CN102363139A - 一种离心旋流器 - Google Patents

Abstract

一种离心旋流器，其包含入口连接部、顶盖、底座以及外壁，该入口连接部通过进流道连通泵，以将颗粒混悬液由泵喷入该离心旋流器，该底座设置有排出口，该排出口与排出管连通以排出粗颗粒，外壁位于顶盖和底座之间且与它们固定连接，该外壁为螺旋状，其内设有螺旋壁，该螺旋壁向内螺旋延伸多圈，以在入口连接部和排出口之间形成有矩形截面的螺旋通道；其结构简单，使用方便，能减少旋流器尺寸，降低了成本，同时还提高了分离效率。

Description

一种离心旋流器

技术领域

本发明涉及石油钻井和采集用的装备领域，尤其涉及一种能有效分离不同大小颗粒的离心旋流器。

背景技术

旋流器作为一种常见的分离分级设备，其工作原理是离心沉降。当待分离的两相(或三相)混合液以一定压力从旋流器周边切向进入旋流器内后，产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。由于粗颗粒(或重相)与细颗粒(或轻相)之间存在着粒度差(或密度差)，其受到的离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，大部分粗颗粒(或重相)经旋流器底流口排出，而大部分细颗粒(或轻相)由溢流管排出，从而达到分离分级的目的。

现有的旋流器由于需要为混合液提供旋转通道，其尺寸相对较大，例如，一个内径为8厘米的离心旋流器(用于微细过滤分离)，则需要100厘米的流道，这样导致了旋流器的尺寸大大增加，尤其在需要更大内径的领域，离心旋流器的尺寸则变得更大。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种离心旋流器，

以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心旋流器，其结构简单，使用方便，能减少旋流器尺寸，降低了成本，同时还提高了分离效率。

为实现上述目的，本发明公开了一种离心旋流器，其包含入口连接部、顶盖、底座以及外壁，该入口连接部通过进流道连通泵，以将颗粒混悬液由泵喷入该离心旋流器，该底座设置有排出口，该排出口与排出管连通以排出粗颗粒，外壁位于顶盖和底座之间且与它们固定连接，其特征在于：

该外壁为螺旋状，其内设有螺旋壁，该螺旋壁向内螺旋延伸多圈，以在入口连接部和排出口之间形成有矩形截面的螺旋通道；

该外壁具有相同的高度，该螺旋壁在螺旋通道的入口连接部处具有与外壁同样的高度，其高度沿着螺旋通道朝着排出口6逐渐减低，直到在排出口的螺旋通道处，该螺旋壁的高度与底座相等。

其中，外壁顶部设置有外周凸缘，该外周凸缘与顶盖通过环形排列于凸缘圆周上的多个螺栓进行连接。

其中，在外周凸缘与顶盖之间设置有O型密封圈。

其中，该底座上的排出口连接有连接件，该连接件通过螺栓固定于该

底座，该底座和连接件之间设置有O型密封圈。

其中，顶盖上设置有溢流口，该溢流口与溢流管道连通以排出细颗粒。

其中，该螺旋通道的宽度基本相同以保持基本相同的线速度。

其中，在外壁和螺旋壁的表面涂覆有陶瓷耐磨层。

其中，顶盖上设置有溢流管，该溢流管与溢流管道连通以排出细颗粒。

其中，该旋流器的外壁为钢制成；且该旋流器包含有由耐磨材料制成的碗状部，该碗状部包含该螺旋壁、设置有下出口的底壁以及单独的具有上出口的环状顶板，该底壁贴靠于底座上，该环状顶板贴靠于顶盖，该螺旋壁的最外圈贴靠于外壁。

通过上述结构，本发明的离心旋流器通过螺旋通道和螺旋壁的结构，减少了尺寸，实现了离心力的增大，从而提高了分离效率，降低了成本和时间。

本发明将通过下面的具体实施例进行进一步的详细描述，且进一步结合对附图的说明将得到更加清楚和明显的了解。

附图说明

图1显示了本发明离心旋流器的第一实施例的俯视剖视图。

图2显示了本发明离心旋流器的第一实施例的正视剖视图。

图3显示了本发明离心旋流器的第二实施例的俯视剖视图。

图4显示了本发明离心旋流器的第二实施例的正视剖视图。

图5显示了本发明离心旋流器的第三实施例的正视剖视图。

图6显示了本发明离心旋流器的第四实施例的正视剖视图。

具体实施方式

参见图1和图2，显示了本发明离心旋流器的第一实施例，该离心旋流器10包含入口连接部11、溢流口15和排出口16，该入口连接部11通过进流道12连通泵13，以将颗粒混悬液由泵13喷入该离心旋流器10，该溢流口15与溢流管道14连通以排出细颗粒，该排出口16与排出管17连通以排出粗颗粒，优选的是，该排出管17连接有阀18。

该旋流器10包含设置有该溢流口15的顶盖20、设置有该排出口16的底座21以及形成为螺旋状的外壁22，在外壁22内还具有螺旋壁24，该螺旋壁24向内螺旋延伸多圈，以在入口连接部11和排出口16之间形成有矩形截面的螺旋通道25。该外壁22具有相同的高度且在其顶部设置有外周凸缘30，该外周凸缘30与顶盖20固定连接，优选的是，通过环形排列于凸缘圆周上的多个螺栓31进行连接，优选的是，在外周凸缘30与顶盖20之间设置有O型密封圈。该外壁22与底座21可通过焊接固定，优选的是，该外壁22可通过设置底部的外周凸缘与底座21进行螺栓固定。

该底座21上的排出口16连接有连接件33，该连接件33通过螺栓固定于该底座21上，优选的是，该底座21和连接件33之间设置有O型密封圈。其中，该螺旋壁24在螺旋通道25的入口连接部11处具有与外壁22同样的高度，其高度沿着螺旋通道25朝着排出口16逐渐减低，直到在排出口16的螺旋通道25处，该螺旋壁24的高度与底座21相等(既为零)。通过这种形式的旋流器，混悬液从入口连接部11进入，沿切线方向从螺旋通道25开始流动，由于螺旋通道25的半径逐渐减少，混悬液的线速度基本保持恒定，但其角速度则沿着螺旋通道25逐渐增加，由此使得其离心力逐渐增大。在沿着螺旋通道25运行的过程中，混悬液中的粗颗粒由于重力的作用逐渐向下行，直到它们到达排出口16。

在该第一实施例中，该螺旋通道25的宽度基本相同以保持基本相同的线速度，而且，由于在混悬液中的固定颗粒将对外壁22和螺旋壁24产生冲击和腐蚀，因此，在外壁22和螺旋壁24的表面涂覆有耐磨层35，优选的是，该耐磨层35为陶瓷耐磨层。

而在图3-4显示的本发明的第二实施例中，该旋流器的外壁40为钢制成，且具有设置有排出口16’的底座41，以及具有与第一实施例相同的顶盖42；且该旋流器包含有由陶瓷或其他耐磨材料制成的碗状部44，该碗状部44包含螺旋壁45、设置有下出口47的底壁46以及单独的具有上出口49的环状顶板48，该底壁46贴靠于底座41上，该环状顶板48贴靠于顶盖42，该螺旋壁45的最外圈贴靠于外壁40，由此，碗状部44可便于更换，节约了成本，降低了对钢的材料的需求。

图5-6显示了本发明的第三至四实施例，在图5所示的第三实施例中，该旋流器50的排出口56与上述实施例相同，而溢流口则替换为溢流管55；在图6所示的第五实施例总，该旋流器60的排出口66为弯管，而溢流管65则同样从底部穿出进行溢流。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (9)

1.一种离心旋流器，其包含入口连接部、顶盖、底座以及外壁，该入口连接部通过进流道连通泵，以将颗粒混悬液由泵喷入该离心旋流器，该底座设置有排出口，该排出口与排出管连通以排出粗颗粒，外壁位于顶盖和底座之间且与它们固定连接，其特征在于：

该外壁为螺旋状，其内设有螺旋壁，该螺旋壁向内螺旋延伸多圈，以在入口连接部和排出口之间形成有矩形截面的螺旋通道；

该外壁具有相同的高度，该螺旋壁在螺旋通道的入口连接部处具有与外壁同样的高度，其高度沿着螺旋通道朝着排出口6逐渐减低，直到在排出口的螺旋通道处，该螺旋壁的高度与底座相等。

2.如权利要求1所述的离心旋流器，其特征在于，外壁顶部设置有外周凸缘，该外周凸缘与顶盖通过环形排列于凸缘圆周上的多个螺栓进行连接。

3.如权利要求2所述的离心旋流器，其特征在于，在外周凸缘与顶盖之间设置有O型密封圈。

4.如权利要求1所述的离心旋流器，其特征在于，该底座上的排出口连接有连接件，该连接件通过螺栓固定于该底座，该底座和连接件之间设置有O型密封圈。

5.如权利要求1至4中任一所述的离心旋流器，其特征在于，顶盖上设置有溢流口，该溢流口与溢流管道连通以排出细颗粒。

6.如权利要求1至4中任一所述的离心旋流器，其特征在于，该螺旋通道的宽度基本相同以保持基本相同的线速度。

7.如权利要求1至4中任一所述的离心旋流器，其特征在于，在外壁和螺旋壁的表面涂覆有陶瓷耐磨层。

8.如权利要求1至4中任一所述的离心旋流器，其特征在于，顶盖上设置有溢流管，该溢流管与溢流管道连通以排出细颗粒。

9.如权利要求1所述的离心旋流器，其特征在于，该旋流器的外壁为钢制成；且该旋流器包含有由耐磨材料制成的碗状部，该碗状部包含该螺旋壁、设置有下出口的底壁以及单独的具有上出口的环状顶板，该底壁贴靠于底座上，该环状顶板贴靠于顶盖，该螺旋壁的最外圈贴靠于外壁。

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