CN108816532A - 一种半通量内外曲线流道的水力旋流器 - Google Patents

Abstract

一种半通量内外曲线流道的水力旋流器，由尾管段、小锥段、叶轮、叶轮壳组成，叶轮壳与小锥段通过焊接的方式连接，其中叶轮壳上均匀分散有一定数量的入口，叶轮放置于叶轮壳中，叶轮包括均匀分布的轴对称宽扇形导叶片和叶轮头，叶轮为中空结构，叶轮头的左端出口为轻相溢流口，叶轮的右侧末端为轻相出口；叶轮头与叶轮壳之间形成的空间为大锥段；小锥段与尾管段通过焊接的方式连接，小锥段与尾管段之间具有贯通的空腔，该空腔右端与大锥段内部轻相溢流口连通，尾管段的左侧末端为重相出口。

Description

一种半通量内外曲线流道的水力旋流器

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，尤其涉及一种半通量内外曲线流道的水力旋流器。

背景技术

在石油化工行业里面，开采、处理、炼化等生产过程中会产生大量的含油污水。这个过程中从采出液到最后含油污水排放或者回注，是通过一系列分离装置进行的，这些装置包括，三相分离器，水力旋流器，气浮装置，普通过滤装置，膜过滤装置等。水力旋流器用于水处理工艺段，是一种油水分离器，由于比起重力分离，其沉降加速度可以提高到100倍重力加速度，因此体积、效率都有很大的优势。

水力旋流器是利用液体产生旋流对油水进行分离的设备。旋流分离被认为是一种高效节能型分离技术，他具有1.结构简单,成本低，占用空间小，质量轻，维护费用低，能耗低；2.安装灵活方便，效率高，生产调节范围宽等优点。

目前传统水力旋流器多为切向入口形式，包括单切向入口，双切向入口，液体进入设备，经过切向入口可以产生旋流，从而产生离心加速度，产生使轻重相分离沉降速度，达到分离的目的。而利用切向入口产生的旋流，在长锥段产生油核不稳定，流场也不好，从而影响分离效率。

针对切向入口的形式水力旋流器，近年来发展起来了轴向入口水力旋流器，该形式主要是利用导流叶片产生旋流，液体从顶部进入，经过导流叶片，形成旋流，在大锥端和长锥段产生稳定旋流场，进行分离。轴向入口形式相比切向入口，流体在叶片产生旋流时加速均匀，流场分布高度对称，产生的旋流流场更加优质稳定，使得效率和能耗上有所提高，但需要从效率和流动流场分析进一步优化提高。

发明内容

基于上述发明目的，本发明提供了一种半通量内外曲线流道的水力旋流器。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种半通量内外曲线流道的水力旋流器，由尾管段2、小锥段3、叶轮9、叶轮壳10组成，叶轮壳10与小锥段3通过焊接的方式连接，其中叶轮壳10上均匀分散有一定数量的入口5，叶轮9放置于叶轮壳10中，叶轮9包括均匀分布的轴对称宽扇形导叶片8和叶轮头11，叶轮9为中空结构，叶轮头11的左端出口为轻相溢流口7，叶轮9的右侧末端为轻相出口6。叶轮头11与叶轮壳10之间形成的空间为大锥段4。小锥段3与尾管段2通过焊接的方式连接，小锥段3与尾管段2之间具有贯通的空腔，该空腔右端与大锥段4内部轻相溢流口7连通，尾管段2的左侧末端为重相出口1。

工作过程中，轻重相混合流体从入口5进入，通过轴对称宽扇形导叶片8，使混合流体产生旋流，再经过流线型曲线流道，即图4中大锥段，在一定向心加速度下，轻相(油)向中心聚集，再经过小锥段3，使未聚集的细微油滴进行聚集，然后聚集的轻相进入轻相溢流口7，最终从轻相出口6排出，另一方面，重相沿小锥段3与尾管段2的空腔从重相出口1排出；达到分离效果。

本发明的一种半通量内外曲线流道的水力旋流器在普通轴向入口的形式上，进行大量实验和CFD计算研究，探索出半通量曲线流道的轴向水力旋流器。该结构具有轴对称宽扇形导叶片，叶片下游有曲线流道。宽扇形导叶片的面积约为流体过水断面面积1/2，贴近流体壁面呈流线型设计，这样可以使得旋流流场更强，分布更加对称稳定；曲线流道实现完全流线型，减少脉动紊乱，流动更加优化，也有利于油滴聚结防止二次破碎；这样设计可以使沉降速度更大，停留时间更长，聚结效果更好，从而达到更高的分离效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的叶轮壳10结构示意图；

图3为本发明的叶轮9结构示意图；

图4为本发明的叶轮9主视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明的一种半通量内外曲线流道的水力旋流器，由尾管段2、小锥段3、叶轮9、叶轮壳10组成，叶轮壳10与小锥段3通过焊接的方式连接，其中叶轮壳10上均匀分散有一定数量的入口5，叶轮9放置于叶轮壳10中，叶轮9包括均匀分布的轴对称宽扇形导叶片8和叶轮头11，叶轮9为中空结构，叶轮头11的左端出口为轻相溢流口7，叶轮9的右侧末端为轻相出口6。叶轮头11与叶轮壳10之间形成的空间为大锥段4。小锥段3与尾管段2通过焊接的方式连接，小锥段3与尾管段2之间具有贯通的空腔，该空腔右端与大锥段4内部轻相溢流口7连通，尾管段2的左侧末端为重相出口1。

工作过程中，轻重相混合流体从入口5进入，通过轴对称宽扇形导叶片8，使混合流体产生旋流，再经过流线型曲线流道，即图4中大锥段，在一定向心加速度下，轻相(油)向中心聚集，再经过小锥段3，使未聚集的细微油滴进行聚集，然后聚集的轻相进入轻相溢流口7，最终从轻相出口6排出，另一方面，重相沿小锥段3与尾管段2的空腔从重相出口1排出；达到分离效果。

应该理解，尽管参考其示例性的实施方案，已经对本发明进行具体地显示和描述，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不背离由权利要求书所定义的本发明的精神和范围的条件下，可以在其中进行各种形式和细节的变化，可以进行各种实施方案的任意组合。

Claims (2)

1.一种半通量内外曲线流道的水力旋流器，其特征在于：由尾管段、小锥段、叶轮、叶轮壳组成，叶轮壳与小锥段通过焊接的方式连接，其中叶轮壳上均匀分散有一定数量的入口，叶轮放置于叶轮壳中，叶轮包括均匀分布的轴对称宽扇形导叶片和叶轮头，叶轮为中空结构，叶轮头的左端出口为轻相溢流口，叶轮的右侧末端为轻相出口；叶轮头与叶轮壳之间形成的空间为大锥段；小锥段与尾管段通过焊接的方式连接，小锥段与尾管段之间具有贯通的空腔，该空腔右端与大锥段内部轻相溢流口连通，尾管段的左侧末端为重相出口。

2.根据权利要求1所述的一种半通量内外曲线流道的水力旋流器，其特征在于：工作过程中，轻重相混合流体从入口进入，通过轴对称宽扇形导叶片，使混合流体产生旋流，再经过流线型曲线流道，在一定向心加速度下，轻相向中心聚集，再经过小锥段，使未聚集的细微油滴进行聚集，然后聚集的轻相进入轻相溢流口，最终从轻相出口排出，另一方面，重相沿小锥段与尾管段的空腔从重相出口排出，达到分离效果。