CN108579218A - 一种新型负压气液分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种负压气液分离器，主要由气体出口法兰、气液混合物入口法兰、顶盖、手轮、上箱体、锥形环、上橡胶阀芯、衬板、上阀座、下箱体、下阀座板、下阀座、下阀芯、下锥环、上锥环、挡板、上阀座板和液体出口等组成。所述上箱体和下箱体螺栓连接，气体出口法兰连接至外部抽风机或真空泵，下箱体内设置有挡板和阀座组成的溢流装置。本发明通过设置手动阀和溢流装置，实质上在液体出口实现液封，解决了现有液体出口无节流或强制排液装置时空气从排液口进入分离器以及分离器的安装位置受到限制的技术问题，提高了气液分离效率。

Description

一种新型负压气液分离器

技术领域

本发明涉及一种石油、化工等行业的负压气液分离器。

背景技术

气液分离器是石油、化工等行业常用的设备，采用的分离方法有：重力沉降、折流分离、离心分离、丝网分离、超滤分离和填料分离等。其中，重力沉降式气液分离器由于结构简单、制造方便等优点而被广泛应用。

重力沉降的原理是：气体与液体的密度不同，液体在与气体一起流动时，液体受到重力的作用产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向。在气液分离器中仅通过重力使气液混合物中的液体向下运动、气体向上运动，实现对液体和气体的分离。这样的分离方式存在固有的缺陷，例如分离效率低、设备体积庞大等。

现有技术中，出现很多基于重力沉降而改进的气液分离器，其中效果比较突出的是在分离器的气体出口处装备一抽风机或真空泵，在分离器内部形成一定的负压，加快气体从液体中分离出的速度，此种气液分离器就是负压气液分离器。如果分离器的液体出口没有节流装置，风机或真空泵抽吸待分离气液混合物中的气体时，会吸到从液体出口流入的空气，造成其分离效率极低。现有的一部分负压气液分离器采用了液体出口节流装置来保持分离器内部具有一定液面高度来避免空气从液体出口被吸入，但液面高度的控制必须有一套专门的装置，成本高，系统复杂；另一部分负压气液分离器液体出口采用离心泵强制排液，气液分离器内部可以实现较大的真空，但液面控制难度大，容易出现离心泵抽空或分离器闷罐等问题，使气液分离器无法正常工作。当进入分离器中的气液两相流的流量产生较大波动时，现有的负压气液分离器都难以自动适应。挪威CUBILITY AS公司的MudCube钻井液固相控制系统中，采用了一种液体出口无节流阀或离心泵的负压气液分离器，能够较好适应进入分离器中气液两相流的较大流量波动，但其对安装位置有一定的限制，启动时有部分空气从液体出口被吸入分离器。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种新型负压气液分离器，以解决现有液体出口无节流或强制排液装置时空气从排液口进入分离器以及分离器的安装位置受到限制的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种新型负压气液分离器，主要由气体出口法兰、气液混合物入口法兰、顶盖、手轮、螺杆、O形圈、螺套、上箱体、锥形环、上橡胶阀芯、衬板、上阀座、套筒、下箱体、下阀座板、下阀座、下阀芯、下锥环、螺母、上锥环、挡板、上阀座板和液体出口等组成。

所述气体出口法兰焊接在顶盖上，其通过配管法兰连接至外部抽风机或真空泵，气液混合物入口法兰焊接在上箱体的侧壁上。

所述上箱体和下箱体通过螺栓连接。

所述手轮、螺杆、螺套、锥形环、上橡胶阀芯、衬板、套筒、上锥环、下阀芯、下锥环和螺母等构成手动阀，所述手动阀的手轮设置在顶盖上。

所述手动阀的上阀座、下阀座、上阀座板、下阀座板与挡板等组成溢流装置，溢流装置设置有液体出口。

所述负压气液分离器启动前，通过旋转手轮使上橡胶阀芯向下运动，与上阀座紧密接触，使分离器上方形成封闭空间，此时启动抽风机或真空泵，上箱体内部形成负压，使待处理的气液混合物通过气液混合物入口法兰顺利进入上箱体。气液混合物进入分离器之后，依靠重力和抽风机或真空泵抽吸形成的负压对气液混合物进行分离，液体在上箱体内不断积聚，使得液体在气液分离装置中停留的时间满足其分离所需的时间，在上箱体中的液面到达一定高度后，旋转手轮使上方阀门打开，下方阀门关闭，液体流入溢流装置，由阀门和挡板组成的溢流装置实质上对液体出口实现液封，使得外部空气无法通过液体出口进入气液分离装置。

所述负压气液分离器进入的待处理气液混合物量发生变化，造成分离器内部液面波动时，由于溢流装置内始终存在一定高度的液面，不会有空气从液体出口处进入分离器内部，负压气液分离器内可以始终保证一定程度的负压，使其中的气液混合物顺利分离。

所述负压气液分离器需短时停机时，关闭抽风机或真空泵，停止进料，所述溢流装置内始终存在一定高度的液面，再次启动后，分离器内部仍然处于密封状态，不会对气液混合物的进入和分离造成影响。

所述负压气液分离器需长时停机。旋转手轮，使上橡胶阀芯向下运动，与上阀座紧密接触，上锥环向下运动，与下阀芯紧密接触，使上方阀门处于关闭状态，下方阀门处于打开状态，所述溢流装置内的液体从下方阀门流出，避免液体中的固相沉积堵塞溢流通道。

本发明的有益效果：（1）较传统重力沉降式气液分离器，所占空间更小，分离效率更高；（2）设置溢流装置，可避免空气被抽风机从液体出口吸入而影响分离效果；（3）安装位置不受限制；（4）结构简单，操作方便；（5）可设置多个气液混合物入口，显著提高处理量。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1是本发明所述负压气液分离器的结构示意图。

图中1.气体出口法兰，2.气液混合物入口法兰，3.顶盖，4.手轮，5.螺杆，6.O形圈，7.螺套，8.上箱体，9.锥形环，10.上橡胶阀芯，11.衬板，12.上阀座，13.套筒，14.下箱体，15.下阀座板，16.下阀座，17.下阀芯，18.下锥环，19.螺母，20.上锥环，21.挡板，22.上阀座板，23.液体出口，24.斜挡板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明所述负压气液分离器，主要由气体出口法兰（1）、气液混合物入口法兰（2）、顶盖（3）、手轮（4）、螺杆（5）、螺套（7）、上箱体（8）、锥形环（9）、上橡胶阀芯（10）、衬板（11）、上阀座（12）、套筒（13）、下箱体（14）、下阀座板（15）、下阀座（16）、下阀芯（17）、下锥环（18）、上锥环（20）、挡板（21）、上阀座板（22）和液体出口（23）等组成。其中：气体出口法兰（1）焊接在顶盖（3）上，所述气体出口法兰通过配管法兰连接至外部抽风机或真空泵，气液混合物入口法兰（2）焊接在上箱体（8）的侧壁上；所述上箱体（8）和下箱体（14）通过螺栓连接；手轮（4）、螺杆（5）、螺套（7）、锥形环（9）、上橡胶阀芯（10）、衬板（11）、套筒（13）、上锥环（20）、下阀芯（16）、下锥环（18）和螺母（19）等构成手动阀，所述手动阀的手轮（4）设置在顶盖（3）上部；所述手动阀的上阀座（12）、下阀座（16）、上阀座板（22）、下阀座板（15）与挡板（21）、等组成溢流装置，溢流装置设置有液体出口（23）。

本发明的工作原理是：启动前，通过旋转手轮（4）使上橡胶阀芯（10）向下运动，与上阀座（12）紧密接触，使分离器上方形成封闭空间，此时启动抽风机或真空泵，上箱体（8）内部形成负压，有利于待处理的气液混合物通过气液混合物入口法兰（2）顺利进入上箱体（8），气液混合物进入分离器后，依靠重力和抽风机或真空泵抽吸形成的负压对气液混合物进行分离，液体在上箱体（8）内不断积聚，使得液体在气液分离装置中停留的时间满足其分离所需的时间，在上箱体（8）中的液面到达一定高度后，旋转手轮（4）使上方阀门打开，下方阀门关闭，液体流入溢流装置，由阀门和挡板组成的溢流装置实质上对液体出口实现液封，使得外部空气无法通过液体出口进入气液分离装置。

在另一种实施例中，进入所述负压气液分离器的待处理气液混合物量发生变化，造成分离器内部液面波动时，由于溢流装置内始终存在一定高度的液面，不会有空气从液体出口（23）处进入分离器内部，所述负压气液分离器内可以始终保证一定程度的负压，使其中的气液混合物顺利分离。

在另一种实施例中，由于生产原因，所述负压气液分离器需短时停机。关闭风机，停止进料，所述溢流装置内始终存在一定高度的液面，再次启动后，分离器内部仍然处于密封状态，不会对气液混合物的进入和分离造成影响。

在另一种实施例中，由于生产原因，所述负压气液分离器需长时停机。旋转手轮（4），使上橡胶阀芯（10）向下运动，与上阀座（12）紧密接触，上锥环（20）向下运动，与下阀芯（16）紧密接触，使上方阀门处于关闭状态，下方阀门处于打开状态，所述溢流装置内的液体从下方阀门流出，避免液体中的固相沉积堵塞溢流通道。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种负压气液分离器，主要由气体出口法兰（1）、气液混合物入口法兰（2）、顶盖（3）、手轮（4）、螺杆（5）、螺套（7）、上箱体（8）、锥形环（9）、上橡胶阀芯（10）、衬板（11）、上阀座（12）、套筒（13）、下箱体（14）、下阀座板（15）、下阀座（16）、下阀芯（17）、下锥环（18）、上锥环（20）、挡板（21）、上阀座板（22）和液体出口（23）等组成，其特征在于：气体出口法兰（1）焊接在顶盖（3）上，所述气体出口法兰（1）通过配管法兰连接至外部抽风机或真空泵，气液混合物入口（2）焊接在上箱体（8）的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的一种负压气液分离器，其特征在于：所述上箱体（8）和下箱体（14）螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的一种负压气液分离器，其特征在于：手轮（4）、螺杆（5）、螺套（7）、锥形环（9）、上橡胶阀芯（10）、衬板（11）、套筒（13）、上锥环（20）、下阀芯（16）、下锥环（18）和螺母（19）等构成手动阀，所述手动阀的手轮（4）设置在顶盖（3）上。

4.根据权利要求1所述的一种负压气液分离器，其特征在于：所述手动阀的上阀座（12）、下阀座（16）、上阀座板（22）、下阀座板（15）与挡板（21）等组成溢流装置，溢流装置设置有液体出口（23）。