专利名称：一种级联式旋流分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种级联式旋流分离装置，适用于石油、化工、环保、医药、食品等行业的气-液、液-液、液-固两相或多相分离。
背景技术：
水力旋流器结构简单、操作维护方便，是气-液-固非均相分离过程中广泛应用的一种设备。为提高分离效率，旋流器都进行串级使用，分为溢流串联和底流串联两种形式。串联旋流器系统结构复杂，连接管线使整个系统的阻力损失增加。尤其在布置空间受限的场所，无法正常使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种级联式旋流分离装置，以解决现有技术存在的结构复杂；连接管线使整个系统的阻力损失增加；在布置空间受限的场所，无法正常使用的问题。
本发明的目的是通过下述措施来实现的包括由进料腔、溢流管、筒体、锥体构成的第一级旋流器，进料腔与筒体的上端连接，筒体的下端与锥体的大口端连接，溢流管同轴向穿入进料腔上端至筒体内，其特征在于在所述的一级旋流器的下端的同一轴线上连接有第二级旋流器，该第二级旋流器包括二级导向器、二级溢流管、二级筒体、二级锥体和底流管，二级筒体的上端与第一级旋流器锥体下端小口连接，二级导向器装在二级筒体的上端内，二级溢流管同轴穿过二级导向器的中心；二级锥体的大口端和小口端分别与上面的二级筒体及下面的底流管连接。
本发明的主要优点在于1.分离效率高，特别适用于对底流要求高的场所；2.结构紧凑，成本较低，空间尺寸较小；
3.导向器将轴向进入的流体在进入旋流器内部前获得充分加速，减少旋流器内部环状涡流的存在，内部流场的对称性和稳定性增强，降低旋流器能耗；4.结构简单，有广泛的用途。
图1为本发明轴向进料实施例的剖视结构示意图；图2为本发明蜗壳式进料实施例的剖视结构示意图；图3为图2的俯视图；图4为本发明切入式进料实施例的剖视结构示意图；图5为图4的俯视图；图6为本发明第二级旋流器溢流另接引出管的实施例剖视结构示意图；图7为本发明导向器的结构示意图。
具体实施例方式
参见图1～图7，本发明由第一级旋流器A和第二级旋流器B构成，在所述的一级旋流器A的下端的同一轴线上连接有第二级旋流器B。其中第一级旋流器A包括进料腔1、溢流管3、筒体4、锥体5，进料腔1与筒体4的上端连接，筒体4的下端与锥体5上端的大口端连接，溢流管3同轴向穿入进料腔1上端至筒体4内。
第二级旋流器B包括二级导向器7、二级溢流管8、二级筒体9、二级锥体10和底流管6，二级筒体9的上端与第一级旋流器锥体5下端小口连接，二级导向器7装在二级筒体9的上端内，二级溢流管8同轴穿过二级导向器7的中心；二级锥体10的大口端和小口端分别与上面的二级筒体9及下面的底流管6连接。
所述的第一级旋流器A的进料腔1有三种结构轴向进料结构(参见图1和图6)、切入式结构(参见图2和图3)或蜗壳式结构(参见图4和图5)。
对于轴向进料结构的进料腔1，需要在筒体4内安装导向器2，溢流管3穿过导向器2的中心孔。
第二级旋流器B为轴向进料结构，其二级导向器7与二级溢流管8和二级筒体9之间的连接关系与第一级相应的结构相同。
导向器2或9的外周面与筒体4或9的内壁紧密配合，导向器的内周面与溢流管3或8外径重合。在导向器2和7的外周面设有由螺旋槽或螺旋叶片形成的流道C(参见图7)，用于产生旋流。
而对于切入式结构和蜗壳式结构的进料腔1就不需要安装导向器，直接由进料腔1产生旋流。
所述的二级溢流管8除了图1～图5所示的直筒结构外，还可在该二级溢流管8的上端通过引出管11连接到第一级锥体5外，如图6所示。
工作时，混合液由第一级旋流器A进行一次分离后，其底流直接进入第二级旋流器B进行二次分离。混合液由第一级旋流器A的进料腔1切向或轴向(沿导向器2流道)进入筒体4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压力的作用下沿上部的筒体4和锥体5下行，进入第二级旋流器B的二级导向器7，继续进行分离，剩余液体由底流管6排出，轻相则由下部的二级溢流口3汇集到上部的溢流口3排出。
权利要求
1.一种级联式旋流分离装置，包括由进料腔(1)、溢流管(3)、筒体(4)、锥体(5)构成的第一级旋流器，进料腔(1)与筒体(4)的上端连接，筒体(4)的下端与锥体(5)的大口端连接，溢流管(3)同轴向穿入进料腔(1)上端至筒体(4)内，其特征在于在所述的一级旋流器的下端的同一轴线上连接有第二级旋流器，该第二级旋流器包括二级导向器(7)、二级溢流管(8)、二级筒体(9)、二级锥体(10)和底流管(6)，二级筒体(9)的上端与第一级旋流器锥体(5)下端小口连接，二级导向器(7)装在二级筒体(9)的上端内，二级溢流管(8)同轴穿过二级导向器(7)的中心；二级锥体(10)的大口端和小口端分别与上面的二级筒体(9)及下面的底流管(6)连接。
2.根据权利要求1所述的级联式旋流分离装置，其特征在于所述的第一级旋流器的进料腔(1)为切入式或蜗壳式结构。
3.根据权利要求1所述的级联式旋流分离装置，其特征在于所述的第一级旋流器的进料腔(1)为轴向进料结构，在该进料腔(1)内装有旋流导向器(2)。
4.根据权利要求3所述的级联式旋流分离装置，其特征在于所述的导向器(2)的外周面设有由螺旋槽或螺旋叶片形成的流道。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的级联式旋流分离装置，其特征在于所述的二级溢流管(8)为直筒。
6.根据权利要求5所述的级联式旋流分离装置，其特征在于在所述的二级溢流管(8)的上端通过引出管(11)连接到第一级锥体(5)外。
全文摘要
本发明公开了一种级联式旋流分离装置，属于液－固、液－液分离设备。旋流器由进料腔、导向器、溢流管、筒体、锥体、底流管等构成，旋流分离装置由两个旋流分离器串联组成，第二级旋流器的导向器入口与一级旋流器底流口直接联结，一级旋流器的底流直接进入二级旋流器进行二次分离；二级旋流器溢流直接进入一级旋流器腔体内经一级旋流器溢流口排出或另接引出管引出。其优点在于分离效率高；结构紧凑，成本较低，空间尺寸较小；内部流场稳定，降低旋流器能耗；结构简单，有广泛的用途。本发明适用于石油、化工、环保、医药、食品等行业的液－固、液－液分离和气－液分离，尤其适用于空间布置紧凑、操作条件变化范围较宽的场合。
文档编号B04C5/103GK1974024SQ20061015612
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者刘仁桓, 王振波, 王建军, 金有海 申请人:中国石油大学(华东)