CN104549793A - 一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石油化工混合物分离设备，特别涉及一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置。包括柱段、入口、导向齿轮支架、导向齿轮、传动齿条、通径轴、溢流管、传动齿条接口、密封凸脊、连接管、密封圈、保护盒上壳、保护盒下壳、动环、驱动齿轮、静环、调节叶片、紧锁机构。所述的传动齿条、通径轴和驱动齿轮相互配合，组成传动机构，动环、静环和调节叶片构成调节机构。本发明克服传统旋流器溢流管口径固定，不可改变，或只能通过拆卸以便更换溢流嘴的缺点，实现了溢流嘴口径的非拆卸式调节，提高了混合物的分离效率，满足各种工况需求，并节省了设备停运—拆卸更换—设备重新启动过程造成的停产损失，具有良好的应用前景。

Description

一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置

技术领域

本发明专利涉及一种石油化工混合物分离设备，特别涉及一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置。

背景技术

旋流器是一种常见的分离分级设备，在石油化工、煤化工、采矿等行业应用广泛。待分离的两相混合流体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。由于存在粒度差、密度差，其受到离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，大部分粗颗粒经旋流器底流口排出，而大部分细颗粒由溢流管排出，从而达到分离分级目的。

目前，工业应用的绝大多数旋流器溢流嘴均为固定口径，一种工况对应一套旋流装置；现下的导叶式水力旋流器可实现旋流器溢流嘴的更换，但调节范围有限，仅仅为几个固定值，更重要的是在实际生产或进行相关实验过程中，若要更换其他口径的溢流嘴，必须停止生产或实验流程并将旋流器端盖拆卸，才可进行更换，给实际生产或实验操作造成了极大不便。另外，多数旋流装置应用于高温工况，外层包有保温层，更换溢流嘴必须拆除保温层，不仅不利于工业高效生产，而且反复拆卸，对旋流装置的密封性也会造成极大地影响。本发明设计了一种口径连续可调的溢流嘴装置，通过外置的旋转杆带动内置调节盘转动，改变调节盘上六个调节叶片的张角。既能实现口径的连续调节，而且无须对旋流器进行拆卸。因此大大拓展了试验范围，无需局限于几个固定的口径值，有助于得到更加全面的实验数据；此外，还可在实际生产中对工艺流程进行调节，提高了生产流程的操作裕量。

发明内容

本发明专利旨在解决上述问题，提供了一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置。它克服了绝大多数传统旋流器溢流管口径固定，不可改变，部分旋流器需要拆卸以便更换溢流嘴的缺点，实现了不用拆卸旋流器，便可连续改变溢流口径满足各种工况需求。本发明采用的技术方案如下：

一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置，包括柱段、入口、导向齿轮支架、导向齿轮、传动齿条、通径轴、溢流管、传动齿条接口、密封凸脊、连接管、密封圈、保护盒上壳、保护盒下壳、动环、驱动齿轮、静环、调节叶片、紧锁机构，所述的柱段、入口和溢流管构成旋流器的主体结构，柱段顶端开孔为传动齿条接口，密封凸脊与传动齿条接口相对固定加工于柱段内部，所述的导向齿轮支架与柱段固定连接，导向齿轮装配于导向齿轮支架的轴上，所述的传动齿条通过传动齿条接口伸向旋流器内部，并随导向齿轮上下往复运动,通径轴安装于传动齿条内部可旋转一定角度并随传动齿条上下运动,连接管一端通过螺纹与溢流管连接，另一端与静环连接，静环与环绕于其外部的动环配合连接，六个调节叶片分别与动环和静环连接，保护盒上壳通过连接管挡圈与其同轴连接，保护盒下壳通过螺纹与保护盒上壳连接，并紧贴于六个调节叶片，所述的紧锁机构穿过保护盒上壳与动环连接。

进一步，所述的传动齿条包括齿条、传动齿、指针孔、刻度盘、导向槽、密封端面、密封槽、挡板、通径孔，所述的在齿条的一侧加工传动齿，距齿条上端30mm处侧面加工指针孔，之后为与齿条固定连接的刻度盘，在与传动齿相邻的两个侧面加工导向槽，导向槽与传动齿条接口的凸起配合，挡板固定连接于传动齿的对立侧，密封端面连接于齿条的低端，其上加工密封槽，密封圈装配于密封槽中，通径孔贯穿于整个传动齿条，加工通径孔是将齿条分为多段加工，之后将其焊接。

进一步，所述的通径轴包括六角扳手接口、轴杆、指针、连接半环，所述的六角扳手接口和驱动齿轮分别与轴杆的两端连接，连接半环180°环抱轴杆固定指针，所述的通径轴内置于传动齿条内与通径孔同轴连接，指针通过指针孔伸向传动齿条一侧浮于刻度盘上。

进一步，所述的动环包括动环传动齿、动环制动槽、环体、静环安装孔、动环制动柱、调节叶片轴孔、装配接口、动环导向槽、动环制动孔，所述的动环传动齿加工于环体外侧，其中心夹角为60°，动环制动槽加工于环体上，位于动环传动齿内测，其中心夹角为60°，六个调节叶片轴孔分布于静环安装孔的四周相互之间的夹角为60°，中心夹角为60°的两个装配接口对立加工于静环安装孔边沿，动环导向槽沿静环安装孔加工，槽深3mm，成180°的两个动环制动柱加工于动环导向槽内侧，装配接口一侧，在动环制动柱对称侧加工动环制动孔。

进一步，所述的静环包括静环体、叶片导向槽、连接脊、静环物料口，所述的静环物料口直径为60mm在静环体中心开孔，六个叶片导向槽均布于静环物料口四周，与水平面成45°夹角，两个连接脊对称分布于静环体四周，其中心夹角为60°，所述的静环自装配接口与动环同轴配合，连接脊嵌于动环导向槽并可自由旋转，旋转最大张角为120°。

进一步，所述的紧锁机构包括制动杆、弹簧，调节叶片包括调节叶片中心轴、调节叶片动轴，所述的弹簧与制动杆同轴连接，置于挡圈之上，另一端紧贴保护盒上壳，紧锁机构穿过保护盒上壳的孔嵌于动环的动环制动槽中，所述的调节叶片中心轴装配于叶片导向槽中沿其往复运动，调节叶片动轴装配于调节叶片轴孔中，随动环往复转动，改变溢流口径，变径范围为30mm～60mm。

本发明具有以下优点：由于采用了上述技术方案,本发明克服传统旋流器溢流管口径固定，不可改变，或只能通过拆卸以便更换溢流嘴的缺点，实现了不用拆卸旋流器，便可连续改变溢流口径，提高了混合物的分离效率，满足各种工况需求，并节省了设备停运—拆卸更换—设备重新启动过程造成的停产损失，具有良好的应用前景。

附图说明

图1：本发明装置的装配结构图；

图2：本发明装置柱段阶梯剖结构图；

图3：本发明装置的溢流嘴调节机构结构图；

图4：本发明装置的传动条结构图；

图5：本发明通径轴结构图；

图6：本发明装置动环结构图；

图7：本发明装置静环结构图；

图8：本发明装置保护盒上壳结构图；

图9：本发明装置保护盒下壳结构图；

图10：本发明装置连接管结构图；

图11：本发明装置调节叶片结构图；

图12：本发明装置紧锁机构结构图。

符号说明

1.柱段、2.入口、3.导向齿轮支架、4.导向齿轮、5.传动齿条、6.通径轴、7.溢流管、8.传动齿条接口、9.密封凸脊、10.连接管、11.密封圈、12.保护盒上壳、13.保护盒下壳、14.动环、15.驱动齿轮、16.静环、17.调节叶片、18.紧锁机构。

5.1.齿条、5.2.传动齿、5.3.指针孔、5.4.刻度盘、5.5.导向槽、5.6.密封端面、5.7.密封槽、5.8.挡板、5.9.通径孔。

6.1.六角扳手接口、6.1.轴杆、6.1.指针、6.1.连接半环。

14.1.动环传动齿、14.2.动环制动槽、14.3.环体、14.4.静环安装孔、14.5.动环制动柱、14.6.调节叶片轴孔、14.7.装配接口、14.8.动环导向槽、14.9.动环制动孔。

16.1.静环体、16.2.叶片导向槽、16.3.连接脊、16.4.静环物料口。

17.1.调节叶片中心轴、17.1.调节叶片动轴、18.1.制动杆、18.1.弹簧。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。

实施例：

如图1～12所示，本发明的一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置，包括柱段1、入口2、导向齿轮支架3、导向齿轮4、传动齿条5、通径轴6、溢流管7、传动齿条接口8、密封凸脊9、连接管10、密封圈11、保护盒上壳12、保护盒下壳13、动环14、驱动齿轮15、静环16、调节叶片17、紧锁机构18，所述的柱段1、入口2和溢流管7构成旋流器的主体结构，柱段1顶端开孔为传动齿条接口8，密封凸脊9与传动齿条接口8相对固定加工于柱段1内部，所述的导向齿轮支架3与柱段1固定连接，导向齿轮4装配于导向齿轮支架3的轴上，所述的传动齿条5通过传动齿条接口8伸向旋流器内部，并随导向齿轮4上下往复运动,通径轴6安装于传动齿条5内部可旋转一定角度并随传动齿条5上下运动,连接管10一端通过螺纹与溢流管7连接，另一端与静环16连接，静环16与环绕于其外部的动环14配合连接，六个调节叶片17分别与动环14和静环16连接，保护盒上壳12通过连接管10挡圈与其同轴连接，保护盒下壳13通过螺纹与保护盒上壳12连接，并紧贴于六个调节叶片17，所述的紧锁机构18穿过保护盒上壳12与动环14连接。

优选的传动齿条5包括齿条5.1、传动齿5.2、指针孔5.3、刻度盘5.4、导向槽5.5、密封端面5.6、密封槽5.7、挡板5.8、通径孔5.9，所述的在齿条5.1的一侧加工传动齿5.2，距齿条5.1上端30mm处侧面加工指针孔5.3，之后为与齿条5.1固定连接的刻度盘5.4，在与传动齿5.2相邻的两个侧面加工导向槽5.5，导向槽5.5与传动齿条接口8的凸起配合，挡板5.8固定连接于传动齿5.2的对立侧，密封端面5.6连接于齿条5.1的低端，其上加工密封槽5.7，密封圈11装配于密封槽5.7中，通径孔5.9贯穿于整个传动齿条5，加工通径孔5.9是将齿条5.1分为多段加工，之后将其焊接。

优选的通径轴6包括六角扳手接口6.1、轴杆6.2、指针6.3、连接半环6.4，所述的六角扳手接口6.1和驱动齿轮15分别与轴杆6.2的两端连接，连接半环6.4180°环抱轴杆6.2固定指针6.3，所述的通径轴6内置于传动齿条5内与通径孔5.8同轴连接，指针6.3通过指针孔5.3伸向传动齿条5一侧浮于刻度盘5.4上。

优选的动环14包括动环传动齿14.1、动环制动槽14.2、环体14.3、静环安装孔14.4、动环制动柱14.5、调节叶片轴孔14.6、装配接口14.7、动环导向槽14.8、动环制动孔14.9，所述的动环传动齿14.1加工于环体14.1外侧，其中心夹角为60°，动环制动槽14.2加工于环体14.3上，位于动环传动齿14.1内测，其中心夹角为60°，六个调节叶片轴孔14.6分布于静环安装孔14.4的四周相互之间的夹角为60°，中心夹角为60°的两个装配接口14.7对立加工于静环安装孔14.4边沿，动环导向槽14.8沿静环安装孔14.4加工，槽深3mm，成180°的两个动环制动柱14.5加工于动环导向槽14.8内侧，装配接口14.7一侧，在动环制动柱14.5对称侧加工动环制动孔14.9。

优选的静环16包括静环体16.1、叶片导向槽16.2、连接脊16.3、静环物料口16.4，所述的静环物料口16.4直径为60mm在静环体16.1中心开孔，六个叶片导向槽16.2均布于静环物料口16.4四周，与水平面成45°夹角，两个连接脊16.3对称分布于静环体16.1四周，其中心夹角为60°，所述的静环16自装配接口14.7与动环14同轴配合，连接脊16.3嵌于动环导向槽14.8并可自由旋转，旋转最大张角为120°。

优选的紧锁机构18包括制动杆18.1、弹簧18.2，调节叶片17包括调节叶片中心轴17.1、调节叶片动轴17.1，所述的弹簧18.2与制动杆18.1同轴连接，置于挡圈之上，另一端紧贴保护盒上壳12，紧锁机构18穿过保护盒上壳12的孔嵌于动环14的动环制动槽14.2中，所述的调节叶片中心轴17.1装配于叶片导向槽16.2中沿其往复运动，调节叶片动轴17.1装配于调节叶片轴孔14.6中，随动环14往复转动，改变溢流口径，变径范围为30mm～60mm。

工作流程为：转动与传动齿条5啮合的导向齿轮4使通径轴6随着传动齿条5伸向旋流器内部，当挡板5.8与传动齿条接口8接触时，停止转动导向齿轮4，此时驱动齿轮15与动环传动齿(14.1)啮合，用六角扳手扭动六角扳手接口(6.1)，从而使驱动齿轮15通过啮合的齿带动动环(14)旋转，带动与叶片轴孔(14.6)配合的调节叶片动轴17.1随着动环(14)旋转，与静环导向槽(16.1)配合的调节叶片中心轴17.1随着动环(14)旋转沿着静环导向槽(16.1)往复运动，以此实现调节叶片17类似于抽油机游梁运动，六个调节叶片17相互配合达到改变溢流口径的目的，在旋转通径轴6时，指针6.3在刻度盘5.4上显示转过的角度，以此来计算溢流口径的大小，同时紧锁机构18的制动杆18.1在弹簧18.2的作用下卡在动环制动槽14.2，避免的在物料冲击的情况下，改变溢流嘴口径。最后，当调节完溢流嘴口径后，反向转动导向齿轮4，提起传动齿条5，使密封凸脊9嵌入密封槽5.7挤压密封圈11达到密封的效果，以上即完成一个工作循环。

通过上述实施例可见，本发明的一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置，操作简便，实现了溢流嘴口径的非拆卸式调节，溢流口径调节范围大，工况适应性强，尤其特别适合于室内实验装置和中式装置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置，其特征在于：包括柱段(1)、入口(2)、导向齿轮支架(3)、导向齿轮(4)、传动齿条(5)、通径轴(6)、溢流管(7)、传动齿条接口(8)、密封凸脊(9)、连接管(10)、密封圈(11)、保护盒上壳(12)、保护盒下壳(13)、动环(14)、驱动齿轮(15)、静环(16)、调节叶片(17)、紧锁机构(18)，所述的柱段(1)、入口(2)和溢流管(7)构成旋流器的主体结构，柱段(1)顶端开孔为传动齿条接口(8)，密封凸脊(9)与传动齿条接口(8)相对固定加工于柱段(1)内部，所述的导向齿轮支架(3)与柱段(1)固定连接，导向齿轮(4)装配于导向齿轮支架(3)的轴上，所述的传动齿条(5)通过传动齿条接口(8)伸向旋流器内部，并随导向齿轮(4)上下往复运动,通径轴(6)安装于传动齿条(5)内部可旋转一定角度并随传动齿条(5)上下运动,连接管(10)一端通过螺纹与溢流管(7)连接，另一端与静环(16)连接，静环(16)与环绕于其外部的动环(14)配合连接，六个调节叶片(17)分别与动环(14)和静环(16)连接，保护盒上壳(12)通过连接管(10)挡圈与其同轴连接，保护盒下壳(13)通过螺纹与保护盒上壳(12)连接，并紧贴于六个调节叶片(17)，所述的紧锁机构(18)穿过保护盒上壳(12)与动环(14)连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置，其特征在于传动齿条(5)包括齿条(5.1)、传动齿(5.2)、指针孔(5.3)、刻度盘(5.4)、导向槽(5.5)、密封端面(5.6)、密封槽(5.7)、挡板(5.8)、通径孔(5.9)，所述的在齿条(5.1)的一侧加工传动齿(5.2)，距齿条(5.1)上端30mm处侧面加工指针孔(5.3)，之后为与齿条(5.1)固定连接的刻度盘(5.4)，在与传动齿(5.2)相邻的两个侧面加工导向槽(5.5)，导向槽(5.5)与传动齿条接口(8)的凸起配合，挡板(5.8)固定连接于传动齿(5.2)的对立侧，密封端面(5.6)连接于齿条(5.1)的低端，其上加工密封槽(5.7)，密封圈(11)装配于密封槽(5.7)中，通径孔(5.9)贯穿于整个传动齿条(5)，加工通径孔(5.9)是将齿条(5.1)分为多段加工，之后将其焊接。

3.根据权利要求1和2所述的一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置，其特征在于通径轴(6)包括六角扳手接口(6.1)、轴杆(6.2)、指针(6.3)、连接半环(6.4)，所述的六角扳手接口(6.1)和驱动齿轮(15)分别与轴杆(6.2)的两端连接，连接半环(6.4)180°环抱轴杆(6.2)固定指针(6.3)，所述的通径轴(6)内置于传动齿条(5)内与通径孔(5.8)同轴连接，指针(6.3)通过指针孔(5.3)伸向传动齿条(5)一侧浮于刻度盘(5.4)上。

4.根据权利要求1所述的一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置，其特征在于动环(14)包括动环传动齿(14.1)、动环制动槽(14.2)、动环体(14.3)、静环安装孔(14.4)、动环制动柱(14.5)、调节叶片轴孔(14.6)、装配接口(14.7)、动环导向槽(14.8)、动环制动孔(14.9)，所述的动环传动齿(14.1)加工于环体(14.1)外侧，其中心夹角为60°，动环制动槽(14.2)加工于动环体(14.3)上，位于动环传动齿(14.1)内测，其中心夹角为60°，六个调节叶片轴孔(14.6)分布于静环安装孔(14.4)的四周相互之间的夹角为60°，中心夹角为60°的两个装配接口(14.7)对立加工于静环安装孔(14.4)边沿，动环导向槽(14.8)沿静环安装孔(14.4)加工，槽深3mm，成180°的两个动环制动柱(14.5)加工于动环导向槽(14.8)内侧，装配接口(14.7)一侧，在动环制动柱(14.5)对称侧加工动环制动孔(14.9)。

5.根据权利要求1所述的一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置，其特征在于静环(16)包括静环体(16.1)、叶片导向槽(16.2)、连接脊(16.3)、静环物料口(16.4)，所述的静环物料口(16.4)直径为60mm在静环体(16.1)中心开孔，六个叶片导向槽(16.2)均布于静环物料口(16.4)四周，与水平面成45°夹角，两个连接脊(16.3)对称分布于静环体(16.1)四周，其中心夹角为60°，所述的静环(16)自装配接口(14.7)与动环(14)同轴配合，连接脊(16.3)嵌于动环导向槽(14.8)并可自由旋转，旋转最大张角为120°。

6.根据权利要求1～5所述的一种新型旋流器口径可调式溢流嘴装置，其特征在于紧锁机构(18)包括制动杆(18.1)、弹簧(18.2)，调节叶片(17)包括调节叶片中心轴(17.1)、调节叶片动轴(17.1)，所述的弹簧(18.2)与制动杆(18.1)同轴连接，置于挡圈之上，另一端紧贴保护盒上壳(12)，紧锁机构(18)穿过保护盒上壳(12)的孔嵌于动环(14)的动环制动槽(14.2)中，所述的调节叶片中心轴(17.1)装配于叶片导向槽(16.2)中沿其往复运动，调节叶片动轴(17.1)装配于调节叶片轴孔(14.6)中，随动环(14)往复转动，改变溢流口径，变径范围为30mm～60mm。