CN103118793B - 带有回旋分离装置的分离设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于分离多相的介质的分离设备，其具有回旋分离装置（1），该回旋分离装置通过构成用于介质的旋流而促使所述介质中至少两个相至少部分地分离，而且其特征在于：通过收集装置（35，37）将相对于相应其它相具有较小的密度的相应的相从所述其它相中分离并且可以将这些相应的相从所述分离设备输出。

Description

带有回旋分离装置的分离设备

技术领域

本发明涉及一种用于分开多相的介质的分离设备，其具有回旋分离装置，该回旋分离装置通过构成用于介质的旋流而促使所述介质的至少两个相至少部分地分离。

背景技术

分离设备是现有技术，例如见美国专利文献6，129，775。这种设备例如用来分离介质，这些介质在一个液相中包含第二个液相(例如水状的相/碳氢相)或一个气相或悬浮的固体；或用来分离这样的介质，其在一个气相中包含第二个气相和/或一个液相(例如水状的相)和/或悬浮的固体。

发明内容

从现有技术出发，本发明的目的在于，提供一种分离设备，该分离设备在用来分开具有不同密度的相的介质时的特征在于一种特别有利的运转特性。

根据本发明，这个目的通过一种在整体上具有如下的特征的用于分离多相的介质的分离设备得以实现，该分离设备具有回旋分离装置，该回旋分离装置通过构成用于介质的旋流而促使所述介质中至少两个相至少部分地分离，其中，通过收集装置将相对于相应的其它相具有较小密度的相应的相从所述其它相中分离并且能够将这些相应的相从所述分离设备输出，其中，所述收集装置具有至少一个取出管，该取出管以至少一个收集口通到所述回旋分离装置中的一个区域中，在该区域中，较小密度的相通过漩流而分离，并且为了使与所述较小密度的相相比较重的相从回旋壳体的底腔流出，在该底腔的底部设置有壳体出口，该壳体出口具有与回旋壳体的纵轴线同轴的、伸到底腔中的套管，其特征在于：在所述套管的端部，烛式过滤器类型的锥形的缝隙管过滤器－过滤元件延伸通过回旋壳体的锥体部分直到该回旋壳体的柱形的壳体部分中。

本发明的一个重要的特别之处在于：借助于收集装置将相对于相应的其它相具有较小密度的相应的相从所述其它相中分离并且可以将其从所述分离设备中输出。通过将各个较轻的相从液相或气相中分离可以特别有利地例如从水状的相中分离出碳氢部分(油)或气态的组成部分或将具有多个气相的介质分成不同密度的气体。

在特别有利的实施例中，用于较小密度的相的收集装置具有至少一个取出管，该取出管以至少一个收集口通到回旋分离装置中的区域中，在该区域中较小密度的相通过旋流而分离。通过将收集装置的取出管的出口设置在一个区域中－在该区域中借助于离心起作用的以及轴向流动的流体使得较轻的相得以分离－在该取出管内部产生吸力作用，使得收集装置通过最简单的结构类型构成用于较轻的相的抽吸装置，从而可实现用于总设备的特别简单的结构。

当在相应的取出管的端部设置有使收集口的进口横截面增大的加宽部时，较轻的相的抽吸变得特别有效。

在特别有利的方式中，所述加宽部可以通过锥形的流入漏斗构成。

这种设置结构在此可以如此实现：流入漏斗的外边缘径向伸出取出管的壁。但是备选地，这种设置结构也可以如此实现：流入漏斗构造在取出管的壁厚内，在这种情况下，该取出管具有相应较大的足够的壁厚。在这样整合在取出管中的流入漏斗中获得的有利之处在于：在管的外侧上向上流动的流体不会由伸出管外侧的漏斗阻碍。

当漏斗整合在管壁中时，可以在取出管的壁内构造开口，这些开口通到流入漏斗的内部，从而构成用于需吸出的较轻的相的附加的进口横截面。

为了在沿着取出管的外侧流动的流体中生成凝聚(koalisierend)作用，可以在取出管的壁的外侧上设置轮廓。为此可以设置沿纵向或沿螺旋线延伸的沟纹或肋条。在凝聚作用方面，通过位于管外侧上的刷毛构成的轮廓被证明是特别有效的，例如通过构成轮廓的圆刷或螺旋刷。备选地，也可以在管外侧上设置疏油的涂层。

在特别有利的实施例中，回旋分离装置具有限定纵轴线的回旋壳体，该回旋壳体具有用于使多相的介质流入到回旋穹顶中的壳体入口和沿着纵轴线连接在该穹顶上的空间，该空间具有用于较小密度的相的收集装置以及用于其它相的壳体出口，其中，取出管在中心沿着该空间内部的纵轴线延伸。

在此所述设置结构可以特别有利地如此实现：流动体从回旋穹顶出来、沿着纵轴线延伸直到取出管的端部区域。在此，流动体的面向取出管的端部具有柱体的形式，例如具有的直径等于或近似于取出管的直径。这种柱体使较轻的相的流动稳定。

在这样的柱体的端部可以设置缝隙式过滤器或金属丝织物，其延伸直到取出管的漏斗形式的加宽部中，以便为较轻的相发挥附加的凝聚作用。

附图说明

下面参照在附图中所示出的实施例来详细阐述本发明。

附图中：

图1示出按照本发明的分离设备的一个实施例的回旋分离装置的纵剖视图；

图2相对图1放大且断裂示出一个改变的实施例的回旋分离装置的仅中间的纵向区段的局部纵剖视图；

图3示出进一步放大的局部纵剖视图，其示出第三实施例的回旋壳体的中间区段；

图4示出进一步改变的实施例的类似于图2的局部纵剖视图；

图5示出沿图4中的切割线V-V的局部横截面；和

图6示出还作出进一步改变的实施例的类似于图2的局部纵剖视图。

具体实施方式

图1作为整体用1表示回旋分离装置，其回旋壳体3关于图1中竖直延伸的纵轴线4具有纵向延伸的结构。在上端5和下端7上，封闭的回旋壳体3构成连接在上端5上的回旋穹顶9，用于相分离的多相的介质可以通过壳体入口11流入该回旋穹顶的滚筒式内部空间，其中，壳体入口11以在回旋分离器中通常的方式如此设置，使得介质关于回旋穹顶9的壁切向流入并且因此构成旋流。在柱形的回旋穹顶9上连接有锥体部分13，该锥体部分具有向下收敛的壁，在该锥体部分中，旋流以随着几何形式改变的流速继续进入相对回旋穹顶9变细的、纵向延伸的柱形的中间部分15，在该中间部分的下端17上又连接有锥体部分19，该锥体部分具有向下收敛的壁，该锥形部分过渡到柱形的底腔21中，该底腔的直径等于回旋穹顶9的直径，而且该底腔在下端7处封闭。但是也可能的是：选择较大直径的回旋穹顶9。

流动体23由上端5从回旋穹顶9出发、以与纵轴线同轴的旋转体的形式向下延伸。在图1所示的例子中，流动体23在其自由的端部区域中构成在锥体部分13内部延伸的椎体形式的引导体25，如此选择该引导体的椎度，使得在锥体部分13与壳体部分15之间的过渡位置具有一定程度的横截面缩窄，由此使进入柱形部分15的分流的流速直到锥体的端部都被均匀地加速，而且使离心流动被校准。通过轴向流动的离心作用而在柱形的壳体部分15内部形成相应的“较轻”的相的分离。

用于输出“较轻”的相的收集装置位于分离该相的、处在柱形的壳体部分15内部的区域中，关于这一点在下面还将说明。为了使相对“较重”的相从底腔21流出，在该底腔的底部具有壳体出口27，该壳体出口具有与纵轴线4同轴的、伸到底腔21中的套管29，烛式过滤器类型的、锥形的缝隙管过滤器－过滤元件31从所述套管的端部延伸通过锥体部分19直到柱形的壳体部分15中。当由外向内穿流过过滤元件31时完成了固体从遗留的较浓的、液体的或气体的相的分离，使得不含固体的液体或不含固体的气体从壳体出口27流出。积聚在过滤元件31的外侧的固体，这些固体下沉或下落到底腔21中，通过另一壳体出口33被不连续地抽出。如图1可见：所述壳体出口33构成与底腔21的壁切向延伸的出口，类似于在上端5处的壳体入口11的切向入口，但是其中，壳体出口33处的出口在此是对向的。也可以用网格织物或类似构件来代替缝隙管过滤器－过滤元件31。

用于分离的、相应“较轻”的相的收集装置具有取出管35。该取出管从回旋壳体3的外侧出发、通过底腔21的壳体出口27、穿过套管29以及与过滤元件31的与该套管处于流体连接的内部的过滤空腔、在中心沿着纵轴线4延伸直到柱形的壳体部分15的中心区域，分离的、“较轻”的相的区域处在那里。收集管35的敞开的端部由此构成用于使分离的相流出的收集开口37。在根据图1所示的回旋壳体3的几何结构中，其中，旋流在柱形的壳体部分15中轴向向下运动，直到出现流动反向并且获得沿着取出管35的外侧上升的二次流，在分离区域中、即在取出管35的收集开口37的领域内且在旋流的中心，具有强的负压，由此在取出管35中出现强的吸力作用。运行时,当在柱形的壳体部分15中的收集开口37的上部向下指的轴向速度为大约0.1至0.4米/秒而且沿着取出管35上升的二次流的轴向速度大约为1米/秒时，在取出管35内部，向下的流速调节在大约10米/秒的范围内。取出管35由此构成用于较轻的相的有效的抽吸装置。在实际的实施例中，当柱形的壳体部分15的内径大约为65毫米时，取出管35的内径在此可以大约为4毫米。如下的上升的二次流优选由轻的相的组成部分构成。

图2示出了与之相对改变的实施例，该实施例相对图1具有如此程度的区别：流动体23具有纵向延伸的、柱形的流动引导体39来代替较短的、端侧的椎体部分25。此外，在取出管35的端部上设置有使收集开口37的进口横截面增大的加宽部，该加宽部通过锥形的流入漏斗41构成。该流入漏斗在图2的例子中如此确定尺寸，径向伸出取出管35的、外部的漏斗边缘43的直径大约是取出管35的内径的六倍。这种构造保证特别有效地抽吸分离的、较小密度的相。

图3对取出管35的结构的变型及其流入漏斗41加以说明。代替所安置的具有径向伸出取出管35的外侧的漏斗边缘的漏斗的是：漏斗41整合在在这种情况下以相应的厚壁设计的取出管35的管壁45中。在这样的实施例中，除了取出管35的漏斗式加宽的流入横截面的优势之外，还具有的优势在于，没有径向伸出的漏斗边缘43，该漏斗边缘必须由沿着取出管35的外侧向上流动的二次流环流。如图3所示，在取出管35的管壁45中构造有径向孔47，这些径向孔通到漏斗41的内部并且由此使用来流入取出管35内部的进口横截面进一步增大。所提到的漏斗41还可以由金属丝织物构造。

取出管35的外侧可以为此而被充分利用，以便在在该外侧上上升的二次流上发挥凝聚作用。为此，取出管35的外侧设有轮廓，或为了凝聚例如油设有疏油的涂层。图4和图5对一个例子加以说明，在该例子中为此设置有环绕取出管35的刷体49的刷毛。在此，刷体49可以通过刷辊、通过单独的圆刷或螺旋刷构成。如在图5中用小油滴51所示出的那样，当从外向内渗入刷子时完成凝聚，其中，可以完成在楔形部分53(没有全部编号)内部的流出。

不言而喻，代替借助于在取出管35的外侧的刷体49的轮廓的是。也可以设置有沟纹或肋条或类似的结构。

图6示出类似于图2中例子的另一个例子，从中可见，在流动引导体39的自由的端部上连接有缝隙式过滤器55，该缝隙式过滤器延伸直到漏斗41的内部。在例如精度为500微米时，过滤器55在用于相应较小密度的相的抽吸区域内部构成附加的凝聚区域。设备壳体内部的全部流体沿着指向相同方向的旋流运动。特别是在所述设备壳体内部沿着取出管35逆着其它的旋流向上升的较轻的相具有相同的旋流方向，从而在流体流动内部不出现干扰－叠加。

Claims (11)

1.用于分离多相的介质的分离设备，具有回旋分离装置(1)，该回旋分离装置通过构成用于介质的旋流而促使所述介质中至少两个相至少部分地分离，其中，通过收集装置(35，37)将相对于相应的其它相具有较小密度的相应的相从所述其它相中分离并且能够将所述相应的相从所述分离设备输出，其中，所述收集装置具有至少一个取出管(35)，该取出管以至少一个收集口(37)通到所述回旋分离装置(1)中的一个区域中，在该区域中，较小密度的相通过漩流而分离，并且为了使与所述较小密度的相相比较重的相从回旋壳体(3)的底腔(21)流出，在该底腔的底部设置有壳体出口(27)，该壳体出口具有与回旋壳体(3)的纵轴线(4)同轴的、伸到底腔(21)中的套管(29)，其特征在于：在所述套管(29)的端部，烛式过滤器类型的锥形的缝隙管过滤器－过滤元件(31)延伸通过回旋壳体(3)的锥体部分(19)直到该回旋壳体的柱形的壳体部分(15)中。

2.如权利要求1所述的分离设备，其特征在于：在所述取出管(35)的壁(45)的外侧上设置有轮廓(49)。

3.如权利要求2所述的分离设备，其特征在于：在相应的取出管(35)的端部上设置有使所述收集口(37)的进口横截面增大的加宽部。

4.如权利要求3所述的分离设备，其特征在于：所述加宽部通过锥形的流入漏斗(41)构成。

5.如权利要求4所述的分离设备，其特征在于：所述流入漏斗(41)的外边缘(43)径向伸出所述取出管(35)的壁(45)。

6.如权利要求5所述的分离设备，其特征在于：所述流入漏斗(41)构造在所述取出管(35)的壁厚内部。

7.如权利要求6所述的分离设备，其特征在于：在所述取出管(35)的壁(45)中构造开口(47)，这些开口通到所述流入漏斗(41)的内部。

8.如权利要求2至7之任一项所述的分离设备，其特征在于：所述轮廓通过圆刷(49)或螺旋刷构成。

9.如权利要求4至7之任一项所述的分离设备，其特征在于：所述回旋分离装置(1)具有限定纵轴线(4)的回旋壳体(3)，该回旋壳体具有用于使多相的介质流入到回旋穹顶(9)中的壳体入口(11)和沿着所述纵轴线(4)连接在所述回旋穹顶(9)上的空间，该空间具有用于较小密度的相的收集装置(35，37)以及用于其它相的壳体出口(27，33)，而且所述取出管(35)在所述空间内部在中心沿着所述纵轴线(4)延伸。

10.如权利要求9所述的分离设备，其特征在于：流动体(23，39)从所述回旋穹顶(9)出来，沿着所述纵轴线(4)延伸直到所述取出管(35)的端部区域。

11.如权利要求10所述的分离设备，其特征在于：在所述流动体(39)的端部上设置缝隙式过滤器(55)，该缝隙式过滤器延伸直到所述取出管(35)的漏斗形式的加宽部中。