专利名称：内锥式液液分离水力旋流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可应用于石油化工及环保领域中的液液两相分 离装置，具体的说是涉及一种水力旋流器。
技术背景
目前，旋流分离是一种应用于石油化工及环保领域中的常用方 法，主要是用于液-液两相流的快速分离，其主要设备即为水力旋流 器。由于水力旋流器的分离原理是利用介质间的密度差进行离心分 离，因此密度差越大、分散相的粒径越大，则分离效果相对就越好， 反之则会较差。现有的水力旋流器采用两锥段外壁式结构，经过长时 间应用后发现存在着对细小油滴去除效果差等实际问题。随着油田开 发进入中高含水开采期后，含聚污水采出量逐年增多，含聚污水粘度 增大，因此传统的水力旋流器已经难以满足油田地面工艺中沉降段对 除油效率的要求。 发明内容
为了解决现有的水力旋流器对细小油滴去除效果差的问题，本发 明提出了 一种新的内锥式液液分离水力旋流器，该种内锥式液液分离 水力旋流器具有分离效率高、设备体积小、分离速度快、结构简单紧 凑、制造及操作成本低等突出优点，既可应用于油田生产，又可应用 于市政环保等其它领域，具有可观的推广应用前景。
本发明的技术方案是该种内锥式液液分离水力旋流器，主体为 一个带有入口管和出口管并且中空的圆柱形分离体，在所述分离体的 上、下两端分别固定有一个上封闭体和一个下封闭体，其中所述上封 闭体由上端盖和穿出所述上端盖中心的溢流管构成，所述下封闭体由 下端盖和嵌入所述下端盖中心的具有两段锥角的顶针构成，顶针上段 的锥角大于顶针下段的锥角，上述组件密闭连接后，形成一个旋流腔。
本发明具有如下有益效果由于采取上述方案后，同目前常用的 两锥段外壁式结构的水力旋流器相比，它去掉了外壁上的两个锥段， 而在内部增设了两段锥角的顶针结构，由此使得油滴能够在顶针附近聚集，并沿顶针向上运移，并且起到了保证液流加速和稳定液流的作 用，从而提高了对细小油滴的去除效果，有利于含油污水的进一步分 离。
图1是本种水力旋流器的结构示意图。
图中l-入口管，2-旋流腔，3-顶针下段，4-出口管，5-顶针上 段，6-溢流管出口， 7-溢流管，8-溢流管入口， 9-分离体，10-上端 盖，11-下端盖。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
本实用新型中所述水力旋流器，其结构如图1所示，这种内锥式
液液分离水力旋流器，主体为一个带有入口管1和出口管4并且中空 的圆柱形分离体，其中所述分离体9的上、下两端分别固定有一个上 封闭体和一个下封闭体，其中所述上封闭体由上端盖10和穿出所述 上端盖中心的溢流管7构成，所述下封闭体由下端盖11和嵌入所述 下端盖中心的具有两段锥角的顶针构成，顶针上段5的锥角a大于顶 针下段3的锥角3，上述组件密闭连接后，形成一个旋流腔2。
应用由上述方案构成的水力旋流器后，工作时，将油与水的混合 液由入口管进入到旋流腔中，在压力的作用下，在设备内部产生高速 旋转，形成高速旋转的涡流。液流沿旋流腔及锥段下行的过程中，在 离心力的作用下，密度较重相被甩至器壁；同时，密度较轻相则被挤 至中心处。这样，油从中部的溢流管排出，水则向出口管运动，由出 口管排出，从而实现旋流分离。在旋流器下方的具有两段锥角的顶针 可以使油滴在顶针附近聚集，并在内旋流场的作用沿顶针向上运移， 进而缩短了油相从溢流口流出的距离，有利于含油污水的分离。此外， 与现有的水力旋流器相比这种结构更便于加工制造。
在完成上述方案时，优选方式如下
一、将所述入口管1的数量确定为2个，方向相对、彼此平行， 开在分离体9的上端侧壁上，并且与所述分离体的外圆周呈水平切向 接入。这样，油与水的混合液由双入口管进入旋流腔，在压力的作用 下，在设备内部产生高速旋转，形成高速旋转的涡流。二、将所述出口管4开在分离体9的下端侧壁上，并且与分离体
外圆周呈水平切向接入，其中，所述出口管4的方向与由两个入口管
l确定的内部旋流方向相同。
优化方式二中，这样做既不破坏旋流器内部的流场，又可以增加 旋流器有效分离段的长度，可以使除油的效率进一步提高。此外，还 縮短了水力旋流器的长度，水力旋流器对含油污水的处理效果有很大 的改善，这对于水力旋流器的进一步小型化具有重要的指导作用。
本种实用新型与传统水力旋流器的分离原理基本相同，但与传统
旋流器的不同之处在于它去掉了传统液-液水力旋流器的两个锥段， 并且在旋流器的下方加入一个两段锥角的顶针，使油滴在顶针附近聚 集，并沿顶针向上运移，利于含油污水的进一步分离，并且还可以起 到对液流加速和稳定液流的作用。而且由于将底流口设计为侧切向出 口，既縮短了旋流器的长度，又增加了旋流器有效分离段的长度，可 以使除油的效率进一步提高，改善对含油污水的处理效果，尤其对于
黏度较大的含聚污水具有较好的分离效果；此外，本实用新型同其他 水处理工艺及设备相比，具有设备体积小，工艺简单，占地面积小等 突出的优点，既可应用于油田生产，又可应用于市政环保等其它领域， 具有可观的推广应用前景。
权利要求1、一种内锥式液液分离水力旋流器，包括一个带有入口管(1)和出口管(4)并且中空的圆柱形分离体(9)，其特征在于所述分离体(9)的上、下两端分别固定有一个上封闭体和一个下封闭体，其中所述上封闭体由上端盖(10)和穿出所述上端盖中心的溢流管(7)构成，所述下封闭体由下端盖(11)和嵌入所述下端盖中心的具有两段锥角的顶针构成，顶针上段(5)的锥角(α)大于顶针下段(3)的锥角(β)，上述组件密闭连接后，形成一个旋流腔(2)。
2、 根据权利要求l所述的内锥式液液分离水力旋流器，其特征 在于所述入口管(1)的数量为2个，方向相对、彼此平行，开在 分离体(9)的上端侧壁上，并且与所述分离体的外圆周呈水平切向 接入。
3、 根据权利要求1或2所述的内锥式液液分离水力旋流器，其 特征在于所述出口管(4)开在分离体(9)下端侧壁上，并且与分 离体外圆周呈水平切向接入，其中，所述出口管(4)的方向与由两 个入口管(1)确定的内部旋流方向相同。
专利摘要一种内锥式液液分离水力旋流器。主要解决现有的水力旋流器对细小油滴去除效果差的问题。其特征在于所述分离体(9)的上、下两端分别固定有一个上封闭体和一个下封闭体，其中所述上封闭体由上端盖(10)和穿出所述上端盖中心的溢流管(7)构成，所述下封闭体由下端盖(11)和嵌入所述下端盖中心的具有两段锥角的顶针构成，顶针上段(5)的锥角(α)大于顶针下段(3)的锥角(β)，上述组件密闭连接后，形成一个旋流腔(2)。具有分离效率高、结构简单的特点。
文档编号B04C5/107GK201389497SQ20092009930
公开日2010年1月27日 申请日期2009年3月6日 优先权日2009年3月6日
发明者扬 刘, 枫 李, 蒋明虎, 赵立新 申请人:大庆石油学院