制。
【专利说明】
三相流调节器
技术领域
[0001 ]本发明涉及煤层气开采技术领域，特别涉及一种三相流调节器。
【背景技术】
[0002]气、液、固三相流广泛存在于煤层气抽采井内，在煤层气抽采的初级阶段，气、液、煤粉颗粒共同汇聚于抽采井内，由此形成气液固三相流。三相流的流体参数对于评价煤气产量、煤层工况、预测产量趋势至关重要，同时也是制定排采工艺、预测井下事故等的重要参数，因此国内外相关学者对三相流进行了大量的研究。而对三相流进行研究的基础则是建立可控的三相流模型，精确控制三相流的参数，包括三相流的流体参数、含水量、含气量及固定浓度参数。目前，还未出现能够精确控制三相流的参数的三相流模型。
【发明内容】
[0003]本发明通过提供一种三相流调节器，解决了现有技术中难以准确控制三相流参数(如三相流的流体参数、含水量、含气量及固定浓度参数)的技术问题，实现了对三相流参数的准确控制，为三相流研究提供了可靠的模型。
[0004]本发明提供了一种三相流调节器，包括:气体比例阀、液体比例阀、基座、固体添加单元、混合单元及出口塞;所述基座内开设有第一通道、第二通道、第三通道及内腔;所述气体比例阀通过所述第一通道与所述内腔连通;所述液体比例阀通过第二通道与所述内腔连通;所述出口塞通过所述第三通道与所述内腔连通;所述固体添加单元与所述内腔的一端连接，所述混合单元设置在所述内腔内，气体、液体及粉末经所述混合单元混合后经所述出口塞输出。
[0005]进一步地，所述混合单元包括:电机、联轴器、密封杆、骨架油封、密封环及刀片;所述内腔为三级阶梯孔，从外向内为内径依次减小的第一级孔、第二级孔及第三级孔;所述电机固定在所述第一级孔，所述电机通过所述联轴器与所述密封杆的一端固定连接，所述刀片固定在所述密封杆的另一端;所述密封杆上设置有凸台，所述骨架油封设置在所述凸台与所述第二级孔顶壁之间;所述第一密封圈设置在所述第三级孔内的所述密封杆上。
[0006]进一步地，所述混合单元还包括:第一连接件;所述电机通过所述第一连接件与所述基座固定连接。
[0007]进一步地，所述混合单元还包括:第二连接件;所述密封杆通过所述第二连接件与所述联轴器固定连接。
[0008]进一步地，所述混合单元还包括:锁紧螺母;所述刀片通过所述锁紧螺母固定在所述密封杆上。
[0009]进一步地，所述固体添加单元包括:进料桶、进料盘及进料杆;所述进料杆及所述进料盘设置在所述第三级孔内，所述进料杆的一端与所述密封杆固定连接，另一端与所述进料盘固定连接;所述进料盘上开设有通孔;所述进料桶与所述基座固定连接，所述进料桶的输出端与所述进料盘相对设置。[ΟΟ? O]进一步地，所述固体添加单元还包括:第三连接件;所述进料盘通过所述第二连接件与所述进料杆固定连接。
[0011]进一步的，还包括:第一垫圈；所述气体比例阀与所述基座固定连接;所述气体比例阀与所述基座之间设置有所述第一垫圈。
[0012]进一步的，还包括第二垫圈;所述液体比例阀与所述基座固定连接;所述液体比例阀与所述第二垫圈之间设置有所述第二垫圈。
[0013]进一步的，还包括:第三垫圈；所述出口塞通与所述基座固定连接;所述出口塞与所述基座之间设置有所述第三垫圈。
[0014]本发明提供的一种或多种技术方案，至少具备以下有益效果或优点:
[0015]本发明提供的三相流调节器，通过气体比例阀、液体比例阀及液体比例阀分别输入气体、液体及固体，便于调节三相流中的气体、液体及固体的流量或浓度，实现了对三相流参数的准确控制。气体、液体及固体在内腔进行充分混合，可模拟出气、液、固三相流的混合状态，为三相流研究提供了准确的模型。
[0016]进一步，本发明提供的三相流调节器，混合单元中设置有骨架油封及密封环，可保证电机与第三级孔之间的密封性，防止三相流浸入电机而损坏电机。
[0017]进一步，本发明提供的三相流调节器，进料盘上开设有通孔，进料盘在旋转的过程中，进料盘上开设的通孔间歇性的与进料桶的输出端口对齐，通过调节进料盘的速度，可实现对进料桶中固体输入速度的调节。
[0018]进一步，本发明提供的三相流调节器，设置有第一垫圈，可防止内腔中的三相流通过第一通道溢出；设置有第二垫圈，可防止内腔中的三相流通过第二通道溢出；设置有第三垫圈，可防止内腔中的三相流通过第一通道溢出。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例提供的三相流调节器结构示意图；
[0020]图2为图1中框A中所示结构的放大图；
[0021]图3为图1中框B中所示结构的放大图。
【具体实施方式】
[0022]本发明实施例通过提供一种三相流调节器，解决了现有技术中难以准确控制三相流参数(如三相流的流体参数、含水量、含气量及固定浓度参数)的技术问题，实现了对三相流参数的准确控制，为三相流研究提供了可靠的模型。
[0023]参见图1-图3，本发明实施例提供了一种三相流调节器，包括:气体比例阀3、液体比例阀5、基座7、固体添加单元、混合单元、出口塞15、第一垫圈2、第二垫圈6及第三垫圈18。基座7内开设有第一通道、第二通道、第三通道及内腔，气体管道4与气体比例阀3连接，气体比例阀3通过第一通道与内腔连通，气体比例阀3与基座7固定连接，气体比例阀3与基座7之间设置有第一垫圈2;液体管道与液体比例阀5连接，液体比例阀5通过第二通道与内腔连通，液体比例阀5与基座7固定连接，液体比例阀5与基座7之间设置有第二垫圈6;出口塞15通过第三通道与内腔连通，出口塞15与基座7固定连接，出口塞15与基座7之间设置有第三垫圈18。固体添加单元与内腔的一端连接，混合单元设置在内腔内，气体、液体及粉末经混合单元混合后经出口塞15输出。第一通道及第二通道设置在内腔的一侧，第三通道设置在内腔的另一侧，第一通道、第二通道及第二通道平行设置，第三通道设置在第一通道及第二通道中间。
[0024]参见图1 -图3，混合单元包括:电机9、联轴器1、密封杆14、骨架油封12、密封环13、刀片16、第一连接件8、第二连接件11及锁紧螺母17。内腔为三级阶梯孔，从外向内为内径依次减小的第一级孔、第二级孔及第三级孔。电机9固定在第一级孔，电机9通过第一连接件8与基座7固定连接，其中第一连接件8采用固定螺栓。电机9通过联轴器10与密封杆14的一端固定连接，密封杆14通过第二连接件11与联轴器10固定连接，第二连接件11采用锁紧螺钉。刀片16通过锁紧螺母17固定在密封杆14的另一端，刀片16设置在第三通道的内侧开口处。密封杆14上设置有凸台，骨架油封12设置在凸台与第二级孔顶壁之间，凸台与第二级孔顶壁对骨架油封12起限位作用;第一密封圈设置在第三级孔内的密封杆14上，且第一密封圈设置在第二通道的下侧，防止第一密封圈堵塞第二通道。
[0025]参见图1-图3，固体添加单元包括:进料桶19、进料盘20及进料杆I。进料杆I及进料盘20设置在第三级孔内，进料杆I的一端与密封杆14螺接固定，另一端通过第三连接件与进料盘20固定连接，其中进料杆I的端部设置有凸起，进料盘20上设置有凹槽，该凸起与凹槽相配合。进料盘20上开设有通孔，通孔的孔径小于或等于进料桶19的输出端口的孔径。进料桶19与基座7固定连接，进料桶19的输出端与进料盘20相对设置，进料盘20在旋转的过程中，进料盘20上开设的通孔间歇性的与进料桶19的输出端口对齐，通过调节进料盘20的速度，可实现对进料桶19中固体输入速度的调节。
[0026]下面对本发明实施例提供的三相流调节器的工作原理进行说明:参见图1-图3，气体通气体比例阀3经第一通道进入内腔，液体通过液体比例阀5经第二通道浸入内腔，固体颗粒经进料桶19的输出端口及进料盘20上开设的通孔进入内腔。电机9启动后，电机9的输出轴带动密封杆14转动，密封杆14带动刀片16转动。气体、液体及固体颗粒经过刀片16的搅动、粉碎及充分混合后形成三相流，三相流经出口塞15输出。密封杆14转动时带动进料杆I转动，进料杆I带动进料盘20同时转动，当进料盘20上的通孔与进料桶19的输出端口重合时，进料桶19内的固体颗粒进入内腔，当进料盘20上的通孔与进料桶19的输出端口不重合时，无固体颗粒进入内腔。通过调整电机9转速可精确控制进入内腔的固体颗粒流量。
[0027]参加与1-图3，本发明实施例提供的一种或多种技术方案，至少具备以下有益效果或优点:
[0028]本发明实施例提供的三相流调节器，通过气体比例阀3、液体比例阀5及液体比例阀5分别输入气体、液体及固体，便于调节三相流中的气体、液体及固体的流量或浓度，实现了对三相流参数的准确控制。气体、液体及固体在内腔进行充分混合，可模拟出气、液、固三相流的混合状态，为三相流研究提供了可靠的模型。
[0029]本发明实施例提供的三相流调节器，混合单元中设置有骨架油封12及密封环13，可保证电机9与第三级孔之间的密封性，防止三相流浸入电机9而损坏电机9。
[0030]本发明实施例提供的三相流调节器，进料盘20上开设有通孔，进料盘20在旋转的过程中，进料盘20上开设的通孔间歇性的与进料桶19的输出端口对齐，通过调节进料盘20的速度，可实现对进料桶19中固体输入速度的调节。
[0031]本发明实施例提供的三相流调节器，设置有第一垫圈2，可防止内腔中的三相流通过第一通道溢出；设置有第二垫圈6，可防止内腔中的三相流通过第二通道溢出；设置有第三垫圈18，可防止内腔中的三相流通过第一通道溢出。
[0032]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种三相流调节器，其特征在于，包括:气体比例阀、液体比例阀、基座、固体添加单元、混合单元及出口塞； 所述基座内开设有第一通道、第二通道、第三通道及内腔； 所述气体比例阀通过所述第一通道与所述内腔连通； 所述液体比例阀通过第二通道与所述内腔连通； 所述出口塞通过所述第三通道与所述内腔连通； 所述固体添加单元与所述内腔的一端连接，所述混合单元设置在所述内腔内，气体、液体及粉末经所述混合单元混合后经所述出口塞输出。2.如权利要求1所述的三相流调节器，其特征在于，所述混合单元包括:电机、联轴器、密封杆、骨架油封、密封环及刀片； 所述内腔为三级阶梯孔，从外向内为内径依次减小的第一级孔、第二级孔及第三级孔；所述电机固定在所述第一级孔，所述电机通过所述联轴器与所述密封杆的一端固定连接，所述刀片固定在所述密封杆的另一端； 所述密封杆上设置有凸台，所述骨架油封设置在所述凸台与所述第二级孔顶壁之间； 所述第一密封圈设置在所述第三级孔内的所述密封杆上。3.如权利要求2所述的三相流调节器，其特征在于，所述混合单元还包括:第一连接件； 所述电机通过所述第一连接件与所述基座固定连接。4.如权利要求2所述的三相流调节器，其特征在于，所述混合单元还包括:第二连接件； 所述密封杆通过所述第二连接件与所述联轴器固定连接。5.如权利要求2所述的三相流调节器，其特征在于，所述混合单元还包括:锁紧螺母； 所述刀片通过所述锁紧螺母固定在所述密封杆上。6.如权利要求2-5任一项所述的三相流调节器，其特征在于，所述固体添加单元包括:进料桶、进料盘及进料杆； 所述进料杆及所述进料盘设置在所述第三级孔内，所述进料杆的一端与所述密封杆固定连接，另一端与所述进料盘固定连接； 所述进料盘上开设有通孔； 所述进料桶与所述基座固定连接，所述进料桶的输出端与所述进料盘相对设置。7.如权利要求6所述的三相流调节器，其特征在于，所述固体添加单元还包括:第三连接件； 所述进料盘通过所述第二连接件与所述进料杆固定连接。8.如权利要求2-5任一项所述的三相流调节器，其特征在于，还包括:第一垫圈； 所述气体比例阀与所述基座固定连接； 所述气体比例阀与所述基座之间设置有所述第一垫圈。9.如权利要求8所述的三相流调节器，其特征在于，还包括第二垫圈； 所述液体比例阀与所述基座固定连接； 所述液体比例阀与所述第二垫圈之间设置有所述第二垫圈。10.如权利要求9所述的三相流调节器，其特征在于，还包括:第三垫圈； 所述出口塞通与所述基座固定连接； 所述出口塞与所述基座之间设置有所述第三垫圈。
【文档编号】B01F15/02GK106040059SQ201610550859
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】吴川, 李炯, 刘恒伟, 吴笛
【申请人】中国地质大学（武汉）