专利名称：具有螺旋双曲面溢流管结构的水力旋流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液一固、液一液两相分离用水力旋流器。
水力旋流器结构简单、操作维护方便，是液固、液液分离过程中应用广泛的一种设备。目前广泛使用的水力旋流器，均由切向进料口、溢流管、柱段、锥体和底流口组成，其中插入柱段部分的溢流管一般为柱形。由于旋流器内部压力场的分布关系，加之溢流管外壁光滑，在水力旋流器工作过程中，内部不可避免的存在着短路流，从而使许多重相粒子未经分离便直接进入溢流口经溢流管排走。
目前，人们普遍采用厚壁溢流管来减少短路流和提高分离效率。然而试验表明，即使采用厚壁溢流管结构，由于旋流器内压力场的分布关系，仍然会有大量重相粒子随短路流排走。而且采用普通厚壁溢流管时，当旋流器内的上行流到达溢流管底口(溢流口内径D0)后，由于溢流管壁厚的存在，半径大于D0/2的区域内的上行流会冲击溢流管底部环面(流速较高)，造成局部流场的紊乱；同时又会影响到内旋流流场的稳定性，从而极大地影响了旋流器的分离效率，对于小直径旋流器尤其如此。
本实用新型的目的在于避免上述现象的不足之处，提供一种内部介质流动性好、分离效率高和操作弹性大的水力旋流器。
本实用新型的目的是通过下述措施来实现的水力旋流器由进料口、溢流管、筒体、锥段、底流口等构成，进料口沿柱段上缘切向布置。其特征在于在溢流管的上部为螺旋结构、底部为双曲面结构。
附
图1是本实用新型旋流器全剖视图；附图2是附
图1上A-A剖面图；附图3是螺旋+双曲面溢流管全剖视图；附图4是附图3上B-B剖面图。
以下结合附图，对本实用新型的结构及工作特点作进一步说明本实用新型由进料口、溢流管、筒体、锥段、底流口等构成，进料口沿筒体段上缘切向布置；溢流管上部螺旋面a的起始端Ⅰ处与进料口1的上缘相切、外环面与筒体内壁(直径为D)紧密配合，尾端Ⅱ处止于进料口1一侧；底部双曲面结构位于进料口下侧，其中上曲面b为下凹曲面，下曲面c为上凹曲面，上下曲面均为圆弧或双曲线绕旋流器轴线旋转形成。
工作时，混合液由进料口1沿切向高速进入旋流器筒体2，在旋流器内形成一高速旋转的离心力场。其中重相在离心力场和轴向推力的作用下沿锥段3下行，由底流口4排出，轻相则由溢流口5排出。
1．溢流管上部的螺旋结构设计，可在旋流器入口段给予其内部的介质一轴向推力，增大介质轴向运移速度，从而减少旋流器内部环状涡流的存在，降低旋流器能耗。同时此种结构设计还可增强旋流器底流口的排料能力，减少旋流器底流口堵塞现象的发生。
2．溢流管底部曲面b的设计，使得盖顶边壁流在沿溢流管下行的过程中，改变流向重新进入外旋流进行两相分离，从而使进入溢流的短路流流量显著减小，大大减轻了普通水力旋流器中的溢流跑粗现象；同时，上曲面为流线状设计，使得边壁流在重新进入外旋流时能够始终保持流动的稳定性。
3．溢流管底部曲面b的设计避免了由于上行流对溢流管底部环面的冲击，在溢流管底口附近所产生的局部流场紊乱现象，保持了旋流器内部流场的稳定性；使得大于D0/2区域内的上行流平滑地重新进入外旋流，强化了细小颗粒的二次分离。同时，上下两曲面b、c配合应用，上行流在重新进入外旋流进行二次分离的同时，又能够有效阻碍短路流的流动，一定程度上也减少了溢流跑粗。
使用本实用新型的优点主要是1．分离效率较高，尤其适合于细微颗粒的捕集。实验室内用325目滑石粉进行试验表明在同样压降条件下，效率较普通(厚壁)旋流器可提高5～10个百分点。
2．操作弹性大、分离性能可靠。在进口流量(入口流速)、进料浓度、进料粒度分布等变化较大的情况下，都能保持较高的分离效率。
3．结构简单，加工、改造容易实现。可广泛适用于石油、化工、环保、医药、食品等行业的液固、液液分离和气固分离，尤其适用于对细小颗粒分离要求高的场合。
权利要求1．一种高效水力旋流器，包括切向进口(1)、筒体(2)、锥体(3)、底流口(4)及溢流管(5)等，其特征在于所述旋流器溢流管上部为螺旋结构，底部为双曲面结构。
2．如权利要求1所述的水力旋流器，其特征在于溢流管底部双曲面中，上曲面为一下凹曲面，下曲面为一上凹曲面；上下曲面为两段圆弧线或双曲线绕旋流器轴线旋转所形成。
专利摘要本实用新型公开了一种高效水力旋流器,属于液－固、液－液分离设备。它由进料管、溢流管、筒体、锥体、底流管组成,其特征在于溢流管的上部为螺旋结构,底部外壁为双曲面结构。其优点在于:大大减轻了普通水力旋流器中的溢流跑粗现象;进入内旋流的颗粒有机会返回外旋流、强化了二次分离;消除了因溢流管壁厚而在溢流管入口处产生的局部流场紊乱现象;操作弹性大,分离性能更加可靠。本实用新型适用于石油、化工、环保、医药、食品等行业的液固、液液分离和气固分离,尤其适用于对细小颗粒分离要求较高的场合。
文档编号B04C5/00GK2438508SQ0024365
公开日2001年7月11日 申请日期2000年7月21日 优先权日2000年7月21日
发明者王振波, 郭颖, 金有海 申请人:石油大学(华东)