CN106040059A - 三相流调节器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤层气开采技术领域,特别涉及一种三相流调节器,包括:气体比例阀、液体比例阀、基座、固体添加单元、混合单元及出口塞。基座内开设有第一通道、第二通道、第三通道及内腔。气体比例阀通过第一通道与所述内腔连通;液体比例阀通过第二通道与内腔连通;出口塞通过第三通道与内腔连通;固体添加单元与内腔的一端连接,混合单元设置在内腔内,气体、液体及粉末经混合单元混合后经出口塞输出。本发明提供的三相流调节器,通过气体比例阀、液体比例阀及液体比例阀分别输入气体、液体及固体,便于调节三相流中的气体、液体及固体的流量或浓度,实现了对三相流参数的准确控制。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气开采技术领域,特别涉及一种三相流调节器。
背景技术
气、液、固三相流广泛存在于煤层气抽采井内,在煤层气抽采的初级阶段,气、液、煤粉颗粒共同汇聚于抽采井内,由此形成气液固三相流。三相流的流体参数对于评价煤气产量、煤层工况、预测产量趋势至关重要,同时也是制定排采工艺、预测井下事故等的重要参数,因此国内外相关学者对三相流进行了大量的研究。而对三相流进行研究的基础则是建立可控的三相流模型,精确控制三相流的参数,包括三相流的流体参数、含水量、含气量及固定浓度参数。目前,还未出现能够精确控制三相流的参数的三相流模型。
发明内容
本发明通过提供一种三相流调节器,解决了现有技术中难以准确控制三相流参数(如三相流的流体参数、含水量、含气量及固定浓度参数)的技术问题,实现了对三相流参数的准确控制,为三相流研究提供了可靠的模型。
本发明提供了一种三相流调节器,包括:气体比例阀、液体比例阀、基座、固体添加单元、混合单元及出口塞;所述基座内开设有第一通道、第二通道、第三通道及内腔;所述气体比例阀通过所述第一通道与所述内腔连通;所述液体比例阀通过第二通道与所述内腔连通;所述出口塞通过所述第三通道与所述内腔连通;所述固体添加单元与所述内腔的一端连接,所述混合单元设置在所述内腔内,气体、液体及粉末经所述混合单元混合后经所述出口塞输出。
进一步地,所述混合单元包括:电机、联轴器、密封杆、骨架油封、密封环及刀片;所述内腔为三级阶梯孔,从外向内为内径依次减小的第一级孔、第二级孔及第三级孔;所述电机固定在所述第一级孔,所述电机通过所述联轴器与所述密封杆的一端固定连接,所述刀片固定在所述密封杆的另一端;所述密封杆上设置有凸台,所述骨架油封设置在所述凸台与所述第二级孔顶壁之间;所述第一密封圈设置在所述第三级孔内的所述密封杆上。
进一步地,所述混合单元还包括:第一连接件;所述电机通过所述第一连接件与所述基座固定连接。
进一步地,所述混合单元还包括:第二连接件;所述密封杆通过所述第二连接件与所述联轴器固定连接。
进一步地,所述混合单元还包括:锁紧螺母;所述刀片通过所述锁紧螺母固定在所述密封杆上。
进一步地,所述固体添加单元包括:进料桶、进料盘及进料杆;所述进料杆及所述进料盘设置在所述第三级孔内,所述进料杆的一端与所述密封杆固定连接,另一端与所述进料盘固定连接;所述进料盘上开设有通孔;所述进料桶与所述基座固定连接,所述进料桶的输出端与所述进料盘相对设置。
进一步地,所述固体添加单元还包括:第三连接件;所述进料盘通过所述第二连接件与所述进料杆固定连接。
进一步的,还包括:第一垫圈;所述气体比例阀与所述基座固定连接;所述气体比例阀与所述基座之间设置有所述第一垫圈。
进一步的,还包括第二垫圈;所述液体比例阀与所述基座固定连接;所述液体比例阀与所述第二垫圈之间设置有所述第二垫圈。
进一步的,还包括:第三垫圈;所述出口塞通与所述基座固定连接;所述出口塞与所述基座之间设置有所述第三垫圈。
本发明提供的一种或多种技术方案,至少具备以下有益效果或优点:
本发明提供的三相流调节器,通过气体比例阀、液体比例阀及液体比例阀分别输入气体、液体及固体,便于调节三相流中的气体、液体及固体的流量或浓度,实现了对三相流参数的准确控制。气体、液体及固体在内腔进行充分混合,可模拟出气、液、固三相流的混合状态,为三相流研究提供了准确的模型。
进一步,本发明提供的三相流调节器,混合单元中设置有骨架油封及密封环,可保证电机与第三级孔之间的密封性,防止三相流浸入电机而损坏电机。
进一步,本发明提供的三相流调节器,进料盘上开设有通孔,进料盘在旋转的过程中,进料盘上开设的通孔间歇性的与进料桶的输出端口对齐,通过调节进料盘的速度,可实现对进料桶中固体输入速度的调节。
进一步,本发明提供的三相流调节器,设置有第一垫圈,可防止内腔中的三相流通过第一通道溢出;设置有第二垫圈,可防止内腔中的三相流通过第二通道溢出;设置有第三垫圈,可防止内腔中的三相流通过第一通道溢出。
附图说明
图1为本发明实施例提供的三相流调节器结构示意图;
图2为图1中框A中所示结构的放大图;
图3为图1中框B中所示结构的放大图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种三相流调节器,解决了现有技术中难以准确控制三相流参数(如三相流的流体参数、含水量、含气量及固定浓度参数)的技术问题,实现了对三相流参数的准确控制,为三相流研究提供了可靠的模型。
参见图1-图3,本发明实施例提供了一种三相流调节器,包括:气体比例阀3、液体比例阀5、基座7、固体添加单元、混合单元、出口塞15、第一垫圈2、第二垫圈6及第三垫圈18。基座7内开设有第一通道、第二通道、第三通道及内腔,气体管道4与气体比例阀3连接,气体比例阀3通过第一通道与内腔连通,气体比例阀3与基座7固定连接,气体比例阀3与基座7之间设置有第一垫圈2;液体管道与液体比例阀5连接,液体比例阀5通过第二通道与内腔连通,液体比例阀5与基座7固定连接,液体比例阀5与基座7之间设置有第二垫圈6;出口塞15通过第三通道与内腔连通,出口塞15与基座7固定连接,出口塞15与基座7之间设置有第三垫圈18。固体添加单元与内腔的一端连接,混合单元设置在内腔内,气体、液体及粉末经混合单元混合后经出口塞15输出。第一通道及第二通道设置在内腔的一侧,第三通道设置在内腔的另一侧,第一通道、第二通道及第二通道平行设置,第三通道设置在第一通道及第二通道中间。
参见图1-图3,混合单元包括:电机9、联轴器10、密封杆14、骨架油封12、密封环13、刀片16、第一连接件8、第二连接件11及锁紧螺母17。内腔为三级阶梯孔,从外向内为内径依次减小的第一级孔、第二级孔及第三级孔。电机9固定在第一级孔,电机9通过第一连接件8与基座7固定连接,其中第一连接件8采用固定螺栓。电机9通过联轴器10与密封杆14的一端固定连接,密封杆14通过第二连接件11与联轴器10固定连接,第二连接件11采用锁紧螺钉。刀片16通过锁紧螺母17固定在密封杆14的另一端,刀片16设置在第三通道的内侧开口处。密封杆14上设置有凸台,骨架油封12设置在凸台与第二级孔顶壁之间,凸台与第二级孔顶壁对骨架油封12起限位作用;第一密封圈设置在第三级孔内的密封杆14上,且第一密封圈设置在第二通道的下侧,防止第一密封圈堵塞第二通道。
参见图1-图3,固体添加单元包括:进料桶19、进料盘20及进料杆1。进料杆1及进料盘20设置在第三级孔内,进料杆1的一端与密封杆14螺接固定,另一端通过第三连接件与进料盘20固定连接,其中进料杆1的端部设置有凸起,进料盘20上设置有凹槽,该凸起与凹槽相配合。进料盘20上开设有通孔,通孔的孔径小于或等于进料桶19的输出端口的孔径。进料桶19与基座7固定连接,进料桶19的输出端与进料盘20相对设置,进料盘20在旋转的过程中,进料盘20上开设的通孔间歇性的与进料桶19的输出端口对齐,通过调节进料盘20的速度,可实现对进料桶19中固体输入速度的调节。
下面对本发明实施例提供的三相流调节器的工作原理进行说明:参见图1-图3,气体通气体比例阀3经第一通道进入内腔,液体通过液体比例阀5经第二通道浸入内腔,固体颗粒经进料桶19的输出端口及进料盘20上开设的通孔进入内腔。电机9启动后,电机9的输出轴带动密封杆14转动,密封杆14带动刀片16转动。气体、液体及固体颗粒经过刀片16的搅动、粉碎及充分混合后形成三相流,三相流经出口塞15输出。密封杆14转动时带动进料杆1转动,进料杆1带动进料盘20同时转动,当进料盘20上的通孔与进料桶19的输出端口重合时,进料桶19内的固体颗粒进入内腔,当进料盘20上的通孔与进料桶19的输出端口不重合时,无固体颗粒进入内腔。通过调整电机9转速可精确控制进入内腔的固体颗粒流量。
参加与1-图3,本发明实施例提供的一种或多种技术方案,至少具备以下有益效果或优点:
本发明实施例提供的三相流调节器,通过气体比例阀3、液体比例阀5及液体比例阀5分别输入气体、液体及固体,便于调节三相流中的气体、液体及固体的流量或浓度,实现了对三相流参数的准确控制。气体、液体及固体在内腔进行充分混合,可模拟出气、液、固三相流的混合状态,为三相流研究提供了可靠的模型。
本发明实施例提供的三相流调节器,混合单元中设置有骨架油封12及密封环13,可保证电机9与第三级孔之间的密封性,防止三相流浸入电机9而损坏电机9。
本发明实施例提供的三相流调节器,进料盘20上开设有通孔,进料盘20在旋转的过程中,进料盘20上开设的通孔间歇性的与进料桶19的输出端口对齐,通过调节进料盘20的速度,可实现对进料桶19中固体输入速度的调节。
本发明实施例提供的三相流调节器,设置有第一垫圈2,可防止内腔中的三相流通过第一通道溢出;设置有第二垫圈6,可防止内腔中的三相流通过第二通道溢出;设置有第三垫圈18,可防止内腔中的三相流通过第一通道溢出。
最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种三相流调节器,其特征在于,包括:气体比例阀、液体比例阀、基座、固体添加单元、混合单元及出口塞;
所述基座内开设有第一通道、第二通道、第三通道及内腔;
所述气体比例阀通过所述第一通道与所述内腔连通;
所述液体比例阀通过第二通道与所述内腔连通;
所述出口塞通过所述第三通道与所述内腔连通;
所述固体添加单元与所述内腔的一端连接,所述混合单元设置在所述内腔内,气体、液体及粉末经所述混合单元混合后经所述出口塞输出。
2.如权利要求1所述的三相流调节器,其特征在于,所述混合单元包括:电机、联轴器、密封杆、骨架油封、密封环及刀片;
所述内腔为三级阶梯孔,从外向内为内径依次减小的第一级孔、第二级孔及第三级孔;
所述电机固定在所述第一级孔,所述电机通过所述联轴器与所述密封杆的一端固定连接,所述刀片固定在所述密封杆的另一端;
所述密封杆上设置有凸台,所述骨架油封设置在所述凸台与所述第二级孔顶壁之间;
所述第一密封圈设置在所述第三级孔内的所述密封杆上。
3.如权利要求2所述的三相流调节器,其特征在于,所述混合单元还包括:第一连接件;
所述电机通过所述第一连接件与所述基座固定连接。
4.如权利要求2所述的三相流调节器,其特征在于,所述混合单元还包括:第二连接件;
所述密封杆通过所述第二连接件与所述联轴器固定连接。
5.如权利要求2所述的三相流调节器,其特征在于,所述混合单元还包括:锁紧螺母;
所述刀片通过所述锁紧螺母固定在所述密封杆上。
6.如权利要求2-5任一项所述的三相流调节器,其特征在于,所述固体添加单元包括:进料桶、进料盘及进料杆;
所述进料杆及所述进料盘设置在所述第三级孔内,所述进料杆的一端与所述密封杆固定连接,另一端与所述进料盘固定连接;
所述进料盘上开设有通孔;
所述进料桶与所述基座固定连接,所述进料桶的输出端与所述进料盘相对设置。
7.如权利要求6所述的三相流调节器,其特征在于,所述固体添加单元还包括:第三连接件;
所述进料盘通过所述第二连接件与所述进料杆固定连接。
8.如权利要求2-5任一项所述的三相流调节器,其特征在于,还包括:第一垫圈;
所述气体比例阀与所述基座固定连接;
所述气体比例阀与所述基座之间设置有所述第一垫圈。
9.如权利要求8所述的三相流调节器,其特征在于,还包括第二垫圈;
所述液体比例阀与所述基座固定连接;
所述液体比例阀与所述第二垫圈之间设置有所述第二垫圈。
10.如权利要求9所述的三相流调节器,其特征在于,还包括:第三垫圈;
所述出口塞通与所述基座固定连接;
所述出口塞与所述基座之间设置有所述第三垫圈。
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