CN109731699B - 一种液液两相流体离心分离装置及方法 - Google Patents

一种液液两相流体离心分离装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液液两相流体离心分离装置及方法,采用离心分离技术,通过设置乳化液排出通道,单独分离出乳化液相,解决了传统离心分离机由于乳化液的存在,不能同时得到高品质重相和轻相液体的问题,所谓高品质是指一相液体中几乎不含有另一相液体;通过设置阻力调节机构在线调节重相出口阻力和乳化液出口阻力,解决了传统离心分离机当重相和轻相液体密度十分接近时,由于重相堰和轻相堰的高度尺寸相近而造成结构相互冲突的问题,以及当重相和轻相液体密度差或进液流量或进液比例等工况改变时,无法在线调节分离出的重相液体和轻相液体品质的问题。

Description

一种液液两相流体离心分离装置及方法
技术领域
本发明涉及液液两相流体分离技术领域,具体涉及一种从互不相溶的液液两相流体中同时分离出高品质重相液体和轻相液体的离心分离装置及方法。
背景技术
离心机是目前分离效果最好的多相混合物分离装置,广泛应用在石油、化工、轻工、食品、选矿、制药、环保等多种工业部门,其原理是利用互不相溶的液液两相流体的密度差,在高速旋转过程中,产生几百到几千倍重力加速度的离心力,液液两相在离心力作用下被沉降分离,密度大的重相向筒壁聚集,密度小的轻相向筒中心聚集,两种液体会逐渐分层而形成一个界面,从而实现分离。
传统的离心机,如中国专利申请号CN201611000394.6,美国专利US9731223等,其典型结构如附图1,包括进液通道和转轴101以及转筒102,转筒两端连接在转轴上同时转动,转轴内设有进液通道,转筒内设置有转筒纵向隔板107,纵向隔板末端与轻相堰103连接,轻相堰包裹着重相堰104。根据连通器原理,重相堰与轻相堰之间高度为R的液体和转鼓内高度为Rh+Rl的液体在离心场中压力相等,因此通过轻相堰103和重相堰104特定的高度尺寸配合,可以维持转筒内两相流体界面H/L高度的稳定,通过溢流实现重相与轻相的连续自动分离,轻相液体L越过轻相堰从轻相出口106流出,重相液体H 越过重相堰从重相出口105流出。
但是大量的实际应用表明,传统的离心机难以获得高品质的重相和轻相,即重相里总含有少量的轻相,轻相内也总包含少量的重相。经过实验研究发现,对于部分两相液体混合物,如各种油类和水,在生产过程中,由于抽油机和管道内的阀门、弯头等管件以及各种化学注入物的作用,往往会发生严重的乳化现象,虽然总体上仍为油水混合物,但其中却包含了大量的油包水和水包油乳化液,所谓油包水乳化液是指非常细小的水滴均匀散布于油中而形成的一种乳化液,它在物理性质上相当于一种均质的单相流体,其密度接近于油,比油略大;所谓水包油乳化液是指非常细小的油滴均匀散布于水中而形成的一种乳化液,其密度接近于水,比水略小。在传统离心分离机的作用下,油水混合物M发生分离和分层,从转筒中心沿半径方向离心力方向依次出现气相层g、油相层L、油包水乳化液层eb、水包油乳化液ea 和水相层H,由于没有专门设置针对油包水乳化液和水包油乳化液的分流排出机构,而只能在原地不断积累,直至油包水乳化液扩散到油体中,水包油乳化液扩散到水体中,导致分离出的油和水品质变差。现有的离心分离机虽然采取了许多措施来增强对乳化液的分离能力,但实际上每种分离机对细小液滴的分离能力都有一个极限,称为临界分离直径,直径低于该值的细小液滴就不能很好地被分离出来。因此由于乳化液的存在,现有的离心分离机不可能实现液液两相的完全分离,也就无法同时得到高品质的重相液体和轻相液体。
此外,当重相液体和轻相液体密度十分接近时,为了维持转筒内合适的两相流体界面高度,必须升高重相堰和降低轻相堰,造成重相和轻相堰的高度尺寸十分接近,而由于现有的离心分离机在结构上总是轻相堰包裹着重相堰,因此重相堰和轻相堰之间的重相排出通道将非常薄,轻相堰也将非常薄,结构上无法实现。再者当液液两相流体的密度差或进液流量或进液比例等工况改变时,两相流体界面高度会随之变化,提取出的重相液体或轻相液体的品质也会发生很大变化,此时有必要对堰进行调整,而现有的离心分离机必须停机拆开转筒,换上不同高度的备用堰,才能维持重相和轻相液体的品质,导致操作过程复杂,适应性差,不利于推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是克服现有技术存在的缺点,提供一种液液两相流体离心分离装置及方法,实现同时分离出高品质重相液体和轻相液体,所谓高品质是指一相液体中几乎不含有另一相液体;并且可以根据液液两相的密度差或进液流量或进液比例等工况的变化,在线调节分离出的重相液体和轻相液体品质,实现操作方便、降低运行成本、扩大应用范围。
本发明通过如下技术方案实现上述目的:
一种液液两相流体离心分离装置,包括转轴、转筒和壳体,所述转轴是空心轴,上端设有液液两相流体入口接管,内部底部设有吸入叶片,通过上端轴承安装在壳体内,所述转轴下端连接实心轴,实心轴伸出下端轴承后和电动机连接,转轴侧面上设有多个方孔,使得转轴和转筒连通;
所述转筒和转轴同轴,转筒通过其两端的端盖与转轴相连接,转筒内有加速叶轮、横向隔板和纵向隔板,横向隔板上设有扇形通道,使得加速叶轮所在区域和纵向隔板围成的区域连通,纵向隔板的末端设有堰,堰上从外向内设有重相通道、乳化液通道和轻相溢流堰,重相通道末端设有类似于照相机光圈的重相出口阻力调节机构,通过带有第二滚珠的重相品质调节杆和重相品质控制器连接,乳化液通道末端设有类似于照相机光圈的乳化液出口阻力调节机构,乳化液出口阻力调节机构通过带有第一滚珠的轻相品质调节杆和轻相品质控制器连接,轻相溢流堰末端设有挡液环;
所述壳体的上端盖设有通气孔与带有阀门的气体管线连接;所述壳体上设有重相排出涡壳及与重相排出涡壳侧面相切的重相出口接管、乳化液排出涡壳及与乳化液排出涡壳侧面相切的乳化液出口接管和轻相排出涡壳及与轻相排出涡壳侧面相切的轻相出口接管;所述重相排出涡壳包裹着重相出口阻力调节机构,与重相通道连通;所述乳化液排出涡壳包裹着乳化液出口阻力调节机构,与乳化液通道连通;所述轻相排出涡壳包裹着挡液环,与轻相溢流堰连通。
所述重相出口阻力调节机构包括第二定位底座、第二叶片、第二调节环、第二弹簧、第二齿轮柱、第二螺旋推杆、第二固定压盖和第二耐磨盘;其中第二定位底座上有多个圆柱形小孔,用于和第二叶片外端上的第二定位凸柱连接来定位第二叶片,每个第二叶片的另一侧中部设有安装在第二调节环上的第二导向槽内的第二导向凸柱;第二螺旋推杆穿过第二齿轮柱中心,一端连接第二弹簧,另一端和第二耐磨盘固定,第二耐磨盘通过带有第二滚珠的重相品质调节杆和重相品质控制器连接;第二齿轮柱上的齿与第二调节环的第二弧形凸起上的拨齿啮合;轴向移动重相品质调节杆,重相品质调节杆推动第二耐磨盘和第二螺旋推杆并压缩第二弹簧轴向移动,当反向移动重相品质调节杆时,第二弹簧伸长推动第二螺旋推杆反向移动;第二螺旋推杆通过螺旋面传动带动第二齿轮柱转动,通过齿轮传动带动第二调节环做定角度转动,并带动第二叶片上的第二导向凸柱沿着第二导向槽做往复运动,每个第二叶片均围绕外端上的第二定位凸柱同步转动,进而驱动多个第二叶片的内端与堰的侧面,共同围合成或大或小的可调的重相出口环形通道。
所述乳化液出口阻力调节机构包括第一定位底座、第一叶片、第一调节环、第一弹簧、第一齿轮柱、第一螺旋推杆、第一固定压盖和第一耐磨盘;其中第一定位底座上有多个圆柱形小孔,用于和第一叶片外端上的第一定位凸柱连接来定位第一叶片,每个第一叶片的另一侧中部设有安装在第一调节环上的第一导向槽内的第一导向凸柱;第一螺旋推杆穿过第一齿轮柱中心,一端连接第一弹簧,另一端和第一耐磨盘固定,第一耐磨盘通过带有第一滚珠的轻相品质调节杆和轻相品质控制器连接;第一齿轮柱上的齿与第一调节环的第一弧形凸起上的拨齿啮合;轴向移动轻相品质调节杆,轻相品质调节杆推动第一耐磨盘和第一螺旋推杆并压缩第一弹簧轴向移动,当反向移动轻相品质调节杆时,第一弹簧伸长推动第一螺旋推杆反向移动;第一螺旋推杆通过螺旋面传动带动第一齿轮柱转动,通过齿轮传动带动第一调节环做定角度转动,并带动第一叶片上的第一导向凸柱沿着第一导向槽做往复运动,每个第一叶片均围绕外端上的第一定位凸柱同步转动,进而驱动多个第一叶片的内端与堰的侧面,共同围合成或大或小的可调的重相出口环形通道。
所述的液液两相流体离心分离装置的离心分离方法,首先通过转速控制器启动电动机,驱动转筒逐渐达到设定转速,从入口接管进来的液液两相混合液,在吸入叶片的作用下通过转轴侧面上的方孔进入转筒内,由加速叶轮获得高速旋转的切向速度,在离心力的作用下,液液两相混合物发生分离和分层,从转筒中心沿半径方向即离心力方向依次出现气相、轻相液体、轻相包重相乳化液、重相包轻相乳化液和重相液体,其中气相通过壳体上端盖上的通气孔和气体管线连通,维持转筒内压力和相界面高度的稳定;轻相液体越过堰上的轻相溢流堰排入轻相排出涡壳内,然后沿切线通过轻相出口接管排出壳体,挡液环防止乳化液溅入轻相排出涡壳;轻相包重相乳化液及重相包轻相乳化液从堰上的乳化液通道,通过乳化液出口阻力调节机构排入乳化液排出涡壳壳内,然后沿切线通过乳化液出口接管排出壳体;而重相层则从堰上的重相通道,通过重相出口阻力调节机构进入重相排出涡壳内,然后沿切线通过重相出口接管排出壳体;在分离过程中,当所需要的重相和轻相品质或液液两相的密度差或进液流量或进液比例工况改变时,通过重相品质控制器或轻相品质控制器分别轴向移动重相品质调节杆或轻相品质调节杆改变重相或乳化液的出口阻力以及改变电动机的转速,以保证转筒内正常的重相液体与乳化液相界面和乳化液与轻相液体相界面以及分离出的重相液体品质和轻相液体品质。
获得的重相液体的品质和流量通过重相品质控制器轴向移动重相品质调节杆,或改变电动机转速,或改变堰上的重相通道的流通面积,或改变乳化液通道的高度进行综合调节;获得的轻相液体的品质和流量通过轻相品质控制器轴向移动轻相品质调节杆,或改变电动机转速,或改变轻相溢流堰高度,或改变堰上的乳化液通道的流通面积,或乳化液通道的高度进行综合调节。
由上述本发明提供的技术方案可以看出,通过在堰上设置专门的乳化液排出通道和在壳体上设置乳化液排出涡壳及出口接管,解决了传统离心分离机乳化液的排出问题,改善了分离出的重相和轻相液体品质。分离出的乳化液相,可以作为中间产品直接排出利用,也可以添加破乳剂后再次进入本装置进行分离,与直接添加破乳剂相比,能够大大减少破乳剂的使用量,还可以使用电脱法等进行二次分离,与直接使用电脱法等相比,能够大大减少设备体积和能耗;通过设置重相出口阻力调节盘和乳化液出口阻力调节盘,解决了传统离心分离机当重相和轻相液体密度十分接近时,重相堰和轻相堰的高度尺寸相互冲突的问题,实现了液液两相的密度差或进液流量或进液比例改变时,不必停机拆开转筒和更换堰,就可以方便地在线调节分离出的重相和轻相液体品质。这种液液两相流体离心分离装置和方法具有结构简单、操作方便、应用范围广等优点。
附图说明
为了更好地说明本发明实施例的技术方案,下面对实施例描述中所需使用的附图做一简要的介绍,显然它们仅仅是本发明的实施例,而不是对本发明的限制。
图1为传统离心机基本原理图;
图2为本发明实施例的整体纵向剖面图;
图3为附图2中E部放大示意图;
图4为附图2中F部放大示意图;
图5为附图2中A—A向的剖面视图;
图6为附图2中B—B向的剖面视图;
图7为附图6中G部放大示意图;
图8为附图2中C—C向的剖面视图;
图9为附图2中D—D向的剖面视图。
图1至附图9中:1.转轴,10.入口接管,11.方孔,12.实心轴, 13.电动机,14.转速控制器,2.转筒,20.转筒下端盖,21.吸入叶片, 22.加速叶轮,23.扇形通道,24.横向隔板,25.纵向隔板,26.堰,26a. 重相通道,26b.乳化液通道,26c.轻相溢流堰,27.挡液环,28.第一定位底座,3.壳体,30.壳体上端盖,31.上端轴承,32.轻相排出涡壳, 33.轻相出口接管,34.乳化液排出涡壳,35.乳化液出口接管,36.重相排出涡壳,37.重相出口接管,38.壳体下端盖,39.下端轴承,40.轻相品质控制器,41.轻相品质调节杆,42.第一滚珠,43.第一耐磨盘,44a. 第一螺旋推杆,44b.第一支撑杆,45.第一固定压盖,46.第一齿轮柱,47.第一弹簧,48.第一调节环,48a.第一弧形凸起,48b.第一导向槽, 49.第一叶片,49a.第一导向凸柱,49b.第一定位凸柱,50.重相品质控制器,51.重相品质调节杆,52.第二滚珠,53.第二耐磨盘,54a.第二螺旋推杆,54b.第二支撑杆,55.第二固定压盖,56.第二齿轮柱, 57.第二弹簧,58.第二定位底座,59.第二调节环,59a.第二弧形凸起,59b.第二导向槽,60.第二叶片,60a.第二导向凸柱,60b.第二定位凸柱,61.重相出口环形通道,62.乳化液出口环形通道,63.轻相出口通道,70.通气孔,71.气体管线,101.进液通道和转轴,102.转筒, 103.轻相堰,104.重相堰,105.重相出口,106.轻相出口,107.转筒纵向隔板,g.气相,H.重相液体,H/e.重相液体与乳化液相界面,ea. 重相包轻相乳化液,eb.轻相包重相乳化液,e/L.乳化液与轻相液体相界面,L.轻相液体,M.液液两相混合液。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图,对本发明进行详细的说明,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
如图2、3、4、5、9所示,一种液液两相流体离心分离装置,包括转轴1、转筒2和壳体3,所述转轴1是空心轴,上端设有液液两相流体入口接管10,内部底部设有吸入叶片21,通过上端轴承31 安装在壳体3内,所述转轴1下端连接实心轴12,实心轴12伸出下端轴承39后和电动机13连接,转轴1侧面上设有多个方孔11,使得转轴1和转筒2连通;
所述转筒2和转轴1同轴,转筒2通过其两端的端盖与转轴1相连接,转筒2内有、横向隔板24和纵向隔板25,上设有扇形通道23,使得加速叶轮22所在区域和纵向隔板25围成的区域连通,纵向隔板 25的末端设有堰26,堰26上从外向内依次设有重相通道26a、乳化液通道26b和轻相溢流堰26c,重相通道26a末端设有重相出口阻力调节机构,重相出口阻力调节机构通过带有第二滚珠52的重相品质调节杆51和重相品质控制器50连接,乳化液通道26b末端设有乳化液出口阻力调节机构,乳化液出口阻力调节机构通过带有第一滚珠 42的轻相品质调节杆41和轻相品质控制器40连接,轻相溢流堰26c 末端设有挡液环27;
所述壳体3的上端盖30上设有通气孔70与带有阀门的气体管线 71连接;所述壳体3上设有重相排出涡壳36及与重相排出涡壳侧面相切的重相出口接管37、乳化液排出涡壳34及与乳化液排出涡壳侧面相切的乳化液出口接管35和轻相排出涡壳32及与轻相排出涡壳侧面相切的轻相出口接管33;所述重相排出涡壳36包裹着重相出口阻力调节机构,与重相通道26a连通;所述乳化液排出涡壳34包裹着乳化液出口阻力调节机构,与乳化液通道26b连通;所述轻相排出涡壳32包裹着挡液环27,与轻相溢流堰26c连通。
如图4、6、7所示,类似于照相机光圈的重相出口阻力调节机构,包括第二定位底座58、第二叶片60、第二调节环59、第二弹簧57、第二齿轮柱56、第二螺旋推杆54a、第二固定压盖55和第二耐磨盘 53;其中第二定位底座58上有多个圆柱形小孔,用于和第二叶片60 外端上的第二定位凸柱60b连接来定位第二叶片60,每个第二叶片60的另一侧中部设有安装在第二调节环59上的第二导向槽59b内的第二导向凸柱60a;第二螺旋推杆54a穿过第二齿轮柱56中心,一端连接第二弹簧57,另一端和第二耐磨盘53固定,第二耐磨盘53通过带有第二滚珠52的重相品质调节杆51和重相品质控制器50连接;第二齿轮柱56上的齿与第二调节环59的第二弧形凸起59a上的拨齿啮合;轴向移动重相品质调节杆51,重相品质调节杆51推动第二耐磨盘53和第二螺旋推杆54a并压缩第二弹簧57轴向移动,当反向移动重相品质调节杆51时,第二弹簧57伸长推动第二螺旋推杆54a反向移动;第二螺旋推杆54a通过螺旋面传动带动第二齿轮柱56转动,通过齿轮传动带动第二调节环59做定角度转动,并带动第二叶片60 上的第二导向凸柱60a沿着第二导向槽59b做往复运动,每个第二叶片60均围绕外端上的第二定位凸柱60b同步转动,进而驱动多个第二叶片60的内端与堰26的侧面,共同围合成或大或小的可调重相出口环形通道61。
如图3、6、7、8所示,类似于照相机光圈的乳化液出口阻力调节机构,包括第一定位底座28、第一叶片49、第一调节环48、第一弹簧47、第一齿轮柱46、第一螺旋推杆44a、第一固定压盖45和第一耐磨盘43;其中第一定位底座上28有多个圆柱形小孔,用于和第一叶片49外端上的第一定位凸柱49b连接来定位第一叶片49,每个第一叶片49的另一侧中部设有安装在第一调节环48上的第一导向槽 48b内的第一导向凸柱49a;第一螺旋推杆44a穿过第一齿轮柱46中心,一端连接第一弹簧47,另一端和第一耐磨盘43固定,第一耐磨盘43通过带有第一滚珠42的轻相品质调节杆41和轻相品质控制器 40连接;第一齿轮柱46上的齿与第一调节环48的第一弧形凸起48a 上的拨齿啮合;轴向移动轻相品质调节杆41,轻相品质调节杆41推动第一耐磨盘43和第一螺旋推杆44a并压缩第一弹簧47轴向移动,当反向移动轻相品质调节杆41时,第一弹簧47伸长推动第一螺旋推杆44a反向移动;第一螺旋推杆44a通过螺旋面传动带动第一齿轮柱 46转动,通过齿轮传动带动第一调节环48做定角度转动,并带动第一叶片49上的第一导向凸柱49a沿着第一导向槽48b做往复运动,每个第一叶片49均围绕外端上的第一定位凸柱49b同步转动,进而驱动多个第一叶片49的内端与堰26的侧面,共同围合成或大或小的可调乳化液出口环形通道62。
所述的一种液液两相流体离心分离装置的离心分离方法:首先通过转速控制器14启动电动机13,驱动转筒2逐渐达到设定转速,从入口接管10进来的液液两相混合液M,在吸入叶片21的作用下通过转轴1侧面上的方孔11进入转筒2内,由加速叶轮22获得高速旋转的切向速度,在离心力的作用下,液液两相混合物发生分离和分层,从转筒中心沿半径方向即离心力方向依次出现气相g、轻相液体L、轻相包重相乳化液eb、重相包轻相乳化液ea和重相液体H,其中气相g通过壳体上端盖30上的通气孔70和气体管线71连通,维持转筒2内压力和相界面高度的稳定;轻相液体L越过堰26上的轻相溢流堰26c排入轻相排出涡壳32内,然后沿切线通过轻相出口接管33 排出壳体3,挡液环27防止乳化液溅入轻相涡壳32;轻相包重相乳化液eb及重相包轻相乳化液ea从堰26上的乳化液通道26b,通过乳化液出口阻力调节机构排入乳化液排出涡壳34内,然后沿切线通过乳化液出口接管35排出壳体3;而重相层H则从堰26上的重相通道 26a,通过重相出口阻力调节机构进入重相排出涡壳36内,然后沿切线通过重相出口接管37排出壳体3;在分离过程中,当所需要的重相和轻相品质或液液两相的密度差或进液流量或进液比例工况改变时,通过重相品质控制器50或轻相品质控制器40分别轴向移动重相品质调节杆51或轻相品质调节杆41改变重相或乳化液的出口阻力以及改变电动机13的转速,以保证转筒内正常的重相液体与乳化液相界面H/e和乳化液与轻相液体相界面e/L以及分离出的重相液体品质和轻相液体品质。
如附图2、3、4所示,获得的重相液体的品质和流量通过重相品质控制器50轴向移动重相品质调节杆51,或改变电动机13转速,或改变堰上的重相通道26a的流通面积,或改变乳化液通道26b的高度进行综合调节;获得的轻相液体的品质和流量通过轻相品质控制器 40轴向移动轻相品质调节杆41,或改变电动机13转速,或改变轻相溢流堰26c高度,或改变堰上的乳化液通道26b的流通面积,或乳化液通道26b的高度进行综合调节。
以上所述,仅为本发明的一个具体实施方式,根据实际需要,还可以设置更多个乳化液通道以得到不同品质的乳化液,任何本技术领域内的技术人员可以在本发明披露的思路范围内想到其它变换和替代,但都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种液液两相流体离心分离装置,其特征在于:包括转轴(1)、转筒(2)和壳体(3),所述转轴(1)是空心轴,上端设有液液两相流体入口接管(10),内部底部设有吸入叶片(21),通过上端轴承(31)安装在壳体(3)内,所述转轴(1)下端连接实心轴(12),实心轴(12)伸出下端轴承(39)后和电动机(13)连接,转轴(1)侧面上设有多个方孔(11),使得转轴(1)和转筒(2)连通;
所述转筒(2)和转轴(1)同轴,转筒(2)通过其两端的端盖与转轴(1)相连接,转筒(2)内有加速叶轮(22)、横向隔板(24)和纵向隔板(25),横向隔板(24)上设有扇形通道(23),使得加速叶轮(22)所在区域和纵向隔板(25)围成的区域连通,纵向隔板(25)的末端设有堰(26),堰(26)上从外向内依次设有重相通道(26a)、乳化液通道(26b)和轻相溢流堰(26c),重相通道(26a)末端设有重相出口阻力调节机构,重相出口阻力调节机构通过带有第二滚珠(52)的重相品质调节杆(51)和重相品质控制器(50)连接,乳化液通道(26b)末端设有乳化液出口阻力调节机构,乳化液出口阻力调节机构通过带有第一滚珠(42)的轻相品质调节杆(41)和轻相品质控制器(40)连接,轻相溢流堰(26c)末端设有挡液环(27);
所述壳体(3)的上端盖(30)上设有通气孔(70)与带有阀门的气体管线(71)连接;所述壳体(3)上设有重相排出涡壳(36)及与重相排出涡壳侧面相切的重相出口接管(37)、乳化液排出涡壳(34)及与乳化液排出涡壳侧面相切的乳化液出口接管(35)和轻相排出涡壳(32)及与轻相排出涡壳侧面相切的轻相出口接管(33);所述重相排出涡壳(36)包裹着重相出口阻力调节机构,与重相通道(26a)连通;所述乳化液排出涡壳(34)包裹着乳化液出口阻力调节机构,与乳化液通道(26b)连通;所述轻相排出涡壳(32)包裹着挡液环(27),与轻相溢流堰(26c)连通。
2.根据权利要求1所述的一种液液两相流体离心分离装置,其特征在于:重相出口阻力调节机构包括第二定位底座(58)、第二叶片(60)、第二调节环(59)、第二弹簧(57)、第二齿轮柱(56)、第二螺旋推杆(54a)、第二固定压盖(55)和第二耐磨盘(53);其中第二定位底座上(58)有多个圆柱形小孔,用于和第二叶片(60)外端上的第二定位凸柱(60b)连接来定位第二叶片(60),每个第二叶片(60)的另一侧中部设有安装在第二调节环(59)上的第二导向槽(59b)内的第二导向凸柱(60a);第二螺旋推杆(54a)穿过第二齿轮柱(56)中心,一端连接第二弹簧(57),另一端和第二耐磨盘(53)固定,第二耐磨盘(53)通过带有第二滚珠(52)的重相品质调节杆(51)和重相品质控制器(50)连接;第二齿轮柱(56)上的齿与第二调节环(59)的第二弧形凸起(59a)上的拨齿啮合;轴向移动重相品质调节杆(51),重相品质调节杆(51)推动第二耐磨盘(53)和第二螺旋推杆(54a)并压缩第二弹簧(57)轴向移动,当反向移动重相品质调节杆(51)时,第二弹簧(57)伸长推动第二螺旋推杆(54a)反向移动;第二螺旋推杆(54a)通过螺旋面传动带动第二齿轮柱(56)转动,通过齿轮传动带动第二调节环(59)做定角度转动,并带动第二叶片(60)上的第二导向凸柱(60a)沿着第二导向槽(59b)做往复运动,每个第二叶片(60)均围绕外端上的第二定位凸柱(60b)同步转动,进而驱动多个第二叶片(60)的内端与堰(26)的侧面,共同围合成或大或小的可调的重相出口环形通道(61)。
3.根据权利要求1所述的一种液液两相流体离心分离装置,其特征在于:乳化液出口阻力调节机构包括第一定位底座(28)、第一叶片(49)、第一调节环(48)、第一弹簧(47)、第一齿轮柱(46)、第一螺旋推杆(44a)、第一固定压盖(45)和第一耐磨盘(43);其中第一定位底座上(28)有多个圆柱形小孔,用于和第一叶片(49)外端上的第一定位凸柱(49b)连接来定位第一叶片(49),每个第一叶片(49)的另一侧中部设有安装在第一调节环(48)上的第一导向槽(48b)内的第一导向凸柱(49a);第一螺旋推杆(44a)穿过第一齿轮柱(46)中心,一端连接第一弹簧(47),另一端和第一耐磨盘(43)固定,第一耐磨盘(43)通过带有第一滚珠(42)的轻相品质调节杆(41)和轻相品质控制器(40)连接;第一齿轮柱(46)上的齿与第一调节环(48)的第一弧形凸起(48a)上的拨齿啮合;轴向移动轻相品质调节杆(41),轻相品质调节杆(41)推动第一耐磨盘(43)和第一螺旋推杆(44a)并压缩第一弹簧(47)轴向移动,当反向移动轻相品质调节杆(41)时,第一弹簧(47)伸长推动第一螺旋推杆(44a)反向移动;第一螺旋推杆(44a)通过螺旋面传动带动第一齿轮柱(46)转动,通过齿轮传动带动第一调节环(48)做定角度转动,并带动第一叶片(49)上的第一导向凸柱(49a)沿着第一导向槽(48b)做往复运动,每个第一叶片(49)均围绕外端上的第一定位凸柱(49b)同步转动,进而驱动多个第一叶片(49)的内端与堰(26)的侧面,共同围合成或大或小的可调的乳化液出口环形通道(62)。
4.权利要求1至3任一项所述的一种液液两相流体离心分离装置的离心分离方法,其特征在于:首先通过转速控制器(14)启动电动机(13),驱动转筒(2)逐渐达到设定转速,从入口接管(10)进来的液液两相混合液(M),在吸入叶片(21)的作用下通过转轴(1)侧面上的方孔(11)进入转筒(2)内,由加速叶轮(22)获得高速旋转的切向速度,在离心力的作用下,液液两相混合物发生分离和分层,从转筒中心沿半径方向即离心力方向依次出现气相(g)、轻相液体(L)、轻相包重相乳化液(eb)、重相包轻相乳化液(ea)和重相液体(H),其中气相(g)通过壳体上端盖(30)上的通气孔(70)和气体管线(71)连通,维持转筒(2)内压力和相界面高度的稳定;轻相液体(L)越过堰(26)上的轻相溢流堰(26c)排入轻相排出涡壳(32)内,然后沿切线通过轻相出口接管(33)排出壳体(3),挡液环(27)防止乳化液溅入轻相排出涡壳(32);轻相包重相乳化液(eb)及重相包轻相乳化液(ea)从堰(26)上的乳化液通道(26b),通过乳化液出口阻力调节机构排入乳化液排出涡壳(34)内,然后沿切线通过乳化液出口接管(35)排出壳体(3);而重相层(H)则从堰(26)上的重相通道(26a),通过重相出口阻力调节机构进入重相排出涡壳(36)内,然后沿切线通过重相出口接管(37)排出壳体(3);在分离过程中,当所需要的重相和轻相品质或液液两相的密度差或进液流量或进液比例工况改变时,通过重相品质控制器(50)或轻相品质控制器(40)分别轴向移动重相品质调节杆(51)或轻相品质调节杆(41)改变重相或乳化液的出口阻力以及改变电动机(13)的转速,以保证转筒内正常的重相液体与乳化液相界面(H/e)和乳化液与轻相液体相界面(e/L)以及分离出的重相液体品质和轻相液体品质。
5.根据权利要求4所述的离心分离方法,其特征在于:获得的重相液体的品质和流量通过重相品质控制器(50)轴向移动重相品质调节杆(51),或改变电动机(13)转速,或改变堰上的重相通道(26a)的流通面积,或改变乳化液通道(26b)的高度进行综合调节;获得的轻相液体的品质和流量通过轻相品质控制器(40)轴向移动轻相品质调节杆(41),或改变电动机(13)转速,或改变轻相溢流堰(26c)高度,或改变堰上的乳化液通道(26b)的流通面积,或乳化液通道(26b)的高度进行综合调节。
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