CN110127797B - 一种旋流气浮设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气浮固液分离设备领域，公开了一种旋流气浮设备。旋流气浮设备包括旋流气浮器和微气泡溶气水发生装置。旋流气浮器包括螺旋刮渣装置，其用于收集螺旋刮渣装置刮集的浮渣。微气泡溶气水发生装置包括旋流分离装置，其包括竖立设置在溶气罐内的至少一个旋流分离管组件，每个旋流分离管组件的侧壁上开设有从相应侧壁切入、且与相应旋流分离管组件内部相通的切向入口二。本发明通过设置返渣去除装置和微气泡溶气水发生装置，使得浮渣块借助微气泡溶气水溶解，因溶解而形成的浮渣因上升而重新聚集到液面，实现浮渣收集，因而提高了对浮渣块的收集效果。

Description

一种旋流气浮设备

技术领域

本发明涉及气浮固液分离设备领域，尤其涉及一种旋流气浮设备。

背景技术

随着石油工业的不断发展，我国目前所开采的油田绝大部分已进入高含水期，油田采出液含水率有时高达90％以上，通常采用气浮装置对抽出液中的轻质悬浮物进行固液分离。

传统的气浮装置存在收油收渣难、同时排渣过程中易出现因气泡粘附体而破坏引起出水水质下降的技术问题，以及采用水力推流或水力溢流时，排出的油渣中存在含水率高的问题，并且在气浮设备配套的溶气水发生技术中，现有的射流式溶气水发生技术制备的溶气水中的气泡粒径粗大、不均匀，导致溶气水在释放过程中的扰动较大，及传统溶气罐内部积污，影响液位开关动作灵敏性。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明提供一种旋流气设备，其能有效解决浮渣中的浮渣块的收集不易的技术问题。

本发明采用以下技术方案实现：

一种旋流气浮设备，其包括旋流气浮器，其还包括用于产生微气泡溶气水的微气泡溶气水发生装置；

所述旋流气浮器包括：

罐体；

螺旋刮渣装置，其用于刮集悬浮在所述罐体内的液面上的浮渣；

收油筒，其用于收集所述螺旋刮渣装置刮集的浮渣；

返渣去除装置，其位于液面下，用于落在所述收油筒外的浮渣块进行返渣去除；所述返渣去除装置包括导流筒以及溶气水释放器，所述导流筒位于收油筒的下方收集所述浮渣块，所述溶气水释放器对所述导流筒内释放所述微气泡溶气水，以对所述浮渣块进行溶解以使因溶解而形成的浮渣因上升而重新聚集到所述液面；

所述微气泡溶气水发生装置包括：

竖立设置的圆柱型溶气罐，所述溶气罐靠近底部的侧壁上开设有从相应侧壁切入、且与所述溶气罐内部相通的切向入口一，所述切向入口一供一个气液混合液输入；以及

旋流分离装置，其包括竖立设置在所述溶气罐内的至少一个旋流分离管组件，每个旋流分离管组件的侧壁上开设有从相应侧壁切入、且与相应旋流分离管组件内部相通的切向入口二；

其中，所述气液混合液的水压满足：

(1)使所述气液混合液能通过所述切向入口一而沿所述溶气罐的侧壁螺旋上升形成旋流体一，所述旋流体一具有螺旋形涡流区和位于所述涡流区中心的涡眼区，多个所述旋流分离管组件竖立于所述涡流区；

(2)使所述旋流体一上升至所述切向入口二后，部分所述气液混合液经由所述切向入口二进入所述旋流分离管组件内，通过所述旋流分离管组件螺旋式下降形成所述微气泡溶气水后排出至所述旋流气浮器。

进一步地，所述旋流分离管组件沿竖立方向从上到下依次包括：

管道一，其一端为与所述溶气罐外相通的排出端一；

管道二，其一端与所述管道一的另一端相通，且直径大于所述管道一的直径，所述切向入口二开设于所述管道二的侧壁上；

管道三，其一端与所述管道二的另一端相通且等径，其另一端呈变径状；以及

管道四，其一端与所述管道三的另一端相通且等径，其另一端为与所述溶气罐外相通的排出端二。

进一步地，所述管道三包括：

变径段一，所述变径段一与管道二远离管道一的一端连接；以及

变径段二，所述变径段二与所述变径段一远离管道二的一端连接；

其中，所述变径段一与变径段二均向中心收拢倾斜，且所述变径段一的倾斜度大于变径段二的倾斜度。

进一步地，所述切向入口一垂直于所述溶气罐的相应侧壁水平切入或者向上倾斜于所述溶气罐的相应侧壁倾斜切入；

和/或；

所述切向入口二垂直于所述管道二的相应侧壁水平切入或者向下倾斜于所述管道二的相应侧壁倾斜切入。

进一步地，所述罐体包括外筒和套置在所述外筒内的内筒；所述内筒与所述外筒之间形成混合区；所述混合区内输入有沿所述内筒侧壁螺旋式上升的旋流体二；

所述螺旋刮渣装置包括刮板，所述刮板的一端为浮渣推集端，且转动悬挂于所述内筒顶部以使所述刮板能相对所述内筒旋转；所述刮板的相对另一端为浮渣刮集端且延伸至所述内筒的内壁处，所述刮板面向所述内筒内的一侧伸入在所述内筒内的液面下，所述刮板背向所述内筒内的相对另一侧裸露在所述内筒顶部外，所述浮渣刮集端面向所述内筒内的一侧设置有缺口，所述旋流体二通过所述缺口涌入所述内筒内并在所述内筒内形成所述液面；所述浮渣推集端面向所述内筒底部的一侧为由所述浮渣推集端的顶部方向向底部方向倾斜的弧形坡面；

所述收油筒的一端开口且端面设置与所述弧形坡面相贴合的溢流堰，且相对另一端也开口用于将收集的浮渣排出所述螺旋旋流气浮器外；

其中，定义所述浮渣刮集端面向所述内筒内壁的一侧为所述刮板的外侧，则所述刮板的内侧为所述浮渣刮集端面的相对另一侧；通过所述浮渣推集端的旋转，带动所述浮渣刮集端呈旋转式动态刮集位于所述液面上且靠近所述内筒内壁处的浮渣，且使所述浮渣刮集端刮集得到的浮渣沿所述刮板的内侧移动并堆集至所述浮渣推集端，所述浮渣推集端通过所述弧形坡面将堆集在所述浮渣推集端上的浮渣沿所述溢流堰推入所述收油筒内。

更进一步地，所述刮板呈螺旋渐开线式延伸至所述内筒的内壁处，或呈直线式延伸至所述内筒的内壁处，或呈弧线式延伸至所述内筒的内壁处。

更进一步地，所述外筒靠近底部的侧壁上分别开设有从相应侧壁切入、且均与所述外区相通的切向入口三和切向入口四，所述切向入口三供一个气液混合液输入，所述切向入口四供一个原水输入；所述切向入口三位于所述切向入口四输入方向的下方，且所述气液混合液的流速大于所述原水的流速，且流速差能使所述气液混合液与所述原水差速混合后，形成沿所述内筒侧壁螺旋式上升的旋流体二。

更进一步地，通过等比例加大所述气液混合液和所述原水的水压，使从所述缺口涌入所述内筒内的旋流体二在所述液面上继续旋流，且旋流方向与所述刮板的旋转方向相反。

进一步地，所述浮渣刮集端上设置与所述内筒内壁接触的柔性刮片二。

进一步地，所述溶气水释放器位于所述导流筒内且呈环形管状，并管壁开设有供所述微气泡溶气水输出的多个通孔。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过设置返渣去除装置和微气泡溶气水发生装置，使得浮渣块借助微气泡溶气水溶解，因溶解而形成的浮渣因上升而重新聚集到液面，实现浮渣收集，因而提高了对浮渣块的收集效果。而且后续因推集堆集在浮渣推集端上的浮渣，而引起的浮渣块，也起到了良好的重新收集效果。

2.本发明的螺旋刮渣装置，刮板在驱动机的驱动下与旋流气浮的旋流水流相反方向运动或不运动，同时在柔性刮片一和柔性刮片二的推流作用，可将汇集到收油筒周围后积聚起来的浮油渣及时推入收油筒内，从而使油渣从水中快速分离出去，达到排油含水率低的效果。

3.本发明螺旋刮渣装置内的柔性刮片二，其能够将粘附于内筒筒壁上的浮渣(不能自流或溢流的油渣)都能通过螺旋刮板撇除，实现及时排渣、不积累。

4.本发明的驱动机驱动刮板的旋转速度低，对浮渣的扰动小，降低浮渣破碎几率，同时通过返渣去除装置，在收渣时可能破碎的返混向下跌入水中的油渣重新托举上浮出水面，并被柔性刮片一推入收油筒内，有效解决了排渣过程易破坏气泡粘附体引起出水水质下降的问题。

5.本发明的刮板适合不同规模的气浮器，应用于改造现有气浮器，可在受限空间内调整安装，实用性高。

6.本发明采用切向进水和旋流分离管组件形成速度梯度极大的旋流对气泡进行二次切割碎化，达到比传统溶气罐更高的溶气效率和更大的携气量，制备出的溶气水中除已溶解的气体，还携带有大量切割碎化的微细气泡，形成了超饱和溶气水。

7.本发明采用旋流溶气罐旋流筛选分离技术，在旋流过程中，气水混合液的大气泡会被剪切成微细气泡，从而加大了溶气水微细气泡的携带量。

8.本发明旋流溶气罐整体的旋流结构设计，在旋流卷扫作用下，罐内壁可有效防止粘附污物，即使在停机时粘附的污物也可在开机时的旋流卷扫作用下清除，同时密度比水小的污物(如油类)，将被从溶气水中分离后随大气泡排放。

本发明的旋流气浮设备适合于各种气浮分离的场合，特别是含油污水分离场合，尤其是海上FPSO、平台的含油采出水去除油类的分离。

附图说明

图1为本发明实施例提供的旋流气浮设备的微气泡溶气水发生装置与旋流气浮器之间的功能模块图。

图2为本发明实施例提供的旋流气浮设备的微气泡溶气水发生装置的总装图；

图3为图2中的溶气罐的总装图；

图4为图3中的溶气罐的局部拆分图；

图5为图3中的溶气罐的剖面图；

图6为图5中的旋流分离装置的局部拆分图；

图7为图6中的旋流分离管组件的剖面图；

图8为图2中的射流混合器的立体拆分图；

图9为本发明实施例提供的旋流气浮设备的旋流气浮器的总装图；

图10为图9中的罐体去除外筒之后的其中一个视角的立体结构示意图；

图11为图10中的内筒的内部装配图；

图12为图9中的各部件的拆分图；

图13为图12中的收油筒的立体图；

图14为图12中的刮板和柔性刮片一组合状态的立体图；

图15为图14中的刮板的俯视结构图；

图16为图15中的刮板的另一种俯视结构图；

图17为图15中的刮板的又一种俯视结构图。

主要符号说明：

11-溶气罐；111-切向入口一；112-通气孔一；113-通气孔二；114-安全排放口；115-清污口；116-排污口；12-上封头；121-排废口；13-下封头；131-输出口；20-旋流分离装置；21-孔板一；22-孔板二；23-旋流分离管组件；231-管道一；232-管道二；2321-切向入口二；233-管道三；234-管道四；24-稳流板；30-射流混合器；31-导流管；32-加速管；321-喷嘴；33-喉管；34-扩散管；35-引流管；36-吸气管；40-支撑腿；50-罐体；51-外筒；511-切向入口三；512-切向入口四；52-内筒；60-收油筒；61-排渣堰；62-支架一；70-螺旋刮渣装置；71-驱动机；72-刮板；721-分片板；722-加强筋板；723-支架二；73-柔性刮片一；80-返渣去除装置；81-溶气水释放器；82-导流筒；90-集水管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的旋流气浮设备的微气泡溶气水发生装置与旋流气浮器之间的功能模块图。旋流气浮设备包括旋流气浮器和微气泡溶气水发生装置。微气泡溶气水发生系统用于产生微气泡溶气水，本案的微气泡溶气水是指水中气泡以微米级和纳米级的单位混合存在，在气泡以大于50微米直径存在时，是我们平常可以用肉眼观察到的。当水中这种气泡大量存在的情况下，由于光的折射作用我们可以观察到纯净水溶液呈乳白色，俗称牛奶水。旋流气浮器用于收集气液混合液的浮渣，在收集浮渣时，可通过对浮渣中的浮渣块，采用微气泡溶气水进行溶解，从而实现对由浮渣块溶解的浮渣进行再度收集。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的旋流气浮设备的微气泡溶气水发生装置的总装图。微气泡溶气水发生装置包括溶气罐11和旋流分离装置20。微气泡溶气水发生系统用于产生微气泡溶气水，本案的微气泡溶气水是指水中气泡以微米级和纳米级的单位混合存在，在气泡以大于50微米直径存在时，是我们平常可以用肉眼观察到的。当水中这种气泡大量存在的情况下，由于光的折射作用我们可以观察到纯净水溶液呈乳白色，俗称牛奶水。

请参阅图3，图3为图2中的溶气罐的总装图。溶气罐11包括上封头12和下封头13。

溶气罐11是整体呈圆柱型且内部中空的筒体。本实施例中的溶气罐11为立式结构。溶气罐11靠近底部的侧壁上开设有从相应侧壁切入、且与溶气罐11内部相通的切向入口一111，切向入口一111供气液混合液输入，本实施例中的气液混合液输入可以通过射流混合器或者气液混合泵来实现，使得由切向入口一111引入溶气罐11内的溶气水在溶气罐11的侧壁螺旋上升形成旋流体一

本实施例中的旋流体一内具有螺旋形涡流区和位于涡流区中心的涡眼区。多余的气体(直径较大的大气泡)经由通气孔二113从旋流体一中溢出后进入溶气罐11内中间的气相空间(溶气罐11内的气体所占区域定义为气相空间)。切向入口一111垂直于溶气罐11的相应侧壁水平切入或者向上倾斜于溶气罐11的相应侧壁倾斜切入，工作人员可以根据产品加工需要进行选择。

请参阅图8，图8为图2中的射流混合器的立体拆分图。当本实施例中采用射流混合器作为气液混合液的输入装置时，将射流混合器的输出端连接在切向入口一111上。并且该射流混合器是设置于溶气罐11的外侧，可解决传统射流混合器置于溶气罐11内部时，不方便对射流混合器的结垢污堵部位进行清洗的问题。射流混合器的作用是可以将气液混合液注入到溶气罐10内。

射流混合器主要包括导流管31、加速管32、喉管33、扩散管34、引流管35和吸气管36。导流管31、加速管32、喉管33、扩散管34和引流管35之间依次衔接。加速管32朝向喉管33的一端设置有喷嘴321，喷嘴321伸入喉管33内。喷嘴321与喉管33内壁之间形成进气腔。吸气管36的出气端与进气腔相连通；且吸气管36的进气端与溶气罐10上的通气孔二113相连通。进气腔内的气体从喷嘴上的气孔进入并与高压水流混合。导流管的进水口可以通过法兰盘与外界的供水装置连接，在本实施例中的供水装置可以选择是水泵。并且水泵的泵压范围为0.3～0.6Mpa。

由此射流混合器的工作方式为：经水泵泵入导流管31内的工作水流在流至加速管32的喷嘴321处时高速喷出，并在其周围气室内形成负压将吸气管36提供的大量空气吸入。高速水柱的周围裹携着大量空气高速冲进喉管33，在喉管33前半段内空气和水剧烈混合被切割成微气泡，在后半段内空气接近于雾化(空气在此最高效率地溶入水中)，随后流经扩散管34后在引流管35内被雾化的空气着水压的增大而快速溶进水里完成溶解的过程，形成超饱和的溶气水后流经切向入口一111引入溶气罐10。

同时气液混合液经过切向入口一切向注入溶气罐11内，还可起到卷扫溶气罐10的混合腔内壁作用，使溶气罐11内始终保持清洁状态，卷扫下来的脏物将随溶气水一并流出溶气罐10外。

位于切向入口一111顶部的溶气罐11上开设有通气孔一112，通气孔一112在溶气罐10的高度高于溶气罐10内的气液混合液的液面。通气孔一112可以用于对溶气罐10内进行补气。通气孔一112通过补气管与外接的气泵连接。并且通气孔一112一侧的溶气罐11上安装有液位开关，液位开关可以是普通的液位浮球开关。

由于溶气罐10内部运作时的流体会带走溶气罐11内的气体，所以气体是需要补充进去才能维持溶气罐10内的连续运作，从而将溶气罐11内的上部气相空间保持在合适的体积(高度)。上述的溶气罐补气管上设置有补气的电磁阀，当液位开关为低位信号时，说明气相体积已足够大，不需要补气，则此时电磁阀应关闭；当高液位时，说明气体被水体溶解后带出溶气罐11，使得溶气罐11内的气量降低，此时电磁阀开启后，外接的气泵将空气泵入罐体10进行补气。本实施例中的气泵产生的气源压力一般选择高于溶气罐10内压力的0.1～0.3MPa。从而使得气液混合液的水压满足：

(1)使气液混合液能通过切向入口一111而沿溶气罐10的侧壁螺旋上升形成旋流体一，旋流体一具有螺旋形涡流区和位于涡流区中心的涡眼区，多个旋流分离管组件23竖立于涡流区，多个旋流分离管组件23呈环形均匀分布于涡流区。

(2)使旋流体一上升至切向入口二2321后，部分气液混合液经由切向入口二2321进入内旋流分离管组件23，通过旋流分离管组件23螺旋式下降形成微气泡溶气水后排出至切向入口三511和溶气水释放器81。

因此，本发明能够高效收油收渣同时具备较高的除污率，能在提高出水水质的同时降低排油渣的含水率。解决传统的气浮装置存在收油收渣难、同时排渣过程中易出现因气泡粘附体而破坏引起出水水质下降的技术问题，以及采用水力推流或水力溢流时，排出的油渣中存在含水率高的问题。

溶气罐11上靠近上封头12的位置处设置有通气孔二113和安全排放口114。通气孔二113和安全排放口均位于气液混合液的液面上方，通气孔二113通过吸气管与射流混合器连接，溶气罐11内从旋流体一中溢散出的多余气体经由通气孔二113和管道后进入被射流混合器进行循环抽吸利用。安全排放口114上安装有手动阀门，可以对溶气罐11内过高的液面进行导流，保证溶气罐11内的液面始终处于正常状态。

溶气罐11上靠近下封头13的位置处设置有清污口115和排污口116，清污口115和排污口116上均安装有手动阀门。维护人员可以通过向清污口115内注入清洗液对溶气罐11的内部进行清洁，并通过排污口116将溶气罐11内清洗后产生的污染物排出。

本实施例中还可以在溶气罐11上安装支座(未标示)，使溶气罐10更好的支撑于地面上。

请参阅图4，图4为图3中的溶气罐的局部拆分图。上封头12在本实施例中是整体呈半圆球形的罩体，且为中空结构。在其他实施例中上封头12还可以是整体呈圆锥形的罩体，只要不影响其与溶气罐11之间的适配性，还可以是其他罩体结构。

上封头12设置于溶气罐11上。在本实施例中，上封头12与溶气罐11之间可以通过法兰盘连接，并且在两者的连接处设置密封结构，以保证溶气罐11内的保证气密性。在其他实施例中，上封头12与溶气罐11之间还可以是通过焊接固定，只要不影响上封头12与溶气罐11之间的气密性和连接稳定性，还可以是其他连接方式。

上封头12上开设有排废口121。在本实施例中排废口121的数量设置为一个，在其他实施例中排废口121的数量还可以设置为多个。排废口121设置的位置可以在上封头12的顶端中部，也可在上封头12顶部的周侧。

请参阅图5，图5为图3中的溶气罐的剖面图。下封头13在本实施例中是整体呈半圆球形的罩体，且为中空结构。在其他实施例中下封头13还可以是整体呈圆锥形的罩体，只要不影响其与溶气罐11之间的适配性，还可以是其他罩体结构。

下封头13相对设置于溶气罐11远离上封头12的一端。在本实施例中，下封头13与溶气罐11之间可以通过密封套接，并且在两者的连接处设置密封结构，以保证溶气罐11内的气密性。在其他实施例中，下封头13与溶气罐11之间还可以是通过焊接固定，只要不影响下封头13与溶气罐11之间的气密性和连接稳定性，还可以是其他连接方式。

下封头13上开设有输出口131，在本实施例中输出口131的数量设置为一个。并且输出口131设置的位置可以在下封头13的底端中部，也可在下封头13底部的周侧。

请参阅图6，图6为图5中的旋流分离装置的局部拆分图。旋流分离装置20不仅包括竖立设置在溶气罐内的旋流分离管组件23，还包括孔板一21、孔板二22、稳流板24。

孔板一21是整体呈圆形的板体，在其他实施例中孔板一21还可以是整体呈椭圆形的板体，只要其与溶气罐11的尺寸形状相匹配，还可以是其他形状。孔板一21收容于上封头12底部的溶气罐11内，并且孔板一21与溶气罐11之间是密封焊接固定。由此孔板一21与上封头12之间将溶气罐10的顶部隔离形成了汇流腔二，并且汇流腔二与排废口121相通。

孔板一21上开设有至少一个插孔，并且旋流分离管组件23穿过孔板一21上的插孔使旋流分离管组件23内的管道一231的排出端一与汇流腔二相通。本实施例中孔板一21上的插孔数量与旋流分离管组件23内的管道一231的数量保持一致。

孔板二22是整体呈圆形的板体，在其他实施例中孔板二22还可以是整体呈椭圆形的板体，只要其与溶气罐11的尺寸形状相匹配，还可以是其他形状。孔板二22收容于孔板一21底部的溶气罐11内，并且孔板二22与溶气罐11之间是密封焊接固定。由此孔板二22与下封头13之间将溶气罐10底部隔离形成了汇流腔一，并且汇流腔一与输出口131相通。

孔板二22上开设有至少一个插孔，孔板一21与孔板二22的插孔数量相同，并且旋流分离管组件23内的管道四234穿入孔板二22上的插孔使其上的排出端二与汇流腔一连通。本实施例中孔板二22上的插孔数量与旋流分离管组件23内的管道四234的数量保持一致。

本实施例中孔板一21和孔板二22可以对每根旋流分离管组件23的两端进行有效固定，旋流分离管组件23的数量可以为一个或多个。若旋流分离管组件23为多个，则多个旋流分离管组件23在孔板一21与孔板二22之间的周向上等距间隔分布，以使得多个旋流分离管组件23竖立于旋流体一的涡流区。

请参阅图7，图7为图6中的旋流分离管组件的剖面图。旋流分离管组件23沿竖立方向从上到下依次包括管道一231、管道二232、管道三233、和管道四234。

管道一231是内径保持不变的细长管体，管道一231的一端可以为与溶气罐10外相通的排出端一。管道一231的另一端与管道二232的一端相通。在本实施例中管道一231的另一端套置于管道二232内，并且管道一231与管道二232之间固定连接处是经过密封处理。当然在其他实施例中管道一231与管道二232的固定连接处可以是通过焊接固定，只要不影响管道一231与管道二232连接处的密封性，还可以是其他连接方式。

管道一231远离管道二232的端部贯穿孔板一21后与汇流腔二连通。管道一231能够将位于流体中心的大气泡和密度小于水的污染物汇聚于汇流腔二处并由排废口121一并排出溶气罐11。

管道二232是截面呈长方形的管体。管道二232的一端与管道一的另一端相通，管道二232的侧壁上开设有从相应侧壁切入、且与管道二232内部相通的切向入口二2321。上升至管道二232处的部分气液混合液通过切向入口二2321进入管道二232内并在压力的作用下向下旋转形成流体。在此过程中，切向入口二2321会对旋流体一中的大气泡具有切向力，将气液混合液中的部分大气泡切割碎化成微细气泡后进入管道二232内。切向入口二2321垂直于管道二232的相应侧壁水平切入或者向下倾斜于管道二232的相应侧壁倾斜切入，工作人员可以根据产品加工需要进行选择。

管道三233一端与管道二232的另一端相通且等径。当流体流入管道三233会逐渐旋转加速，以使得残留的大气泡和密度小于水的污染物在向心力作用下从流体内分离并向中心迁移。

管道三233的另一端呈变径状。管道三233包括变径段一233a和变径段二233b。变径段一233a是截面呈短锥台形的管体，变径段一233a的内径向中心收拢倾斜。变径段一233a的一端与管道二232的另一端连通且等径，在本实施例中变径段一233a与管道二232之间是密封套接，在其他实施例中变径段一233a与管道二232之间可以是密封焊接，只要不影响变径段一233a与管道二232之间连通稳定性，还可以是其他连接方式。

变径段二233b是截面呈长锥台形的管体，变径段二233b的内径向中心收拢倾斜。变径段二233b的一端与变径段一233a的另一端连接。在本实施例中变径段二233b与变径段一233a之间是密封焊接，在其他实施例中变径段二233b与变径段一233a之间可以是密封套接，只要不影响变径段二233b与变径段一233a之间连通稳定性，还可以是其他连接方式。

本实施例中变径段一233a的倾斜度大于变径段二233b的倾斜度，因此变径段二233b的流道面积相对于变径段一233a的流道面积更窄。当流体从管道二232流入加速段332a时会具有更高的旋转速度，并且由于流道收缩面积减小，导致流体驱动与水密度相差较大的油滴、大气泡在向心力作用下向旋流场中心聚集。

管道四234是内径均匀不变的细长管体。管道四234的一端与管道三233的变径段二233b另一端连通且等径。在本实施例中管道四234与变径段二233b之间是密封焊接，在其他实施例中管道四234与变径段二233b之间可以是密封套接，只要不影响管道四234与变径段二233b之间连接稳定性，还可以是其他连接方式。

管道四234的另一端贯穿下孔板32与汇流腔一连通。管道一234能够将位于流体中心的大气泡和密度小于水的污染物汇聚于汇流腔二处并由排废口121一并排出溶气罐11后为旋流气浮器中的切向入口三511输入气液混合液，同时可以为溶气水释放器81输入溶气水。

由此，当流体流经管道三233时的旋流场中心被压缩，体积缩小，形成反力，驱使中心部分的油滴和残留的大气泡向相反的方向运动经管道一231排向汇流腔二后从排废口121排出溶气罐10。与此同时，携带微细气泡的溶气水接近均相体系，继续向下流经管道四234至汇流腔一汇集，并通过输出口131流出。工作人员可以根据水量选择旋流分离管组件23的数量，或不同的旋流管尺寸规格。

本实施例中为了防止切向进入溶气罐的旋流气液混合液对罐内液面造成扰动，影响液位开关的检测准确性，特在溶气罐内旋流管进水口上部一定距离设置有稳流板24。

稳流板24是整体呈圆形的板体，在其他实施例中稳流板24还可以是整体呈椭圆形的板体，只要其小于溶气罐11的内径(即稳流板24与溶气罐11内壁之间留有一定间隙距离，允许水流通过)，还可以是其他形状。

本实施例中稳流板24穿插固定于孔板一21与孔板二22之间的管道一231上。稳流板24上开设有至少一个插孔。本实施例中稳流板24上的插孔与旋流分离管组件23的数量保持一致，旋流分离管组件23内的管体一231竖向穿插在稳流板24插孔内。除此之外，稳流板24还开设有至少一个气流孔。

由此使稳流板24上部和下部的溶气罐11内形成了畅通的流体通道，且稳流板24外侧与溶气罐11内壁之间主要走水，而稳流板24内侧的气流孔主要用于汇集在旋流场中心的轻质相(特别是大气泡)的向上流动至通气孔二113后经过吸气管被射流混合器抽吸利用。并且经过稳流板24具有消能作用，可以减弱旋流体一对液位开关的扰动，使液位保持平稳状态，有利于液位开关的检测准确性。

本发明既可制得超饱和溶气水，又能分离出大气泡，制得粒径均匀的微细气泡水，还能卷扫清洁罐内壁，并分离密度小于水的油类污染物。在气浮设备配套的溶气水发生技术中，现有的射流式溶气水发生技术制备的溶气水中的气泡粒径粗大、不均匀，导致溶气水在释放过程中的扰动较大，及传统溶气罐内部积污，影响液位开关动作灵敏性。

请参阅图9，图9为本发明实施例提供的旋流气浮设备的旋流气浮器的总装图。螺旋旋流气浮器包括罐体50、收油筒60、螺旋刮渣装置70、返渣去除装置80和集水管90。

罐体50包括外筒51和内筒52。罐体50可竖立于地面上，也可以卧立于地面上，在本实施例中，罐体50是竖立设置在地面上的。罐体50通过支撑部件支撑在地面上，如图9中外筒51底部的三个支撑腿40。

外筒51是整体呈圆筒状且内部中空的筒体。外筒51相对两个端口可分别通过设置封头来盖合。并且其与两个封头之间可以通过法兰盘连接，或者是焊接固定。外筒51靠近底部的侧壁上开设有从相应侧壁切入、且均与外筒51内部相通的切向入口三511和切向入口四512。切向入口三511供一个气液混合液输入，切向入口四512供一个原水输入。本实施例中的气液混合液为具有大量微气泡的溶气水，并且溶气水的输入方式可以是采用射流混合器或气液混合泵进行输入，本实施例的原水中添加人絮凝剂，并且原水的输入方式可以是采用水泵进行输入。

切向入口三511在外筒51上的高度低于切向入口四512的高度。切向入口三511和切向入口四512均可沿垂直于外筒51侧壁水平开设，也可以向上倾斜于外筒51侧壁倾斜开设。

由于气浮分离需要平稳的水力条件，溶气水与原水在混合接触粘附时需要快速混合、均匀混合。本实施例中的切向入口三511与切向入口四512在水平方向可按任意角度布置，两个切向入口的进口中心在外筒51顶部的正投影方向上呈90度夹角，一般选取溶气水的切向入口三511在原水的切向入口四512后侧布置。

在本实施例中外筒51的外壁上可以设置在线显示内部液位的液位计接口，如磁翻板液位，其上接口在外筒51上部，其下接口可以在外筒51下侧，也可以在封头处引出。在本实施例中外筒51顶部的封头为平板结构，若罐体50带压工作时，外筒51顶部的封头还可以为椭圆形封头或者是其他形状的封头结构。

请参阅图10，图10为图9中的罐体去除外筒之后的其中一个视角的立体结构示意图。内筒52是下部呈圆筒状上部呈锥状、且内部中空的筒体。内筒52套置于外筒51内。外筒51与内筒52之间形成呈环形的混合区。为了更好的定位外筒51与内筒52之间的方位关系，在本实施例中，在外筒51的底壁上固定有一个隔离环，通过隔离环将内筒52定位在外筒51内，可通过将内筒52插接于隔离环上实现内筒52与外筒51之间的定位。本实施例中内筒52的上部呈圆台状为上口缩小设计，可以增加旋流体二的旋流截面积，使向上的速度和旋流速度均缓缓降下来。

在本实施例中当气液混合液和原水分别通过切向入口三511和切线入口二112切向进入在外筒51和内筒52之间的混合区，且在混合区旋转向上流动形成旋流体二。其中溶气水的流速大于原水的流速，而又因为溶气水入口低于原水入口，因此，溶气水将对原水起到推流作用，因在旋流起始阶段的速度差不同，溶气水将快速与原水混合，溶气水中的微细气泡将快速的弥散于旋流体二中，气泡快速粘附油滴、絮凝等污染物表面，形成密度小于水的粘附聚集体而随旋转水流向上迁移。在混合区顶部，旋流体二将越过内筒52外壁而进入分离区(内筒52内的顶部区域定义为分离区)。

内筒52上沿与气浮器内运行液位之间的高度差可以设计为等于或大于混合区在外筒51和内筒52顶部正投影方向的宽度，即水流从混合区翻越内筒52上沿，进入分离区时的流道面积不会缩小，流速也就不会显著变化，而是呈逐渐降低的线性变化，这将有利于平稳进入分离区。进入分离区的水体由于流速降低，因此呈流速较慢的弱旋流状态，不会引起紊动。而且呈环形的混合区顶部与分离区交界处的表面积相对于分离区的表面积更大，降低了气浮器的表面负荷。因环形混合区顶部与分离区的交界处也是刮板72的旋转撇除范围，所以不会在此区域引起浮渣累积，这点解决了现有发明的气浮混合区或叫进水区浮渣累积难或不能排除的问题。

请参阅图11，图11为图10中的内筒的内部装配图。收油筒60是上部呈圆筒状、下部呈锥状内部中空的筒体，收油筒60与罐体50的轴线保持平行。收油筒60同心收容于内筒52内靠近顶部的位置处。收油筒的另一端也缺口用于将收集的浮渣排出旋流气浮器外，本实施例中收油筒60另一端的缺口为出油口，出油口通过管道一与罐体50外相通。

请参阅图13，图13为图12中的收油筒的立体图。收油筒60的进油口向中心延伸后向上倾斜形成排渣堰61，且排渣堰61的坡度范围为十度至十五度，排渣堰61顶部在内筒52内的位置保持在液面之上。因中心的收油筒60的进油口处上具有坡度范围为十度至十五度的排渣堰61，一般排渣堰61的坡度选择为十三度，且该排渣堰61与其相贴合的刮板72产生推流作用，所以气浮器运行液位可以控制在收油筒60的排渣堰61下的更低位置，即排渣时水不会或极少会因溢流或推流而排入收油筒60。

通过本实施例中收油筒60上排渣堰61的结构设计，可以对分离区内油渣层的厚度更好控制，可有更大范围的液位高度调节，可耐受来水水量急剧变化引起的液位高度变化，避免因为大量清水溢流进入收油筒60，或者因液位低而不能排油渣的情况出现。渣层厚度可由螺旋刮油渣装置30旋转驱动的速度或间隔启停时长、液位高度调节等措施来控制。这样大大降低排渣含量率，减小下游后续收容及处理负荷。

通过等比例加大气液混合液的水压和原水的水压，使从缺口(未标示)涌入内筒52内的旋流体二在液面上继续旋流以形成旋流体二，且旋流方向与刮板72的旋转方向相反，使位于液面上且靠近内筒52内壁处的浮渣，沿刮板72的内侧移动并堆集至收油筒60的排渣堰61处后进入收油筒60中被收集。

请参阅12，图12为图9中的各部件的拆分图。收油筒60通过支架一62支撑于内筒52。本实施例中支架一62呈十字形，支架一62远离十字交汇处的端部与内筒52内壁焊接固定，且支架一62的十字交汇处套置于管体一上。收油筒60的出油口与管体一的进油口相通。该支架一62可以起到对收油筒60和内筒52之间的定位固定，提高刚性、稳定性。

螺旋刮渣装置70包括驱动机71和刮板72和柔性刮片一73。

驱动机71的输出轴穿入外筒51并延伸至内筒52后连接有一个联轴器。本实施例中驱动机71可以为电力驱动、气动驱动、或液压驱动。驱动机71可以为选定的转速，也可以为可调速的机构。驱动机71安装于外筒51顶部，与外筒51之间设置有带中间轴承和轴密封结构的支架，防止输出轴旋转时甩摆，保持同心平稳运转。轴密封结构则是当气浮器需要密闭工作或带压工作时设置，防止气浮器内外连通泄漏。该密封结构为填料密封或机械密封。驱动机71可以为连续工作或定时工作。当罐内带压工作(10～300KpaG)时，驱动机71的输出轴与外筒51顶部的封头之间采用填料密封或机械密封机构。

请参阅图15，图15为图14中的刮板的俯视结构图。刮板72的一端为浮渣推集端(未标示)，且转动悬挂于内筒52顶部以使刮板72能够相对内筒52旋转。刮板72的另一端为浮渣刮集端(未标示)且延伸至内筒52内壁附近50～200mm处。刮板72的浮渣推集端靠近驱动机71输出轴的一端与延伸至内筒52处的输出轴连接。刮板72面向内筒52内的一侧伸入至内筒52内的液面以下，刮板72背向内筒52内的相对一侧裸露于内筒52顶部。并且定义浮渣刮集端面向内筒52内壁的一侧为刮板72的外侧，则刮板72的内侧为浮渣刮集端的相对另一侧。

刮板72的浮渣刮集端面向内筒52内的一侧开设有缺口(未标示)，浮渣推集端面向内筒52底部的一侧为由浮渣推集端的顶部方向向浮渣推集端的底部方向倾斜的弧形斜坡(未标示)。刮板72能够使漂浮在内筒52顶部的浮渣向中心推聚。

刮板72在驱动机71工作时为螺旋式刮油渣板，当驱动机71停止时，该螺旋刮板又起到螺旋导流作用，使得从混合区流入的废水可沿此板带形成螺旋流态后汇聚于中心的收油筒60附近。本实施例中刮板72的材质可以是不锈钢，在其他实施例中刮板72的材质还可以是碳钢或注塑成形。

请参阅图14，图14为图12中的刮板和柔性刮片一组合状态的立体图。在本实施例中刮板72为一片式整体结构。一片式整体结构的刮板72可以适用于新造的该设备或入孔(内筒52的顶部筒口定义为入孔)可以正好放入的内筒52，因此不需要对气浮器进行二次改造。

在其他实施例中刮板72还可以是分片结构的板体，分片式分片结构的板体可以通过分段分块拼装，因此多为应用于改造现有的气浮器，从而在现有气浮器内部的受限空间内安装。分片式分片结构的刮板72包括分片板721、连接夹板(图未示)、加强筋板722和支架二723。

分片板721是具有弧度的板体。本实施例中分片板721设置为多个，多个分片板721之间从收油筒60的顶部向内筒52内壁方向依次首尾相连。其中靠近收油筒60的其中一个分片板721的一端与联轴器外侧固连，在本实施例中此处的分片板721与联轴器之间通过螺钉连接，在其他实施例中此处的分片板721与联轴器之间还可以为一体式焊接，只要不影响此处的分片板721与联轴器之间连接的稳定性，还可以是其他连接方式。

缺口开设在其中一个最接近内筒52内壁的分片板721的自由端上，本实施例中此处的分片板721缺口可以贴合并跨过内筒52上沿。这样就可以对位于混合区顶部并且即将翻越内筒52上沿的油渣污染物进行推流至收油筒60，提高排渣效率。

加强筋板722是整体呈长条形的板体。加强筋板722铺设于多个分片板721上，加强筋板722与分片板721之间相互垂直，加强筋板722的一端与联轴器连接。本实施例中加强筋板722与联轴器之间通过螺钉连接，在其他实施例中加强筋板722与联轴器之间还可以为一体式焊接，只要不影响加强筋板722与联轴器之间连接的稳定性，还可以是其他连接方式。加强筋板722与分片板311的连接方向保持一致。

支架二723是整体呈长条状的杆体。在本实施例中支架二723的数量为多个。多个支架二723的一端加强筋板的铺设方向间隔设置于加强筋板722的顶部，且多个支架二723的另一端交汇固定于联轴器上。本实施例中支架二723与加强筋板722之间可为一体式焊接或螺钉连接，支架二723与联轴器之间可为一体式焊接或螺钉连接。

连接夹板(图未示)在本实施例中的数量为多个，每个连接夹板分别设置于相邻的两个分片板721之间，连接夹板的作用是对相邻的两个分片板721进行连接。

浮渣刮集端呈螺旋渐开线式延伸至内筒内壁处，或呈直线式延伸至内筒内壁处，或者呈弧线式延伸至内筒内壁处。在其他实施例中，刮板72还可以是直线型刮板或者弧形刮板。请参阅图16，图16为图15中的刮板的另一种俯视结构图。当刮板72为直线型刮板时，刮板72与收油筒60的外围呈相切布置，刮板72的数量可以根据罐体50的直径而定，可以为单条或多条。请参阅图17，图17为图15中的刮板的又一种俯视结构图。当刮板72为弧形刮板时，刮板72的数量也根据罐体50的直径而定，可以为单条或多条。只要不影响刮板72对内筒52顶部油渣进行导流汇聚，还可以是其他刮板结构。

柔性刮片一73在本实施例中是不规则形状的弧形板体，其为柔性材料制成。柔性刮片一73可以设计为刮板72的浮渣推集端，其设置于刮板72汇集中心的底部，柔性刮片一73的底端具有能够贴合于排渣堰61的弧形斜面(图未示)。柔性刮片一73与刮板72之间可以是通过螺钉连接。柔性刮片一73靠近内筒52中心的底端贴合于排渣堰61的坡面上，且柔性刮片一73远离内筒52中心的底端贴合于排渣堰61底部的收油筒60外侧壁上。柔性刮片一73用于将堆集在排渣堰61处的浮渣沿排渣堰61推入收油筒60内。

柔性刮片二(未标示)是整体呈弧形的板体。柔性刮片二安装在缺口内，并且柔性刮片二可以贴合于内筒52内壁。在刮渣时，柔性刮片二可以跟随刮板72同步运动，以对内筒52内壁附着的浮油渣刮除。

由此，刮板72、柔性刮片一73和柔性刮片二连接形成覆盖整个气浮器顶部的作业半径，且不存在刮渣盲区。

刮板72面向内筒52内的一侧伸入至内筒52内的液面以下，刮板72背向内筒52内的相对一侧裸露于内筒52顶部。本发明的刮板72的下端伸入运行液面下的深度可为20mm至500mm，并且该深度可以通过刮板72在上述驱动机71输出轴上的安装高度以进行调节。并且刮板72的运转方向与内筒52顶部流体的螺旋旋转方向相反，使得流体中的浮渣能够在水力推流下沿着刮板72的内侧汇集于收油筒60内后通过管道一(排油管)排出罐体。

本发明结构的螺旋刮渣装置70，即使直径很大的罐体50，例如5米、10米、20米直径的罐体50，通过在对应的罐体50内安装相适配的分片结构的刮板72，可以实现对不同直径罐体50内浮渣的快速排除，所以本发明结构的螺旋刮渣装置70能够适合不同规模的气浮器内。

请参阅图11和图12，返渣去除装置80收容于内筒52中收油筒60的底部。返渣去除装置80包括溶气水释放器81和导流筒82。

溶气水释放器81是整体呈环形的管体。溶气水释放器81置于支架一62的中心，并且溶气水释放器81位于收油筒60底部的外周侧。溶气水释放器81的表面分布有多个释放孔，溶气水释放器81的进水口通过水管与罐体50外的溶气水源相通。

导流筒82是整体呈圆台形的筒体，导流筒82的底端缺口直径小于顶端缺口直径。导流筒82底端罩设于溶气水释放器81外侧的，从而使得溶气水释放器81通过出水孔释放出的溶气水能够完全进入导流筒82，并且沿着导流筒82的内壁向上运动。导流筒82的顶端环绕于收油筒60的周围下侧。在本实施例中导流筒82的底端开设有与支架一62架体相嵌合的架槽，以使得导流筒82平稳支撑于支架一62上。

当收渣时，破碎的油渣返混后向下跌入水中至导流筒82的内侧区域内，而此时环形的溶气水释放器81通过均匀布置的释放孔释放出溶气水，溶气水中释放出微细气泡上浮后粘附托举返混的油渣重新浮出水面，随后被柔性刮片一73推入收油筒60内。本实施例中导流筒82的结构，在其内上浮的微细气泡将可能出现返混的浮渣全部捕捉，而导流筒82的两端为连通结构，所以不仅不会积存污累垢，并且也可以将溶气水释放器81释放的压力溶气水对分离区内水体的扰动控制在小范围内，不会对分离区内水体的整体平稳造成影响，因此可以有效解决浮渣返渣引起的污染物去除率下降的问题。

请参阅图11和图12，集水管90整体呈环形的管体，集水管90收容于内筒52中靠近底部位置，并且置于清水区。集水管90的出水口通过管道二与罐体50外相通。集水管90上具有穿孔(图未示)，穿孔的孔口斜向下45度交错布置，均匀收集清水，并从与环形管相连的管道二流出。在其他实施例中还可以采取在清水区内周向布设集水支管，集水支管末端设置有缺口朝下的集水喇叭口，集水支管汇集于靠清水区中部的出水管上，清水经喇叭口流入支管再经出水管流出气浮器，以作为微气泡溶气水发生装置的射流混合器30的水流输入。

请参阅图9至图12。本实施例中工作人员可以在气浮罐上设置一个液位传感器，并且在管道二的出水口处可以设置一个液位调节阀，即通过液位传感器传送的信号来控制液位调节阀，即通过信号控制液位调节阀的开度，实现液位稳定的调节过程。该种形式是海上FPSO和海上平台气浮必须采用的控制方式。因为这样气浮就可以密封带压工作，并且在危险环境下必须密封工作。在其他实施例中，管道二的出水口处可以设置一个溢流液位调节箱(图未示)，其可以对罐体50内的液位进行调节，并且需要时可以在溢流液位调节箱的进水管道上设置出水流量计，以方便工作人员的观测。溢流液位调节箱主要包括活动堰板、排渣堰、手轮、螺杆。溢流液位调节箱已为现有技术，在此不详细介绍。

本实施例中在清水区(分离区底部的内筒52的内部区域定义为清水区)的中心区域设置有溶气水回流水的取水喇叭口。从而使得清水区的清水将被均匀收集后排出气浮器。

在其他实施例中，螺旋旋流气浮器还可以包括环形斜管(图未示)，环形斜管是整体呈蜂窝形的多管或多板组成的集合管体。斜板或斜管与水平面呈60度至75度布置，上浮速度慢的粘附体在流经该区域时，因上浮较少的高度即能粘附于流道的斜板或斜管上部，再聚集成更大的粘附体，从而快速的上浮分离。

本发明在分离区内构件少，对弱旋流状态的流体阻档少、阻力小，从而不会因粘附体碰撞分离区内构件而导致粘附体脱附。并且清水区的下部则是沉砂区，运行时水中的密度大于水的杂质沉积于底部，再通过外筒51底壁最低处设置的排污口定期排放。

请参阅图1，由此，微气泡溶气水发生装置产生的微气泡溶气水，不仅可以为旋流气浮器中的切向入口三511输入气液混合液，同时可以为溶气水释放器81输入溶气水。并且旋流气浮器净化后的水，可以通过集水管收集后，作为微气泡溶气水发生装置中射流混合器30的水流输入，从而形成系统循环。

本发明通过设置返渣去除装置和微气泡溶气水发生装置，使得浮渣块借助微气泡溶气水溶解，因溶解而形成的浮渣因上升而重新聚集到液面，实现浮渣收集，因而提高了对浮渣块的收集效果。而且后续因推集堆集在浮渣推集端上的浮渣，而引起的浮渣块，也起到了良好的重新收集效果。本发明的螺旋刮渣装置，刮板在驱动机的驱动下与旋流气浮的旋流水流相反方向运动或不运动，同时在柔性刮片一和柔性刮片二的推流作用，可将汇集到收油筒周围后积聚起来的浮油渣及时推入收油筒内，从而使油渣从水中快速分离出去，达到排油含水率低的效果。本发明螺旋刮渣装置内的柔性刮片二，其能够将粘附于内筒筒壁上的浮渣(不能自流或溢流的油渣)都能通过螺旋刮板撇除，实现及时排渣、不积累。本发明的驱动机驱动刮板的旋转速度低，对浮渣的扰动小，降低浮渣破碎几率，同时通过返渣去除装置，在收渣时可能破碎的返混向下跌入水中的油渣重新托举上浮出水面，并被柔性刮片一推入收油筒内，有效解决了排渣过程易破坏气泡粘附体引起出水水质下降的问题。本发明的刮板适合不同规模的气浮器，应用于改造现有气浮器，可在受限空间内调整安装，实用性高。

本发明采用切向进水和旋流分离管组件形成速度梯度极大的旋流对气泡进行二次切割碎化，达到比传统溶气罐更高的溶气效率和更大的携气量，制备出的溶气水中除已溶解的气体，还携带有大量切割碎化的微细气泡，形成了超饱和溶气水。本发明采用旋流溶气罐旋流筛选分离技术，在旋流过程中，气水混合液的大气泡会被剪切成微细气泡，从而加大了溶气水微细气泡的携带量。本发明旋流溶气罐整体的旋流结构设计，在旋流卷扫作用下，罐内壁可有效防止粘附污物，即使在停机时粘附的污物也可在开机时的旋流卷扫作用下清除，同时密度比水小的污物(如油类)，将被从溶气水中分离后随大气泡排放。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种旋流气浮设备，其包括旋流气浮器，其特征在于，其还包括用于产生微气泡溶气水的微气泡溶气水发生装置；

所述旋流气浮器包括：

罐体；

螺旋刮渣装置，其用于刮集悬浮在所述罐体内的液面上的浮渣；

收油筒，其用于收集所述螺旋刮渣装置刮集的浮渣；

返渣去除装置，其位于液面下，用于落在所述收油筒外的浮渣块进行返渣去除；所述返渣去除装置包括导流筒以及溶气水释放器，所述导流筒位于收油筒的下方收集所述浮渣块，所述溶气水释放器对所述导流筒内释放所述微气泡溶气水，以对所述浮渣块进行溶解以使因溶解而形成的浮渣因上升而重新聚集到所述液面；

所述微气泡溶气水发生装置包括：

竖立设置的圆柱型溶气罐，所述溶气罐靠近底部的侧壁上开设有从相应侧壁切入、且与所述溶气罐内部相通的切向入口一，所述切向入口一供一个气液混合液输入；以及

旋流分离装置，其包括竖立设置在所述溶气罐内的至少一个旋流分离管组件，每个旋流分离管组件的侧壁上开设有从相应侧壁切入、且与相应旋流分离管组件内部相通的切向入口二；

其中，所述气液混合液的水压满足：

（1）使所述气液混合液能通过所述切向入口一而沿所述溶气罐的侧壁螺旋上升形成旋流体一，所述旋流体一具有螺旋形涡流区和位于所述涡流区中心的涡眼区，多个所述旋流分离管组件竖立于所述涡流区；

（2）使所述旋流体一上升至所述切向入口二后，部分所述气液混合液经由所述切向入口二进入所述旋流分离管组件内，通过所述旋流分离管组件螺旋式下降形成所述微气泡溶气水后排出至所述旋流气浮器；所述旋流分离管组件沿竖立方向从上到下依次包括：

管道一，其一端为与所述溶气罐外相通的排出端一；

管道二，其一端与所述管道一的另一端相通，且直径大于所述管道一的直径，所述切向入口二开设于所述管道二的侧壁上；

管道三，其一端与所述管道二的另一端相通且等径，其另一端呈变径状；以及

管道四，其一端与所述管道三的另一端相通且等径，其另一端为与所述溶气罐外相通的排出端二；

其中，所述溶气水释放器位于所述导流筒内且呈环形管状，并管壁开设有供所述微气泡溶气水输出的多个通孔。

2.如权利要求1所述的旋流气浮设备，其特征在于，所述管道三包括：

变径段一，所述变径段一与管道二远离管道一的一端连接；以及

变径段二，所述变径段二与所述变径段一远离管道二的一端连接；

其中，所述变径段一与变径段二均向中心收拢倾斜，且所述变径段一的倾斜度大于变径段二的倾斜度。

3.如权利要求1所述的旋流气浮设备，其特征在于，所述切向入口一垂直于所述溶气罐的相应侧壁水平切入或者向上倾斜于所述溶气罐的相应侧壁倾斜切入；

和/或；

所述切向入口二垂直于所述管道二的相应侧壁水平切入或者向下倾斜于所述管道二的相应侧壁倾斜切入。

4.如权利要求1所述的旋流气浮设备，其特征在于，

所述罐体包括外筒和套置在所述外筒内的内筒；所述内筒与所述外筒之间形成混合区；所述混合区内输入有沿所述内筒侧壁螺旋式上升的旋流体二；

所述螺旋刮渣装置包括刮板，所述刮板的一端为浮渣推集端，且转动悬挂于所述内筒顶部以使所述刮板能相对所述内筒旋转；所述刮板的相对另一端为浮渣刮集端且延伸至所述内筒的内壁处，所述刮板面向所述内筒内的一侧伸入在所述内筒内的液面下，所述刮板背向所述内筒内的相对另一侧裸露在所述内筒顶部外，所述浮渣刮集端面向所述内筒内的一侧设置有缺口，所述旋流体二通过所述缺口涌入所述内筒内并在所述内筒内形成所述液面；所述浮渣推集端面向所述内筒底部的一侧为由所述浮渣推集端的顶部方向向底部方向倾斜的弧形坡面；

所述收油筒的一端开口且端面设置与所述弧形坡面相贴合的溢流堰，且相对另一端也开口用于将收集的浮渣排出所述旋流气浮器外；

其中，定义所述浮渣刮集端面向所述内筒内壁的一侧为所述刮板的外侧，则所述刮板的内侧为所述浮渣刮集端面的相对另一侧；通过所述浮渣推集端的旋转，带动所述浮渣刮集端呈旋转式动态刮集位于所述液面上且靠近所述内筒内壁处的浮渣，且使所述浮渣刮集端刮集得到的浮渣沿所述刮板的内侧移动并堆集至所述浮渣推集端，所述浮渣推集端通过所述弧形坡面将堆集在所述浮渣推集端上的浮渣沿所述溢流堰推入所述收油筒内。

5.如权利要求4所述的旋流气浮设备，其特征在于，所述刮板呈螺旋渐开线式延伸至所述内筒的内壁处，或呈直线式延伸至所述内筒的内壁处，或呈弧线式延伸至所述内筒的内壁处。

6.如权利要求4所述的旋流气浮设备，其特征在于，所述外筒靠近底部的侧壁上分别开设有从相应侧壁切入、且均与所述外筒相通的切向入口三和切向入口四，所述切向入口三供一个气液混合液输入，所述切向入口四供一个原水输入；所述切向入口三位于所述切向入口四输入方向的下方，且所述气液混合液的流速大于所述原水的流速，且流速差能使所述气液混合液与所述原水差速混合后，形成沿所述内筒侧壁螺旋式上升的旋流体二。

7.如权利要求6所述的旋流气浮设备，其特征在于，通过等比例加大所述气液混合液和所述原水的水压，使从所述缺口涌入所述内筒内的旋流体二在所述液面上继续旋流，且旋流方向与所述刮板的旋转方向相反。

8.如权利要求4所述的旋流气浮设备，其特征在于，所述浮渣刮集端上设置与所述内筒内壁接触的柔性刮片二。