CN109163112A - 一种降低液滴破碎的轴向内芯式阀门 - Google Patents

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Abstract

一种降低液滴破碎的轴向内芯式阀门。包括阀门入口连接段（3）、阀体（2）以及阀门出口连接段（1），在阀体（2）的内部设置阀芯（201），阀芯（201）为流线形棒槌状结构，在阀芯（201）的外壁上沿周向均匀设置有三个固定筋（202）,固定筋（202）与阀体（2）的内壁刚性连接，阀体（2）的内壁与流线型阀芯（201）的外壁之间形成环形腔室；调节手轮（203）固定于阀体（2）的外壁上，调节手轮（203）与阀体（2）同轴线布置且刚性连接；阀门入口连接段（3）的管状尾端与阀体（2）的圆管状液流入口端通过螺纹连接。本发明可有效解决处理液流经阀门过程中造成的分散相破碎问题,在多相不互溶介质分离系统中，能够在实现调节处理液流量的同时保证分离系统入口处理液中较大的分散相粒径，提高分离效率。

Description

一种降低液滴破碎的轴向内芯式阀门
技术领域
本发明涉及一种降低液滴破碎的轴向内芯式阀门，是一种可应用于石油、化工、环境保护等领域中多相不互溶介质分离系统上的辅助设备。
背景技术
在石油开采、化工、环境保护、食品加工等领域，常涉及对不互溶多相流介质的分离。在众多分离设备中，分离效率是衡量分离设备性能的重要技术指标，直接影响着分离设备的环保性、经济性及更大范围的推广应用。影响分离设备分离效率的因素较多，以利用不互溶介质间的密度差进行离心分离的旋流分离器为例，其分离效率的高低受入口处理液（需要进行分离的多相不互溶介质）中分散相粒径大小的影响极大，即分散相粒径越大，其受到的迁移力越大，使分散相越容易被分离。
阀门作为旋流分离系统中不可或缺的辅助设备，起到调节旋流分离器入口流量的重要作用，但传统阀门（闸阀、蝶阀、球阀和柱塞阀等）在实际应用过程中由于其自身结构特点，容易使分散相破碎成粒径更小的颗粒或液滴，这将很大程度上增大对处理液的分离难度。具体原因为，当处理液进入上述类型阀门后（以连续相为水、分散相为油的油水两相处理液为例进行说明），液流与阀门内部挡板将发生硬性碰撞，在碰撞过程中，阀门内部将出现严重的流场紊乱，流场紊乱将使液流内部的剪切力增大，造成油滴的严重剪切破碎，使油滴破碎成为粒径更加细小的油滴，这样便增加了旋流分离的难度，一定程度上降低了旋流分离器的分离效率及增加自身的运行成本。上述由于传统阀门自身结构造成的液滴破碎现象同样常见于其它类型多相不互溶介质分离系统中。
发明内容
为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种降低液滴破碎的轴向内芯式阀门。所述的一种降低液滴破碎的轴向内芯式阀门采用轴向流线型内芯结构，在起到流量调节作用的同时，可以有效避免处理液与阀门内芯的硬性碰撞，保证处理液在经过阀门后，阀门出口处的分散相粒径分布与入口处的粒径分布一致，避免在使用传统类型阀门过程中出现的处理液与阀门内部挡板间的硬性碰撞及分散相剪切破碎，使处理液在流经阀门后，进入分离器前，处理液内的分散相依然保持着较大的粒径，有助于提高分离效率。该阀门既可应用于油田、化工生产，又可应用于市政环保等多相不互溶介质分离领域，具有可观的推广应用前景。
本发明的技术方案是：所述的一种降低液滴破碎的轴向内芯式阀门，包括阀门入口连接段3、阀体2以及阀门出口连接段1，其中：
在阀体2的内部设置阀芯201，阀芯201为流线形棒槌状结构，在阀芯201的外壁上沿周向均匀设置有三个固定筋202, 固定筋202与阀体2的内壁刚性连接，阀体2的内壁与流线型阀芯201的外壁之间形成环形腔室；调节手轮203固定于阀体2的外壁上，调节手轮203与阀体2同轴线布置且刚性连接；阀门入口连接段3的管状尾端与阀体2的圆管状液流入口端通过螺纹连接。
本发明具有如下有益效果：1. 由于阀门内芯采用流线型设计，使处理液在流经阀门时，避免处理液与阀门内部挡板的硬性碰撞造成的紊流。固定筋也采用流线型设计以进一步稳定阀门内部流场。2. 该阀门在起到流量调节作用的同时，避免阀门内部的分散相剪切破碎，保证分离系统入口处理液中分散相具有较大的粒径，有助于提高分离效率。
附图说明：
附图1是本发明沿着轴向的剖视图，附图2为图1中A-A截面剖视图，附图3为图1中B-B截面剖视图，附图4为图1中C-C截面剖视图，附图5为图1中D-D截面剖视图，附图6为阀芯立体图。
各图中序号表示的内容如下：
1-阀门出口连接段；2-阀体；3-阀门入口连接段；101为阀门出口连接法兰；102为阀门出口渐缩段；103、209为阀体出口连接法兰；104为阀门出口密封圈；201为阀芯；202为固定筋（共3个，沿着阀芯周向均匀布置）；203为调节手轮；204为阀体渐扩段；205为入口端法兰密封圈；206为位于阀体端的内螺纹；207、208为阀体入口连接法兰；2010为出口端法兰密封圈；301为位于阀门入口段的外螺纹；302为阀门入口连接法兰；303为阀门入口密封圈。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
本发明为了解决多相不互溶介质分离系统中使用的传统类型阀门造成的入口处理液中分散相破碎问题，有利于增大分离系统的分离效率。
本发明的具体方案如下: 一种降低液滴破碎的轴向内芯式阀门，包括阀门入口连接段3、阀体2以及阀门出口连接段1，其独特之处在于：
在阀体2的内部设置阀芯201，阀芯201为流线形棒槌状结构，在阀芯201的外壁上沿周向均匀设置有三个固定筋202, 固定筋202与阀体2的内壁刚性连接，阀体2的内壁与流线型阀芯201的外壁之间形成环形腔室；调节手轮203固定于阀体2的外壁上，调节手轮203与阀体2同轴线布置且刚性连接；阀门入口连接段3的管状尾端与阀体2的圆管状液流入口端通过螺纹连接。
具体应用时，处理液（以连续相为水、分散相为油的油水两相处理液为例进行说明）由阀门入口连接段3进入阀体2内部，并经由阀体2与阀芯201之间形成的环形腔室，最终由阀门出口连接段1流出。由于阀芯201采用流线型曲面结构设计，处理液流经阀芯201时，处理液与阀芯201正面相遇时为点相遇，而后处理液沿着阀芯201的流线型曲面外壁继续流动，并在阀芯201末端汇聚到一点，最终由阀门出口渐缩段102流出，整个流动过程中无处理液与阀芯201的硬性碰撞及由此造成的紊流，避免了阀门内部的油滴剪切破碎。在需要调节处理液流量时，通过旋转调节手轮203，手轮203将带动阀体2及其内部的阀芯201旋转，由于阀门入口段的外螺纹301及阀体端的内螺纹206间的相互配合，阀芯201在旋转的同时也将沿着阀门轴向移动，从而改变阀芯201与阀门出口渐缩段102之间的液流流通面积，达到流量调节的目的。
在阀门入口连接段3与阀体2之间及阀体2与阀门出口连接段1之间分别设置阀门入口密封圈303及阀门出口密封圈104对阀门进行密封；为了便于拆卸阀门入口连接段3及阀门出口连接段1，阀门入口连接段3与阀体2间使用阀体入口连接法兰207及208进行连接，阀体2与阀门出口连接段1使用阀体出口连接法兰103及209进行连接；阀门入口连接法兰302与阀门入口段3采用焊接，阀门出口连接法兰101与阀门出口段1采用焊接。
本发明所述的一种降低液滴破碎的轴向内芯式阀门能够使不互溶的两相或多相处理液经过该阀门时，在起到调节流量作用的同时，可有效避免处理液与阀门内芯的硬性碰撞，保证处理液在流经阀门后，阀门出口处的分散相粒径分布与入口处的粒径分布一致，避免了使用传统类型阀门过程中出现的处理液与内部挡板间硬性碰撞造成的紊流及由此产生的分散相剪切破碎，从而保证旋流分离或其它多相流分离系统的入口处理液中较大的分散相粒径，有助于提高分离效率。

Claims (2)

1.一种降低液滴破碎的轴向内芯式阀门，包括阀门入口连接段（3）、阀体（2）以及阀门出口连接段（1），其特征在于：
在阀体（2）的内部设置阀芯（201），阀芯（201）为流线形棒槌状结构，在阀芯（201）的外壁上沿周向均匀设置有三个固定筋（202）, 固定筋（202）与阀体（2）的内壁刚性连接，阀体（2）的内壁与流线型阀芯（201）的外壁之间形成环形腔室；调节手轮（203）固定于阀体（2）的外壁上，调节手轮（203）与阀体（2）同轴线布置且刚性连接；阀门入口连接段（3）的管状尾端与阀体（2）的圆管状液流入口端通过螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种降低液滴破碎的轴向内芯式阀门，其特征在于：固定筋（202）为流线形结构。
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