CN113015569A - 用于从较高密度流体中分离较低密度流体的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于从流体流中的一种流体成分中去除另一种流体成分的流体分离装置，所述流体分离装置包括叶轮，所述叶轮设置在环形进口室和第一流体室之间，所述第一流体室具有中空梯形圆锥形状，其中直径沿着所述第一流体室的长度的一部分减小。所述叶轮将沿着所述进口室的壁在圆形涡旋流动路径中流动的液体重新引导到邻近所述第一流体室的所述中心轴线设置的所述第一流体室的出口进口。同轴对准的抽取管延伸到较低密度流体包层中，所述较低密度流体包层形成在所述第一流体室中邻近所述第一流体室的所述进口。所述抽取管可基于所述较低密度流体包层的形状动态地调节，以最大程度地从所述较低密度流体包层中去除较低密度流体。

Description

用于从较高密度流体中分离较低密度流体的方法和设备

优先权要求

本申请要求于2018年9月19日提交的标题为“用于从液体中去除气泡的方法和设备”的美国临时申请No.62/733,493和于2019年7月12日提交的标题为“用于从较高密度流体中分离较低密度流体的方法和设备”的美国临时申请No.62/873,748的权益，这两篇文献均以引用方式整体并入本文。

技术领域

本发明涉及从较高密度流体中分离和去除较低密度流体诸如气体或油，并且更具体地，涉及利用叶轮和/或可移动抽取管从较高密度流体中分离和去除较低密度流体的系统。

附图说明

根据以下给出的详细描述和本公开的各个实施方案的附图，将更充分地理解本公开的各个实施方案。在附图中，相同的附图标号可以指示相同或功能相似的元件。

图1是示出流体系统的视图，在该流体系统中，流体分离装置用于从较高密度流体中分离和去除较低密度流体。

图2A是示出诸如图1中所示的流体分离装置的实施方案的横截面侧视图。

图2B是示出流体分离装置的另一个实施方案的横截面侧视图。

图3A和图3B是图1中所示的流体分离装置的实施方案的横截面顶视图。

图4是进口室的局部装配图，其中抽取管延伸穿过流体分离装置。

图5A是叶轮的局部装配图，该叶轮安装在流体分离装置的进口室内。

图5B示出了用于图5A的叶轮的叶轮叶片构造的各种可能的实施方案。

图6是用于安装在流体分离装置的进口室内的叶轮的一个实施方案的透视图。

图7是根据本发明的流体分离装置的流体分离装置的透视图。

图8示出了用于监测发动机燃料燃烧或消耗的系统中的两相流分离器。

图9示出了用于改善内燃机运行的系统中的两相流分离器。

图10示出了用于燃料加注操作的系统中的两相流分离器。

图11示出了用于在罐之间转移液体的系统中的两相流分离器。

图12示出了在制造过程中使用的系统中的两相流分离器。

图13是用于从较高密度流体中分离和去除较低密度流体的流体分离方法。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的用于从较高密度流体中分离和去除较低密度流体的流体分离装置的实施方案。

本文公开了用于从较高密度流体中分离和去除较低密度流体的流体分离装置的实施方案，其中该流体分离装置利用叶轮将待处理的涡旋输入流体的流动路径从第一较大直径重新引导成第二较小直径，然后将涡旋流体引入中空梯形圆锥形第一流体室，该第一流体室的直径沿着该第一流体室的长度的一部分减小。叶轮有助于沿着第一流体室的中心轴线从输入流体中聚集较低密度流体，同时输入流体中的较高密度流体由于离心力被推出到流体室的外壁。同轴对准的抽取管延伸到流体室中，使得抽取管的进口定位在由较低密度流体沿着中心轴线形成的较低密度包层内。在一些实施方案中，抽取管可以基于较低密度流体包层的形状进行调节，该形状可以基于流入第一流体室中的流体粘度而改变。在一些实施方案中，传感器定位在叶轮的上游或下游以测量流入装置的流体的质量或流出装置的流体的质量，并且可以利用所测量的质量动态地调节较低密度流体包层内抽取管的位置。在具有可动态调节的抽取管的某些实施方案中，不需要包括叶轮。

图1是示出根据本发明的应用于从较高密度流体中分离和去除较低密度流体的流体系统100的视图。

在图1所示的流体系统100中，待处理的流体101被储存在主罐102中，并且为了清楚起见，将其称为“输入流体”101。输入流体101通常由较高密度流体和较低密度流体组成，诸如其中悬浮有气体的液体或其中悬浮有油的水，并且期望从中去除其中夹带的较低密度流体。在一个或多个实施方案中，可以使用泵112经由管道P1将储存在主罐102中的输入流体101压力馈送到流体分离装置110。

在流体分离装置110中，将经由管道P1供应的、包含较高密度流体和较低密度流体混合的输入流体101分离成第一流体成分(主要是较高密度流体)和第二流体成分(相对于第一流体成分，主要是较低密度流体)。从中去除了较低密度流体的第一流体成分穿过管道P2离开装置110。第二流体成分穿过管道P3离开装置110。穿过管道P2离开的第一流体成分可返回到主罐102。穿过管道P3离开的第二流体成分可聚集到独立储存罐108中。在一些实施方案中，如下所述，独立储存罐108可以整体形成为装置110的一部分。上游传感器104可以设置为检测或测量泵送到装置110中的输入流体的特性。下游传感器106可以设置为检测或测量沿着管道P3离开装置110的较低密度流体的特性。类似地，流量控制机构107可以沿着穿过管道P3的流体的流动路径定位，以控制流体从流体分离装置110到储存罐108的释放。在一个或多个实施方案中，流量控制机构107是阀。在一个或多个实施方案中，流量控制机构107是泵，其可用于从流体分离装置110中抽吸较低密度流体。压力调节器148可以沿着较高密度流体的流动路径定位以控制流体分离装置110内的背压，其中较高密度流体沿着管道P2流动。

图2A是示出用于在分离去除和循环系统100中，从较高密度流体中分离较低密度流体的流体分离装置110的示例的横截面侧视图。图3A和图3B是流体分离装置110的各种实施方案的横截面顶视图。

流体分离装置110被构造成使得通过利用涡旋流将引入流体分离装置110中并且包含要从中去除的较低密度流体诸如被夹带的空气的液体分离成基本上从中去除了较低密度流体的第一流体成分和主要包含较低密度流体的第二流体成分。流体分离装置110由主体114形成，该主体沿着中心轴线115延伸并且具有进口室116和第一流体室118。第二流体室120可以从第一流体室118延伸。进口室116的形状被设计成促进引入其中的输入流体形成圆形涡旋流。在一个或多个实施方案中，进口室116是具有第一端117和第二端119的环形室。在一个或多个实施方案中，进口室116呈碗形，其中环形室的直径D1从第一端117到第二端119逐渐增大。在其他实施方案中，进口室116是气缸。在一些实施方案中，第一端117可封闭并且第二端119可打开。

在第一端117与第二端119之间的进口室116的壁124上设置有与主罐102流体连通的进口122。如图2中最佳所示，虽然进口122不需要被切向地布置，但是在一些实施方案中，进口122优选地被布置成大致切向地定位在壁124上，使得引入进口室116中的流体沿着壁124的内表面125流动。如图3A和图3B中具体所示，就这一点而言，进口122的轴线或中心线123与垂直穿过进口室116的中心轴线115的径向线127形成角度θ。这样，输入流体在围绕壁124的周边时沿着涡旋流动路径流动。叶轮130定位在进口室116的第二端119处。在一个或多个实施方案中，叶轮130相对于进口室116固定。叶轮130可附接到进口室116的打开的第二端119中，从而封闭进口室116。

叶轮130通常包括与内叶轮叶片部分134流体连通的外叶轮叶片部分132。外叶轮叶片部分132通常以第一叶轮直径DI1邻近壁124的周边与进口室116的圆形涡旋流体流流体连通。内叶轮叶片部分134以小于第一叶轮直径DI1的第二叶轮直径DI2与第一流体室118流体连通，使得从进口室116流入到外叶轮叶片部分132中的输入流体以第二叶轮直径DI2沿着涡旋流切线方向从内叶轮叶片部分134排出到第一流体室118中。

第一流体室118具有第一端121和第二端129并且形成为具有部分143，该第一流体室的该部分为梯形圆锥形状，其中直径D2在第一端121和第二端129之间逐渐减小。第二流体室120的第一端139与第一流体室118的第二端129流体连通，并且第二流体室120的第二端141连接到管道P2(见图1)。第二端129可终止于出口131。

另外，在第一流体室118中，沿着流体分离装置110的中心轴线115设置有具有第一端142和第二端144的抽取管140，其中第二端144对第一流体室118打开。在一个或多个实施方案中，抽取管140优选地足够细或窄，即，其直径基本上小于邻近第一端121的第一流体室118的直径D2，以便在抽取管140中相对于第一流体室118保持较低的压力。就这一点而言，抽取管140可以是排气管，其中轴线115通常是竖直的，从而气体可以基于压力差沿着排气管向上行进。管道P3连接到抽取管140的另一端142。在一些实施方案中，抽取管140通常沿着中心轴线115穿过叶轮30的中心。

在如上所述构造的流体分离装置110中，当泵112将包含要从较高密度流体中去除的较低密度流体的输入流体加压以便将其从主罐102引入进口室116的进口122中时，输入流体被引导成流过叶轮130的外叶轮叶片部分132，并穿过内叶轮叶片部分134从叶轮130流出，从而在第一流体室118中形成输入流体的涡旋流。

由于第一流体室118形成为包括梯形圆锥形状，该梯形圆锥形状的直径D2在第一端121和第二端129之间逐渐减小，所以由涡旋流产生的离心力使得输入流体中的较高密度流体沿着第一流体室118的周边壁145的内侧聚集，并且使得在涡流中的较低密度流体聚集在第一流体室118的中心轴线115附近，如图2中较低密度流体包层B所示。在一些实施方案中，抽取管140邻近第一流体室118的第一端121处的较低密度流体包层B。在一些实施方案中，抽取管140延伸越过第一流体室118的第一端121并进入较低密度流体包层B。在一些实施方案中，抽取管140可轴向平移以改变抽取管140的第二端144和第一流体室118的第一端121之间的距离S，从而调节抽取管140在较低密度流体包层B内的定位。在一些实施方案中，抽取管140第二端144处的一部分伸缩，从而允许按需调节距离S。如将在下面描述的，基于要从中去除较低密度流体的特定流体的粘度来选择距离S，已经发现，流体的粘度改变包层B的形状，并且因此，有必要根据流体的粘度来调整第二端144在包层B中的位置，以最大程度地去除较低密度流体。

在一些实施方案中，可通过阀107来控制第二较低密度流体穿过抽取管140的释放和较高密度流体沿着管道P3的流动(见图1)，该阀沿着流进抽取管140的第二较低密度流体的流动路径定位。就这一点而言，阀107可以是节流阀。

在一些实施方案中，施加在第一流体室118中的背压促使沿着第一流体室118的中心轴线115聚集在较低密度流体包层B中的较低密度流体从第一室118流出，流到抽取管140中并排放到管道P3中。在一个或多个实施方案中，流体分离装置110可包括压力调节器148，以调节第一流体室118中的背压。压力调节器148可以是可调节的，以根据不同的流动条件按需改变背压。尽管不限于特定位置，但是在一些实施方案中，压力调节器148可以定位于第二流体室120的下游。

另外，在第一流体室118中，已经从中分离出较低密度流体的较高密度流体作为第一流体从第一流体室118流出经由第二流体室120到管道P2中，从而返回到主罐102或期望的其他位置。

应当理解，轴线115不需要具有任何特定的取向，并且可以基于输入流体的流速以及较重和较轻的流体成分的相对密度来确定流体分离装置110的取向。这样，尽管在图2A中将轴线115示出为基本垂直，但这不是必须的。例如，在流速足够高的情况下，轴线115可以是水平的。在这种情况下，较高密度流体仍将被迫移至外壁145，而较低密度流体将沿轴线115形成包层B。因此，在图2B中，轴线115被示出为大致水平。

此外，在图2B的实施方案中，先前描述的储存罐108整体形成为流体分离装置110的一部分。这样，储存罐108由围绕主体114的至少一部分延伸的附加壁109形成，以便形成附加储存室111。在一个或多个实施方案中，附加壁109可完全围绕进口室116和第一流体室118两者延伸。在一个或多个实施方案中，如上所述，附加壁109可以在壁145开始渐缩的位置从壁145延伸。在该实施方案中，附加壁109可采用进口室116的形状，使得流体分离装置110沿着轴线115的长度呈现均匀的形状。在任何情况下，在此类实施方案中，在壁145的渐缩部分和附加壁109之间形成附加储存室111。

整体形成的储存罐108可包括与抽取管140流体连通的进口117a，使得穿过抽取管140离开的第二流体成分可流入附加储存室111。同样，整体形成的储存罐108可包括用于从储存室111抽取第二流体成分的第一出口117b。在一个或多个实施方案中，堰126可定位在储存室111内。本领域技术人员将理解，尽管第二流体成分主要由较低密度流体组成，但是一些较高密度流体仍可以被夹带或混合在较低密度流体中。这样，储存室111可以用作沉降槽，由此，较高密度流体将沉降在室111的下部部分111b中，而较低密度流体将上升到室111的上部部分111a。在这种情况下，如图所示的堰126可用于以工业上众所周知的方式从较低密度流体中分离剩余的较高密度流体。因此，例如，可以通过通常放置在室111的上部部分111a中的堰126上方的第一出口117b去除或抽取较低密度流体，并且可以通过通常定位在室111的下部部分111b中诸如邻近堰126的底部的第二出口117c抽取较高密度流体。

转到图3A和图3B，根据图2A的进口室116的横截面A-A和A'-A'更详细地示出了叶轮30。本领域技术人员将理解，叶轮30不限于特定的类型或构造，并且本文描述的叶轮30仅用于示例性目的。如上所述，叶轮30通常包括外叶轮部分132和内叶轮部分134。外叶轮部分132和内叶轮部分134可以是独立的叶轮或可以整体形成。外叶轮部分132包括向内朝毂152螺旋的一个或多个叶片或叶150。内叶轮叶片部分134同样包括围绕毂152设置的一个或多个叶片或叶154。应当理解，在一些叶轮构造中，叶片150和叶片154是同一组叶片(诸如图3A所示)，而在其他叶轮构造中，叶片150和154是独立的叶片组(诸如图3B所示)。同样，虽然仅描述了一组或两组叶片，但是本公开不限于叶轮30中使用的叶片组的数量。在一个或多个实施方案中，诸如图3B所示，叶片150和154可以交错。在任何情况下，叶片150可设置在第一外罩158和第二外罩160之间，这两个外罩与连续的叶片150一起形成流动通道162，该流动通道具有在罩158、160的径向边缘处形成的进口164。毂152是通常与罩158、160同轴的管状物，并且由毂壁163形成，该毂壁在第一毂端166和第二毂端168之间限定流动通道162。内叶轮部分134的叶片154从毂壁163向外延伸。在一个或多个实施方案中，叶片154从邻近第二毂端168的毂壁163处延伸，从而形成流动通道162的出口170。因此，如所述，流动通道162在叶轮30的罩158的外周边处具有进口164，并且在邻近毂152的毂壁163的内周边处具有出口170。

叶轮30在邻近进口室116的第二端119处定位，以使毂152的第二毂端168邻近第一流体室118的第一端121。这样，出口170与第一流体室118流体连通，并且更具体地，出口170在中心轴线115附近与第一流体室118流体连通并且因此大致邻近较低密度流体包层B。

在操作中，经由进口122将输入流体流引入流体分离装置110的进口室116中。输入流体流大致包括第一流体成分和第二流体成分，并且期望将流体成分彼此分离。在一些实施方案中，第一流体成分是第一密度的液体，并且第二流体成分是第二密度的液体，该第二密度小于第一流体成分的密度。在其他实施方案中，第一流体成分主要是液体，并且第二流体成分主要是较低密度液体。在其他实施方案中，第一流体成分主要是水，并且第二流体成分主要是油。在其他实施方案中，第一流体成分是第一重量的液体，并且第二流体成分是第二重量的液体，该第二重量小于第一流体成分的重量。

进口122布置成使得输入流体流在进入时大致与进口室116相切，从而沿着进口室116的壁124的内表面125在涡旋流动路径中流动。因为叶轮30的流动通道162的进口164邻近进口室116的壁124，所以沿着壁124流动的流体被引导到叶轮30的流动通道162中，在此叶片150将流体径向地向内引导到毂152并且从第一毂端166轴向地引导到第二毂端168。值得注意的是，叶片150的形状可以选择成大致以与沿着壁124流动的流体的涡旋流动路径相同的顺时针或逆时针方向螺旋。流动的流体在梯形圆锥形第一流体室118的第一端121处，大致邻近中心轴线115，离开内叶轮叶片部分134。应当理解，当流体从进口室116流过并进入叶轮30时，外叶轮部分132的叶片150保持流体的涡旋流。同样，当流体在与第一流体室118的外壁145径向向内(且大致邻近中心轴线115)间隔开的位置离开叶轮30时，内叶轮部分134的叶片154保持流体的涡旋流。应当理解，与通常从内半径向外半径流动的叶轮的典型用途相反，本公开的叶轮30用于反向流动，即从外半径向内半径流动。

在任何情况下，当输入流体101(见图1)流入第一流体室118时，作用在涡旋输入流体上的离心力将输入流体的较重流体成分驱动到第一流体室118的外壁145，在此处，梯形圆锥形状的第一流体室118使得较高密度流体成分继续旋转的同时较高密度流体朝第一流体室118的第二端129移动。输入流体101的较低密度流体成分上的离心力比输入流体101的较重流体成分上的离心力小得多，因此，输入流体101的较低密度部分趋向于保持在将输入流体101引入第一流体室118的点附近。具体地，输入流体101的较低密度部分聚集在第一流体室118的中心轴线115附近，大致形成较低密度流体包层B。在一些实施方案中，施加在第一流体室118中的背压可以增强输入流体101的较低密度部分沿着中心轴线115大致邻近第一流体室118的第一端121聚集，尽管较低密度流体包层B可以沿着中心轴线115朝第二端129延伸。

此外，由于抽取管140的第二端144在较低密度流体包层B内终止，因此较低密度成分将流入抽取管140，然后流入管道P3以从第一流体室118中去除。应当理解，抽取管140通常具有比第一流体室118低的压力，从而促进了较低密度成分流入抽取管140中。在一个或多个实施方案中，可以通过施加到第一流体室118的背压来进一步促进该过程，该背压增大第一流体室118与抽取管140之间的压差，从而促进较低密度成分流入抽取管140中。在一个或多个实施方案中，可以通过泵107进一步促进该过程，该泵从包层B抽吸较低密度流体进入抽取管140。在一些实施方案中，泵107可以是真空泵。

尽管在特定实施方案中抽取管140可以是固定的，但是在一个或多个其他实施方案中，抽取管140是可移动的，从而允许抽取管相对于第一流体室118延伸或回缩，以便定位第二端144，以优化较低密度成分的聚集或使较低密度成分流入抽取管140以从第一流体室118中去除。在这些实施方案中，提供了可移动抽取点，其中抽取管140的延伸到第一流体室118中的至少一部分147是可移动的。可移动部分147可以沿着第一流体室118的中心轴线轴向地移动。在一些实施方案中，可移动部分147可以是伸缩的或以其他方式可伸缩地移动。在其他实施方案中，抽取管140可以简单地沿着第一流体室118的中心轴线轴向地移动。已经发现，较低密度流体包层B的形状和尺寸将基于流入第一流体室118中的流体的粘度而改变。因此，在一个或多个实施方案中，基于流入第一流体室118中的流体的特定粘度来调节如图1中所示的距离S。换句话说，基于包层B的形状来调节如图1中所示的距离S，以最大程度地从包层B中去除较低密度流体，其中，包层B的形状由流入第一流体室118中的特定流体的粘度决定。就这一点而言，系统100可以包括位于流动通道162的出口170上游的传感器104，以确定流体的特征(见图1和图2)。系统100可以基于所测量的特征来自动地调节抽取管140的第二端144在较低密度流体包层中的位置。例如，上游传感器104可以测量粘度或被系统100用来确定进入第一流体室118的流体的粘度。作为上游传感器104的附加或另选，传感器106可以定位在流动通道162的出口170的下游，以确定(1)离开第一流体室118的第二端129的流体的特征或(2)进入抽取管140的流体的特征。系统100可以基于传感器106测量的流体特征来自动地调节抽取管140的第二端144在较低密度流体包层B中的位置。例如，在较低密度流体是气体的情况下，下游传感器106可以测量在穿过抽取管140的流体流内是否存在气体或气侵，或者可以用于确定经由第二流体室120离开第一流体室118的液体中的气体含量。在任何前述构造中，可以使用传感器诸如上游传感器104或下游传感器106来测量流体的状况并在操作期间动态地调节抽取管140在包层B内的位置。

还应当理解，虽然可移动抽取管140通常被描述为与具有叶轮的流体分离装置110相关联，但是在其他实施方案中，可移动抽取管140将在没有叶轮的流体分离装置中同样良好地运行。因此，在一些实施方案中，图2的系统可以不设置叶轮130，但是通常包括大致如本文所述的与可调节抽取管140结合的所有其他部件，在一些实施方案中，可以基于来自一个或多个传感器诸如传感器104和106的反馈来动态地调节可调节抽取管。

图4是进口室116的局部装配图。特别地，在该实施方案中，进口室116被描绘为大致呈碗形，具有打开的第二端119。抽取管140被示出为同轴延伸穿过进口室116。进口122被示出为切向相交于进口室116。

图5A示出了与流体分离装置110一起使用的叶轮130的一个实施方案。叶轮130倒置地示出，以便示出外叶轮部分132和内叶轮部分134两者。叶轮130被示为具有第一外罩158和第二外罩160，在这两个外罩之间定位有多个螺旋叶150。外叶轮部分132通常被限定在罩158、160的外径处。此外，相邻的叶150与支撑叶150的至少一个罩158或160一起形成流动通道162，该流动通道的进口164被示出位于叶150的外半径处。毂152被示出为轴向地延伸穿过叶轮130。内叶轮部分134的叶154被示出为终止于小于罩158、160的外径的直径。

图5B示出了叶轮130的叶150和154的构造的各种非限制性实施方案。

图6示出了定位在进口室116的第二端119处的叶轮130。第二罩160被示出为与毂152同轴。此外，抽取管140被示出为延伸穿过毂152。另外，示出了内叶轮部分134的叶154。进口122被示出为切向相交于进口室116。

图7示出了组装的装置110的一个实施方案。因此，如图所示，进口室116被示出为附接到第一流体室118，该第一流体室被示出为附接到第二流体室120。如图所示，在该实施方案中，进口室116呈碗形，其中直径逐渐扩大。进口122被示出为切向相交于进口室116。最后，抽取管140被示出为同轴延伸穿过进口室116。

尽管在一些实施方案中，流体分离装置110通常被描述为从流体流中的液体中分离气体，但是在其他实施方案中，流体分离装置110可用于分离液体或其他密度不同的流体，诸如从水中分离油。在这种情况下，较低密度或较轻的液体，即第二流体，通常将迁移到由较低密度液体包层B代表的涡流，而较高密度或较重的液体，即第一流体，将向外迁移到第一流体室118的壁。在其他实施方案中，输入流体101可以是主要由其中夹带了液体的气体组成的湿气体。这样，流体分离装置110可以用于干燥湿气体。在其他实施方案中，在输入流体101仅仅是气态混合物的情况下，流体分离装置110还可以用于从较低密度气体中分离较高密度气体。因此，较低密度流体包层B简单地变成由第二流体形成的涡流B。然后，可以利用延伸到涡流B中的固定或可移动抽取点，诸如抽取管140，从如上所述的涡流B中抽取该第二流体。应当理解，在这种情况下，可以施加背压，诸如通过背压设备148施加背压，以帮助形成涡流B和通过抽取管140去除第二液体。

转到图8，在一个应用中，上述流体分离装置可以用于测量发动机的燃料燃烧/消耗。图8示出了用于测量发动机502诸如内燃机的燃料燃烧或消耗的发动机系统500。具体地，燃料泵504沿着燃料供应管线508将燃料从燃料容器506泵送到发动机502。如本文所述，第一流体分离装置510a沿着燃料供应管线508设置在发动机502的上游，以在将液体燃料注入发动机502之前从液体燃料中去除空气。在通过第一分离器系统510a处理燃料之后，传感器512测量燃料的特性，诸如输送到发动机502的液体燃料的体积，之后将燃料注入发动机502。在一些实施方案中，还可以将泵设置在第二流体分离装置510b的下游，以抽吸燃烧流体流进入第二流体分离装置510b，或者另选地将泵结合到第二流体分离装置510b中以抽吸流体流进入系统。此后，来自发动机的废气被引导到第二流体分离装置510b，燃烧气体与未燃烧的液体燃料在其中分离。传感器514测量燃料的特性，诸如未燃烧液体燃料的体积。然后，可以比较由传感器512测量的注入发动机502的燃料量和由传感器514测量的未燃烧的燃料量，以优化发动机502的运行。就这一点而言，可以设置控制器516以从传感器512和514接收数据并比较数据。控制器516还可用于响应于该比较对发动机502和/或泵504进行调节，诸如改变注入发动机502的燃烧室(未示出)的液体燃料量或改变与发动机502的液体燃料混合的燃烧空气量或调节泵504的流速。同样地，控制器516还可以大致如本文所述接收一个或两个分离器系统510的数据和/或控制其操作，以便通过调节进入分离器系统510的流速以及施加到每个分离器系统510中液体燃料流的背压来优化每个分离器系统的操作。第一分离器系统510a将来自燃料容器506的燃料流分离成液体燃料和空气。第二分离器系统510b将来自发动机502的废气流分离成废气和未燃烧的液体燃料。

因此，在一些实施方案中，流体分离装置510通常可包括主体114，该主体沿着中心轴线115延伸并且具有进口室116和第一流体室118。进口室116的形状被设计成促进引入其中的输入流体形成圆形涡旋流。在一个或多个实施方案中，进口室116是具有碗形以及逐渐增大的进口室直径的环形室。第一流体室118可以是梯形圆锥形状，其中直径沿着其长度逐渐减小。叶轮定位在进口室和第一流体室118之间。在一个或多个实施方案中，叶轮130相对于进口室116和第一流体室118固定。叶轮130通常可包括与内叶轮叶片部分134流体连通的外叶轮叶片部分132。抽取管140可延伸到第一流体室118中，邻近内叶轮叶片部分134。在一些实施方案中，抽取管140通常沿着中心轴线115穿过进口室116和叶轮30的中心。当输入流体经由进口122引入流体分离装置110时，输入流体被引导成沿着由进口室116形成的第一圆形流动路径。第一圆形流动路径可具有沿着流动路径的长度从第一圆形流动路径的起点到第一圆形流动路径的终点逐渐增大的直径。在第一圆形流动路径的终点，输入流体被引导成沿着第二螺旋流动路径，该第二螺旋流动路径从叶轮进口直径减小到叶轮出口直径。第二螺旋流动路径由固定叶轮130的叶片部分132、134形成。较低密度流体成分在邻近叶轮出口直径处形成中心包层或涡流，而围绕较低密度包层以第三直径形成较高密度流体成分的大致环形或圆锥形流。最后，较高密度流体成分沿着由第一流体室118形成的第三圆形流动路径被引导到出口131。第三圆形流动路径可具有沿着流动路径的长度从第三圆形流动路径的起点到第三圆形流动路径的终点逐渐减小的直径。为了避免疑问，流体分离装置510可以是本公开中描述的任何流体分离装置。

在图8的系统的另选实施方案中，可以取消流体分离装置510a，并且可以如上所述利用流体分离装置510b来回收未燃烧的液体燃料量。尽管在一些实施方案中，所回收的未燃烧燃料可以简单地经由返回管线518返回到燃料容器506，但是在其他实施方案中，可以诸如利用传感器514对流体分离装置510b所回收的未燃烧燃料进行分析，并可利用未燃烧燃料对发动机502进行调节，以提高发动机502的效率。

转到图9，在另一应用中，上述流体分离装置可用于通过在将液体燃料注入内燃机之前从液体燃料中去除空气来改善发动机性能。图9示出了用于在将液体燃料注入发动机602之前处理液体燃料诸如汽油、柴油、甲醇、乙醇或其他液体燃料的发动机系统600。具体地，燃料泵604沿着燃料供应管线608将燃料从燃料容器606诸如车辆燃料罐泵送到发动机602以进行燃烧。如本文所述，第一流体分离装置610沿着燃料管线608设置在发动机602的上游，以在将液体燃料注入发动机602之前从液体燃料中去除空气。分离器系统610将来自燃料容器606的燃料流分离成液体燃料和空气。为了避免疑问，流体分离装置610可以是本公开中描述的任何流体分离装置。

流体分离装置610通常可以包括主体114，该主体沿着中心轴线115延伸并且具有进口室116和第一流体室118。进口室116的形状被设计成促进引入其中的输入流体形成圆形涡旋流。在一个或多个实施方案中，进口室116是具有碗形以及逐渐增大的进口室直径的环形室。第一流体室118可以是梯形圆锥形状，其中直径沿着其长度逐渐减小。叶轮定位在进口室和第一流体室118之间。在一个或多个实施方案中，叶轮130相对于进口室116和第一流体室118固定。叶轮130通常可包括与内叶轮叶片部分134流体连通的外叶轮叶片部分132。抽取管140可延伸到第一流体室118中，邻近内叶轮叶片部分134。在一些实施方案中，抽取管140通常沿着中心轴线115穿过进口室116和叶轮30的中心。当输入流体经由进口122引入流体分离装置110时，输入流体被引导成沿着由进口室116形成的第一圆形流动路径。第一圆形流动路径可具有沿着流动路径的长度从第一圆形流动路径的起点到第一圆形流动路径的终点逐渐增大的直径。在第一圆形流动路径的终点，输入流体被引导成沿着第二螺旋流动路径，该第二螺旋流动路径从叶轮进口直径减小到叶轮出口直径。第二螺旋流动路径由固定叶轮130的叶片部分132、134形成。较低密度流体成分在邻近叶轮出口直径处形成中心包层或涡流，而围绕较低密度包层以第三直径形成较高密度流体成分的大致环形或圆锥形流。最后，较高密度流体成分沿着由第一流体室118形成的第三圆形流动路径被引导到出口131。第三圆形流动路径可具有沿着流动路径的长度从第三圆形流动路径的起点到第三圆形流动路径的终点逐渐减小的直径。为了避免疑问，流体分离装置610可以是本公开中描述的任何流体分离装置。

转到图10，在另一应用中，上述流体分离装置可以用于燃料加注操作以将燃料诸如燃油从一个燃料储存罐转移到另一燃料储存罐，诸如将燃料从燃料储存罐转移到海洋船舶的船上燃料罐。船用燃料通常是指船上使用的任何类型的燃料。船用燃料可以经由加油船诸如驳船输送到商船上，加油船通常将船用燃料保存在船上的大燃料罐中，或者船用燃料可以从位于陆地上的设有燃料罐的码头输送到商船上。输送船用燃料的做法通常称为“加注”。船用燃料通常可以从诸如加油驳船上的储油罐中泵送到商船上的储油罐中。在任何情况下，在加注操作中泵送燃料，特别是装有燃料的容器被清空时，往往会有大量空气被吸入并与燃料一起泵送，从而使泵送变得困难并且导致燃料的测量结果不准确。图10示出了沿着燃料管线802设置在第一燃料储存罐812和正在向其中泵送燃料的燃料罐，即第二燃料储存罐814之间的流体分离装置800。第一燃料储存罐812可以被承载在海洋船舶诸如海洋驳船816上，或者部署在陆地上的码头侧。第二储存燃料罐814可以类似地部署在陆地上或位于海洋船舶诸如船818上。可以在第一燃料储存罐814和流体分离装置800之间利用燃料泵804将燃料泵送到第二燃料储存罐814。液体测量设备820诸如传感器可以沿着燃料管线802定位在流体分离装置800和第二燃料储存罐814之间。控制器822可用于监测传感器820，并且在一些实施方案中，基于所监测的液体来控制泵804。

流体分离装置800通常可以包括主体114，该主体沿着中心轴线115延伸并且具有进口室116和第一流体室118。进口室116的形状被设计成促进引入其中的输入流体形成圆形涡旋流。在一个或多个实施方案中，进口室116是具有碗形以及逐渐增大的进口室直径的环形室。第一流体室118可以是梯形圆锥形状，其中直径沿着其长度逐渐减小。叶轮定位在进口室和第一流体室118之间。在一个或多个实施方案中，叶轮130相对于进口室116和第一流体室118固定。叶轮130通常可包括与内叶轮叶片部分134流体连通的外叶轮叶片部分132。抽取管140可延伸到第一流体室118中，邻近内叶轮叶片部分134。在一些实施方案中，抽取管140通常沿着中心轴线115穿过进口室116和叶轮30的中心。当输入流体经由进口122引入流体分离装置110时，输入流体被引导成沿着由进口室116形成的第一圆形流动路径。第一圆形流动路径可具有沿着流动路径的长度从第一圆形流动路径的起点到第一圆形流动路径的终点逐渐增大的直径。在第一圆形流动路径的终点，输入流体被引导成沿着第二螺旋流动路径，该第二螺旋流动路径从叶轮进口直径减小到叶轮出口直径。第二螺旋流动路径由固定叶轮130的叶片部分132、134形成。较低密度流体成分在邻近叶轮出口直径处形成中心包层或涡流，而围绕较低密度包层以第三直径形成较高密度流体成分的大致环形或圆锥形流。最后，较高密度流体成分沿着由第一流体室118形成的第三圆形流动路径被引导到出口131。第三圆形流动路径可具有沿着流动路径的长度从第三圆形流动路径的起点到第三圆形流动路径的终点逐渐减小的直径。为了避免疑问，流体分离装置510可以是本公开中描述的任何流体分离装置。为了避免疑问，流体分离装置800可以是本公开中描述的任何流体分离装置。

因此，将燃料从第一罐812中去除，使其流过流体分离装置800，然后将其引导到第二罐814。进入进口室116的进口122的燃料可具有大比例的空气包含在液体燃料中。从第一流体室118的出口131离开的液体燃料，在沿着第一圆形流动路径、第二螺旋流动路径和第三圆形流动路径流过之后，已经基本清除了夹带的空气，空气通过抽取管140被去除。

转到图11，在另一应用中，上述流体分离装置可用于储存罐或容器(陆上或海上)之间的液体转移系统中，以确保准确地测量转移的液体量。图11示出了沿着供应线或管线852设置在第一液体储存罐854和第二液体储存罐856之间的流体分离装置850。如本文所述，第一储存罐854和第二储存罐856中的一者或两者可以被承载在车辆诸如卡车或有轨车、驳船等之上，或者是固定结构。类似地，储存罐854、856可以是制造的容器或储器，并且可以用于储存任何液体，包括但不限于化学制品、碳氢化合物、燃料、牛奶或其他消耗性液体。类似地，可以将储存罐854、856设置为用于液体的长期或临时储存，或者可以是较大的制造或处理系统诸如裂化塔的临时容器或贮器。在任何情况下，可以在第一储存罐854和流体分离装置850之间利用液体泵858将液体泵送到第二储存罐856。液体测量设备860诸如传感器可以沿着管线852定位在流体分离装置850和第二储存罐856之间。控制器862可用于监测传感器860，并且在一些实施方案中，基于所监测的液体来控制泵858。

因此，在一些实施方案中，流体分离装置850通常可包括主体114，该主体沿着中心轴线115延伸并且具有进口室116和第一流体室118。进口室116的形状被设计成促进引入其中的输入流体形成圆形涡旋流。在一个或多个实施方案中，进口室116是具有碗形以及逐渐增大的进口室直径的环形室。第一流体室118可以是梯形圆锥形状，其中直径沿着其长度逐渐减小。叶轮定位在进口室和第一流体室118之间。在一个或多个实施方案中，叶轮130相对于进口室116和第一流体室118固定。叶轮130通常可包括与内叶轮叶片部分134流体连通的外叶轮叶片部分132。抽取管140可延伸到第一流体室118中，邻近内叶轮叶片部分134。在一些实施方案中，抽取管140通常沿着中心轴线115穿过进口室116和叶轮30的中心。当输入流体经由进口122引入流体分离装置110时，输入流体被引导成沿着由进口室116形成的第一圆形流动路径。第一圆形流动路径可具有沿着流动路径的长度从第一圆形流动路径的起点到第一圆形流动路径的终点逐渐增大的直径。在第一圆形流动路径的终点，输入流体被引导成沿着第二螺旋流动路径，该第二螺旋流动路径从叶轮进口直径减小到叶轮出口直径。第二螺旋流动路径由固定叶轮130的叶片部分132、134形成。较低密度流体成分在邻近叶轮出口直径处形成中心包层或涡流，而围绕较低密度包层以第三直径形成较高密度流体成分的大致环形或圆锥形流。最后，较高密度流体成分沿着由第一流体室118形成的第三圆形流动路径被引导到出口131。第三圆形流动路径可具有沿着流动路径的长度从第三圆形流动路径的起点到第三圆形流动路径的终点逐渐减小的直径。为了避免疑问，流体分离装置850可以是本公开中描述的任何流体分离装置。

因此，将液体从第一罐854中去除，使其流过系统850，然后将其引导到第二罐856。进入进口室116的进口122的液体可具有大比例的空气包含在液体中，这可能是在经过各种过程诸如经过液体的制造或处理或液体的简单处置时已经在液体中夹带了空气。从第一流体室118的出口131离开的液体，在沿着第一圆形流动路径、第二螺旋流动路径和第三圆形流动路径流过之后，已经基本清除了夹带的空气，空气通过抽取管140被去除。

转到图12，在另一应用中，上述流体分离装置可以用于各种制造过程中，诸如化学制品的处理或化学制品或食品的制造。

在制造过程的一个或多个实施方案中，流体分离装置可以用于从任何液体成分中去除气体，以提高纯度或产物质量。例如，在牛奶的处理中，空气的存在可能会对牛奶的味道产生不良影响。牛奶中存在空气还可能会降低牛奶变质前的寿命。相关地，在制造过程中暴露于热的流体中所夹带的气体或空气在加热期间可能膨胀，从而影响所制造的最终产物的质量。例如，在沥青瓦的制造中，用于制造瓦的液态沥青中存在气体会降低瓦的质量。由于这些原因，期望利用所述流体分离装置来去除在制造流体中夹带的气体。

在制造过程的一个或多个其他实施方案中，流体分离装置可以用于在制造过程中从非均质液体混合物中抽取目标液体。例如，通常期望从植物生物质或其他生物质中抽取液体物质。首先可以将生物质磨碎、切碎、压碎、粉碎或进行类似处理，然后将其与水混合以将目标液体物质释放到水中，从而产生非均质液体混合物，以用作本公开的上述流体分离装置的输入液体。就这一点而言，可以搅动湿生物质以进一步促进目标液体从湿生物质中释放。在任何情况下，随后可以将非均质液体混合物引入本公开的流体分离装置中，以从非均质液体混合物中回收目标液体。例如，上述过程可用于从大麻生物质中回收大麻二酚油。

对于这些制造过程中的任何过程，图12示出了沿着导管872设置在加工机874下游的流体分离装置870。加工机874可以设置成混合或搅拌来自液体储存罐或源876的制造液体和来自添加剂源878诸如储存容器或固体储存容器的添加剂。添加剂可以是固体诸如食物成分或生物质，或另一种液体诸如化学制品。液体储存罐或源876经由液体供应管线887与加工机874流体连通。在添加剂是固体诸如粉末态植物生物质的情况下，可以利用固体输送系统885诸如传送机或螺旋钻将固体从添加剂源878供应到加工机874。就这一点而言，加工机874可以是在各种食品制造或制备或化学制造中使用的搅拌机。在其他实施方案中，加工机874可以是在水力压裂操作中使用的搅拌机，以将支撑剂和流体混合然后通过高压水力压裂泵注入井眼。在其他实施方案中，加工机874可以是研磨机、切碎机、压碎机、粉碎机、混合机或搅拌机中的一者或多者。在一个或多个实施方案中，液体和固体的混合或搅拌可能在通常可以为液体或浆体形式的搅拌产物内引入不期望的夹带气体诸如空气。在其他实施方案中，液体和固体的混合或搅拌可以促进目标液体诸如油从固体释放到来自液体储存罐或源876的制造液体中。在任何情况下，都可以在加工机874和流体分离装置870之间利用液体泵879沿着产物输送管线889将液体泵送到流体分离装置870。分离器系统870将来自加工机874的流体流分离成主要流体流和次要流体流。在一个或多个实施方案中，主要流体流是消耗性饮料，诸如牛奶。在一个或多个实施方案中，主要流体流是水力压裂浆体。在一个或多个实施方案中，主要流体流是沥青。在一个或多个实施方案中，次要流体流是气体，诸如空气。在一个或多个实施方案中，次要流体流可以是油，诸如植物油或其他油。

因此，在一些实施方案中，流体分离装置870通常可包括主体114，该主体沿着中心轴线115延伸并且具有进口室116和第一流体室118。进口室116的形状被设计成促进引入其中的输入流体形成圆形涡旋流。在一个或多个实施方案中，进口室116是具有碗形以及逐渐增大的进口室直径的环形室。第一流体室118可以是梯形圆锥形状，其中直径沿着其长度逐渐减小。叶轮定位在进口室和第一流体室118之间。在一个或多个实施方案中，叶轮130相对于进口室116和第一流体室118固定。叶轮130通常可包括与内叶轮叶片部分134流体连通的外叶轮叶片部分132。抽取管140可延伸到第一流体室118中，邻近内叶轮叶片部分134。在一些实施方案中，抽取管140通常沿着中心轴线115穿过进口室116和叶轮30的中心。当输入流体经由进口122引入流体分离装置110时，输入流体被引导成沿着由进口室116形成的第一圆形流动路径。第一圆形流动路径可具有沿着流动路径的长度从第一圆形流动路径的起点到第一圆形流动路径的终点逐渐增大的直径。在第一圆形流动路径的终点，输入流体被引导成沿着第二螺旋流动路径，该第二螺旋流动路径从叶轮进口直径减小到叶轮出口直径。第二螺旋流动路径由固定叶轮130的叶片部分132、134形成。较低密度流体成分在邻近叶轮出口直径处形成中心包层或涡流，而围绕较低密度包层以第三直径形成较高密度流体成分的大致环形或圆锥形流。最后，较高密度流体成分沿着由第一流体室118形成的第三圆形流动路径被引导到出口131。第三圆形流动路径可具有沿着流动路径的长度从第三圆形流动路径的起点到第三圆形流动路径的终点逐渐减小的直径。为了避免疑问，流体分离装置870可以是本公开中描述的任何流体分离装置。

在一个或多个实施方案中，离开加工机874的液体产物流过系统870，以便从液体产物中去除空气，随后处理液体产物。进入进口室116的进口122的液体产物可具有大比例的空气包含在液体产物中，这可能是在经过各种过程诸如由加工机874混合或搅拌时已经在液体产物中夹带了空气。从第一流体室118的出口131离开的液体产物，在沿着第一圆形流动路径、第二螺旋流动路径和第三圆形流动路径流过之后，已经基本清除了夹带的空气，夹带的空气可以通过抽取管140从系统870中去除。

在一个或多个其他实施方案中，离开加工机874的液体混合物流过系统870，以便从液体混合物中抽取目标液体。进入进口室116的进口122的液体混合物可以具有载体液基，诸如水充当载体，随着目标液体与水混合，目标液体可能在经过各种过程诸如由加工机874进行混合或搅拌或搅动时已经释放到水基中。在载体液体已经沿着第一圆形流动路径、第二螺旋流动路径和第三流动路径流过之后，离开第一流体室118的出口131的载体液体已经基本清除了目标液体的同时，目标液体通过抽取管140被去除并被回收以随后用于期望用途。

在一个或多个实施方案中，为了防止损坏泵部件，期望从水力压裂浆体中去除空气，然后将浆体引入高压水力压裂泵。已经发现，与夹带在水力压裂流体中的支撑剂不同，气泡对这些内部泵部件的危害明显更大，导致腐蚀这些部件的气蚀，这可能降低泵的性能、增加泵的维护量并缩短部件的使用寿命。因此，液体储存罐或源876可以容纳水、凝胶、泡沫或其他流体，以用于与容纳在固体储存容器878中的固体支撑剂诸如沙子搅拌。流体管线887可将液体从液体储存罐876输送到搅拌机874，而固体输送系统885，诸如传送机或螺旋钻，可将支撑剂从固体储存罐878输送到搅拌机874。一旦将液体和固体搅拌成水力压裂浆体，就将浆体引入流体分离装置870的进口室116的进口122，以从浆体中去除空气，然后将浆体引入高压水力压裂泵(未示出)中，以用于将浆体泵入井眼(未示出)。

在其他实施方案中，提供了处理从井眼回收的多相流体流的方法。该方法将多相流体流分离成主要包括气相的第一流体成分和主要包括液相的第二流体成分。当然，第一成分可以包括各种气态烃诸如天然气，并且流体成分可以包括液态烃、钻井液、水等，以及固体诸如钻屑。

在图13中示出了用于从流体流中的一种流体成分诸如液体或较高密度流体中去除另一种流体成分诸如气体或较低密度流体的方法900。在第一步骤902中，使具有第一流体成分和第二流体成分的输入流体围绕轴线115以第一直径沿着第一环形流动路径循环。就这一点而言，可以将输入流体以第一直径引入环形室中，并且将其引导成沿着第一环形流动路径，该第一环形流动路径沿着该流动路径具有逐渐增大的直径，诸如其中环形室是碗形的情况。

在步骤904中，将以第一直径循环的循环输入流体引入叶轮中。在一个或多个实施方案中，叶轮是固定的。此外，叶轮的进口邻近第一直径定位，使得循环输入流体以第一直径进入叶轮。

在步骤906中，将循环输入流体引导成沿着同样围绕轴线115形成的第二螺旋流动路径。在一个或多个实施方案中，第二螺旋流动路径从第一直径减小到小于第一直径的第二直径。在一个或多个实施方案中，叶轮的叶形成螺旋流动路径，以将循环流体从第一直径引导成小于第一直径的第二直径。

在步骤908中，将以第二直径循环的流体以第二直径释放到直径大于第二直径的室中。在一个或多个实施方案中，室是圆形的或球形的并且通常被限定为沿着中心轴线。第二直径大致邻近中心轴线，使得以第二直径释放的循环流体大致邻近中心轴线释放。在一个或多个实施方案中，室是围绕中心轴线形成的细长梯形圆锥形室。

在步骤910中，在室内大致邻近第二直径的区域形成较低密度流体成分的包层或涡流。就这一点而言，较高密度流体成分围绕较低密度流体包层形成环形面，该环形面具有的第三直径大于第二直径。较低密度包层沿着中心轴线形成。在一个或多个实施方案中，包层具有的直径大约为第二直径，而在其他实施方案中，包层的直径可以小于或大于第二直径。在任何情况下，包层由涡旋的较低密度流体成分形成，该成分通常保留在由于将输入流体以第二直径释放到室中而形成的“紧密”涡旋流或涡流中。包层的形状将取决于形成较低密度流体成分的较低密度流体的密度。更具体地讲，较低密度流体成分的密度将决定包层的直径以及包层沿着中心轴线的长度。就这一点而言，包层的形状可以随着较低密度流体成分的密度变化而变化。

在步骤912中，从室中抽取或去除较低密度流体成分。在一个或多个实施方案中，沿着中心轴线从室中抽取较低密度流体成分。抽取管进口可定位在较轻流体包层中。在一个或多个实施方案中，抽取管沿着中心轴线延伸。在一个或多个实施方案中，基于包层的形状来调节包层中的抽取管和抽取管进口的位置。因此，例如，抽取管可以基于包层的形状而沿着中心轴线延伸或回缩。就这一点而言，由于形成包层的流体成分的密度决定了包层的形状，因此可以基于较低密度流体成分的密度来调节抽取管在包层内的位置。在一个或多个实施方案中，可以在流体室的上游或下游测量较低密度流体成分的密度，并且可以基于所测量的密度来调节抽取管的位置。该测量和位置调节可以是动态的，并且可以实时发生，以便最大程度地从室中抽取较低密度流体成分。

在步骤914中，较高密度流体成分沿着第三环形流动路径循环，该第三环形流动路径的直径沿着第二环形流动路径的长度的至少一部分从第三直径逐渐减小到第四直径。在一个或多个实施方案中，第三环形流动路径由围绕中心轴线115形成的细长梯形圆锥形室形成。

在步骤916中，从室中抽取或去除较高密度流体成分。在一个或多个实施方案中，可以从流体室中以大于第二直径的第四直径抽取较高密度流体成分。然而，在其他实施方案中，第二环形流动路径可以渐缩为小于第二直径的第四直径。在一个或多个实施方案中，可以沿着轴线115抽取较高密度流体成分，使得沿着轴线115在第一方向上抽取较低密度流体成分，并且沿着轴线115在相反的方向上抽取较高密度流体成分。

因此，已经描述了用于从一种流体成分诸如液体中去除另一种流体成分诸如较低密度流体的流体分离装置。在一个或多个实施方案中，流体分离装置可包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小；叶轮，该叶轮设置在进口室和第一流体室之间，其中叶轮包括外叶轮叶片部分和内叶片部分，该外叶轮叶片部分邻近外壁与进口室流体连通，该内叶片部分邻近第一流体室的中心轴线与第一流体室流体连通；和抽取管，该抽取管从第一流体室的第一端延伸穿过叶轮并穿过环形进口室。在其他实施方案中，流体分离装置可包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小；叶轮，该叶轮设置在进口室和第一流体室之间，其中叶轮包括形成穿过叶轮的流动路径的多个叶片，该流动路径从叶轮的外径处的进口延伸到叶轮的内径处的出口；和抽取管，该抽取管在第一流体室中从邻近轴线处延伸。在其他实施方案中，流体分离装置可包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小；第二流体室，该第二流体室与第一流体室的第二端流体连通；和可移动抽取管，该可移动抽取管从第一流体室的第一端延伸。在其他实施方案中，流体分离装置可包括：流动通道，该流动通道沿着中心轴线形成具有圆形横截面并且在该流动通道的第一端具有进口而在该流动通道的第二端具有出口，所述进口使得所述液体切向流入所述流动通道中，所述流动通道具有第一流动区段和第二流动区段，所述第一流动区段从所述进口朝所述出口逐渐且连续地减小所述流动路径的直径，所述第二流动区段与所述第一流动区段直接连接；和抽取管，该抽取管从其第一端同轴延伸到流动通道中，该抽取管具有可以沿着中心轴线延伸或回缩的可轴向移动部分。在其他实施方案中，流体分离装置可包括：第一流体室，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，其直径沿着第一流体室的中心轴线朝第一流体室的下游侧的出口减小；排放口，该排放口设置在第一流体室的上游侧，被定位成使得包含要从中去除的较低密度流体的流体流经由所述排放口被引入第一流体室，并且沿着第一流体室的内壁切线方向被排放，以在第一流体室中形成包含要从中去除的较低密度流体的流体的涡旋流；可移动抽取管，该可移动抽取管具有突出到第一流体室中的远端，并且被构造成在第一流体室的中心轴线上抽吸通过涡旋流聚集在第一流体室附近的第二较低密度流体，该可移动抽取管具有可以沿着中心轴线延伸或回缩的可轴向移动部分；和第一流体室出口，该第一流体室出口被构造成排放利用第一管道从中去除了较低密度流体的第一流体。

同样，已经描述了用于从液体中去除气泡的流体分离装置，该流体分离装置可包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小；叶轮，该叶轮设置在进口室和第一流体室之间，其中叶轮包括外叶轮叶片部分和内叶片部分，该外叶轮叶片部分邻近外壁与进口室流体连通，该内叶片部分邻近第一流体室的中心轴线与第一流体室流体连通；和抽气管，该抽气管从第一流体室的第一端延伸穿过叶轮并穿过环形进口室。在其他实施方案中，用于从液体中去除气泡的流体分离装置可包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小；叶轮，该叶轮设置在进口室和第一流体室之间，其中叶轮包括形成穿过叶轮的流动路径的多个叶片，该流动路径从叶轮的外径处的进口延伸到叶轮的内径处的出口；和抽气管，该抽气管从第一流体室的第一端延伸穿过叶轮并穿过环形进口室。在其他实施方案中，用于从液体中去除气泡的流体分离装置可包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小；第二流体室，该第二流体室与第一流体室的第二端流体连通；和可移动抽取管，该可移动抽取管从第一流体室的第一端延伸穿过叶轮并穿过环形进口室。在其他实施方案中，用于从液体中去除气泡的流体分离装置可包括：流动通道，该流动通道沿着中心轴线形成具有圆形横截面并且在该流动通道的第一端具有进口而在该流动通道的第二端具有出口，所述进口使得所述液体切向流入所述流动通道中，所述流动通道具有第一流动区段和第二流动区段，所述第一流动区段从所述进口朝所述出口逐渐且连续地减小所述流动路径的直径，所述第二流动区段与所述第一流动区段直接连接；和抽气管，该抽气管从其第一端同轴延伸到流动通道中，该抽气管具有可以沿着中心轴线延伸或回缩的可轴向移动部分。用于从液体中去除气泡的装置的另一个实施方案可包括：第一流体室，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，其直径沿着第一流体室的中心轴线朝第一流体室的下游侧的出口减小；排放口，该排放口设置在第一流体室的上游侧，被定位成使得包含要从中去除的气泡的流体流经由所述排放口被引入第一流体室，并且沿着第一流体室的内壁切线方向被排放，以在第一流体室中形成包含要从中去除的气泡的流体的涡旋流；可移动抽取管，该可移动抽取管具有突出到第一流体室中的远端，并且被构造成在第一流体室的中心轴线上吸取通过涡旋流聚集在第一流体室附近的包含要从中去除的气泡的第二流体，该可移动抽取管具有可以沿着中心轴线延伸或回缩的可轴向移动部分；和第一流体室出口，该第一流体室出口被构造成排放利用第一管道从中去除了气泡的第一流体。

在其他实施方案中，已经描述了水力压裂系统，该水力压裂系统通常可包括液体源、添加剂源、搅拌机、与搅拌机流体连通的泵以及在线设置在搅拌机和泵之间的第一流体分离装置。

其中第一流体分离装置包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口，该进口室与燃料进口流体连通；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小，燃料出口与第一流体室的第二端流体连通；叶轮，该叶轮设置在进口室和第一流体室之间，其中叶轮包括外叶轮叶片部分和内叶片部分，该外叶轮叶片部分邻近外壁与进口室流体连通，该内叶片部分邻近第一流体室的中心轴线与第一流体室流体连通；和抽取管，该抽取管从第一流体室的第一端延伸穿过叶轮并穿过环形进口室，该抽取管与气体出口流体连通。

因此，已经描述了用于测量燃料燃烧的发动机系统。在一个或多个实施方案中，发动机系统可包括：燃料容器；燃料泵，该燃料泵与燃料容器流体连通；第一流体分离装置，该第一流体分离装置与燃料泵流体连通并且具有燃料进口、燃料出口和气体出口；和发动机，该发动机具有燃料进口和废气出口，该发动机的燃料进口与第一流体分离装置流体连通。其中，第一流体分离装置可包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口，该进口室与燃料进口流体连通；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小，燃料出口与第一流体室的第二端流体连通；叶轮，该叶轮设置在进口室和第一流体室之间，其中叶轮包括外叶轮叶片部分和内叶片部分，该外叶轮叶片部分邻近外壁与进口室流体连通，该内叶片部分邻近第一流体室的中心轴线与第一流体室流体连通；和抽取管，该抽取管从第一流体室的第一端延伸穿过叶轮并穿过环形进口室，该抽取管与气体出口流体连通。

另外，已经描述了燃料加注装置。在一个或多个实施方案中，燃料加注装置通常可包括：具有出口的第一燃料储存罐；具有进口的第二燃料储存罐；和第一流体分离装置，该第一流体分离装置包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口，该进口与第一燃料储存罐的出口流体连通；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小，第二燃料储存罐的燃料进口与第一流体室的第二端流体连通；叶轮，该叶轮设置在进口室和第一流体室之间，其中叶轮包括外叶轮叶片部分和内叶片部分，该外叶轮叶片部分邻近外壁与进口室流体连通，该内叶片部分邻近第一流体室的中心轴线与第一流体室流体连通；和抽取管，该抽取管在第一流体室内从邻近轴线处延伸。

同样，已经描述了液体处理装置。在一个或多个实施方案中，液体监测装置可包括：具有出口的第一液体储存容器；具有进口的第二液体储存容器；和第一流体分离装置，该第一流体分离装置包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口，该进口与第一液体储存容器的出口流体连通；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小，第二液体储存容器的进口与第一流体室的第二端流体连通；叶轮，该叶轮设置在进口室和第一流体室之间，其中叶轮包括外叶轮叶片部分和内叶片部分，该外叶轮叶片部分邻近外壁与进口室流体连通，该内叶片部分邻近第一流体室的中心轴线与第一流体室流体连通；和抽取管，该抽取管从邻近第一流体室的第一端处延伸。

在其他实施方案中，已经描述了制造系统。制造系统通常可包括：第一流体源；第一添加剂源；加工机，该加工机与第一流体源流体连通并且与第一添加剂源连通，该加工机具有流体出口；和第一流体分离装置，该第一流体分离装置包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口，该进口与加工机的出口流体连通；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小；叶轮，该叶轮设置在进口室和第一流体室之间，其中叶轮包括外叶轮叶片部分和内叶片部分，该外叶轮叶片部分邻近外壁与进口室流体连通，该内叶片部分邻近第一流体室的中心轴线与第一流体室流体连通；和抽取管，该抽取管从第一流体室的第一端延伸穿过叶轮并穿过环形进口室。

前述实施方案中的任一个实施方案可以进一步单独地或者彼此组合地包括以下中的任一者：

进口室从第一端延伸到第二端并且呈碗形，其中环形室的直径D从第一端到第二端逐渐增大。

进口室是气缸。

进口室从第一端延伸到第二端，并且第一端封闭而第二端打开，叶轮固定在环形进口室的第二开口端中以封闭进口室。

叶轮的叶片相对于进口室壁固定。

进口从进口室的轴线切向地偏移。

进口具有穿过其中的中心线，该中心线与垂直穿过进口部分的中心轴线的线形成角度θ，其中角度θ是锐角。

进口具有穿过其中的中心线，该中心线与垂直穿过进口部分的中心轴线的线形成角度θ，其中角度θ大于零度。

外叶片部分包括多个向内螺旋、间隔开的叶片。

内叶片部分包括从叶轮毂延伸的多个向外螺旋、间隔开的叶片。

叶轮包括多个叶片，该多个叶片从叶轮的内径处、叶轮的毂延伸到叶轮的外径，其中在叶轮外径处的叶轮叶片邻近环形进口室的外壁并且在叶轮毂处的叶轮叶片邻近第一流体室的第一端。

外叶轮叶片部分包括第一多个叶片，并且内叶轮叶片部分包括与第一多个叶片不同的第二多个叶片。

外叶轮叶片部分和内叶轮叶片部分包括相同的叶片。

抽取管具有的直径小于第一流体室的任何直径。

抽取管具有第一端和第二端，其中抽取管的第二端邻近第一流体室的第一端。

抽取管的第二端延伸到第一流体室中。

抽取管的第二端是伸缩的。

抽取管的第二端能够在距叶轮的第一距离和距叶轮的第二距离之间移动。

抽取管与叶轮和第一流体室同轴。

压力调节器，用于向第一流体室的第二端施加背压。

叶轮包括与进口部分和第一流体部分同轴的叶轮毂。

第一多个叶片的部分与第二组多个叶片的部分交错。

传感器，设置在第一流体室的上游，并且用于确定进口室内的流体的粘度。

传感器，设置成测量抽取管中的流体流的气侵。

第一流动区段是具有中空梯形圆锥形状的第一流体室，其直径朝流动通道的出口减小。

第一流体成分是第一密度的液体，并且第二流体成分是第二密度的液体，该第二密度小于第一流体成分的密度。

第一流体成分主要是液体，并且第二流体成分主要是较低密度液体。

第一流体成分是第一重量的液体，并且第二流体成分是第二重量的液体，该第二重量小于第一流体成分的重量。

第二流体室，与第一流体室的第二端流体连通。

第二流体分离装置，包括：环形进口室，该环形进口室围绕中心轴线形成并且在进口室的外壁中具有进口，该进口室与发动机的废气出口流体连通；第一流体室，该第一流体室与进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，该第一流体室具有中空梯形圆锥形状，该中空梯形圆锥形状的直径在第一端和第二端之间减小；叶轮，该叶轮设置在进口室和第一流体室之间，其中叶轮包括外叶轮叶片部分和内叶片部分，该外叶轮叶片部分邻近外壁与进口室流体连通，该内叶片部分邻近第一流体室的中心轴线与第一流体室流体连通；和抽取管，该抽取管从第一流体室的第一端延伸穿过叶轮并穿过环形进口室，该抽取管与气体出口流体连通。

高压水力压裂泵，该高压水力压裂泵与第一流体室的第二端流体连通。

储存罐，该储存罐与流体分离装置整体形成。

储存罐壁，该储存罐壁围绕第一流体室的至少一部分延伸，以便在第一流体室和储存罐壁之间形成附加储存室。

储存罐壁，该储存罐壁围绕中空梯形圆锥形状的第一流体室的至少一部分延伸，以便在第一流体室和储存罐壁之间形成附加储存室。

储存罐壁从第一流体室的壁的渐缩部延伸。

堰，该堰设置在附加储存室中。

抽取管与整体形成的储存罐流体连通。

抽取管与附加储存室流体连通。

第一出口，该第一出口定位在堰上方，和第二出口，该第二出口邻近堰底部定位。

堰是向上延伸的板。

加工机是搅拌机。

加工机选自研磨机、切碎机、压碎机、粉碎机、混合机和搅拌机。

第一添加剂源是植物生物质源。

固体输送系统，该固体输送系统在第一添加剂源和加工机之间延伸。

固体输送系统是传送机。

固体输送系统为螺旋钻。

第一添加剂源是储存容器。

第一添加剂源是液体罐。

叶轮叶片向内螺旋。

液体泵，该液体泵与加工机出口和流体分离装置进口流体连通。液体泵，该液体泵与第一液体储存容器的出口和第一流体分离装置的进口流体连通。

液体测量设备，该液体测量设备与第二液体储存容器的进口流体连通。

第一燃料储存罐在驳船上。

第二燃料储存罐在船上。

燃料泵，该燃料泵与第一燃料储存罐的出口和第一流体分离装置的进口流体连通。

液体测量设备，该液体测量设备与第二燃料储存罐的进口流体连通。

附加泵，该附加泵与第二流体分离装置的第一流体室的第二端流体连通。

传感器，该传感器设置成测量从第二流体分离装置排放的未燃烧燃料的特性。

传感器，该传感器设置成测量从第一流体分离装置排放的燃料的特性。

制造系统是植物生物质加工机。

第一液体储存容器，该第一液体储存容器具有与环形进口室的进口流体连通的第一流体出口。

内燃机，该内燃机与第一流体室的第二端流体连通。

第二液体储存容器，该第二液体储存容器具有与第一流体室的第二端流体连通的流体进口。

制造系统，该制造系统与环形进口室的进口流体连通。

制造系统，该制造系统与第一流体室的第二端的进口流体连通。

液体处理系统是流体测量系统。

抽取管，该抽取管从邻近叶轮出口处延伸。

抽取管，该抽取管在第一流体室中从邻近轴线处延伸。

抽取管，该抽取管从第一流体室的第一端延伸。

抽取管，该抽取管从第一流体室延伸穿过叶轮并穿过环形进口室。

抽取管，该抽取管从第一流体室沿着轴线延伸穿过叶轮并穿过环形进口室。

因此，已经描述了用于从流体流中的一种流体成分诸如液体中去除另一种流体成分诸如较低密度流体的方法。在一个或多个实施方案中，方法可包括：将被引导的输入流体引导成沿着围绕轴线的第一圆形流动路径；在第一圆形流动路径的终点，将输入流体引导成沿着围绕轴线的第二螺旋流动路径，该螺旋流动路径从第一直径减小到第二直径；邻近第二直径沿着轴线形成较低密度流体成分的中心涡流包层；围绕较低密度涡流包层以第三直径形成较高密度流体成分的大致环形或圆锥形流；从涡流包层中抽取较低密度流体成分；以及将较高密度流体成分引导成沿着围绕轴线形成的第三圆形流动路径。在一个或多个实施方案中，方法可包括：将被引导的输入流体引导成沿着具有逐渐增大的直径的第一圆形流动路径，该第一圆形流动路径围绕轴线形成；在第一圆形流动路径的终点，将输入流体引导成沿着围绕轴线的第二螺旋流动路径，该螺旋流动路径从第一直径减小到第二直径；邻近第二直径沿着轴线形成较低密度流体成分的中心涡流包层；围绕较低密度涡流包层以第三直径形成较高密度流体成分的大致环形或圆锥形流；从涡流包层中抽取较低密度流体成分；以及将较高密度流体成分引导成沿着围绕轴线形成的具有逐渐减小的直径的第三圆形流动路径。在一个或多个实施方案中，方法可包括：将被引导的输入流体引导成沿着具有逐渐增大的直径的第一圆形流动路径，该第一圆形流动路径围绕轴线形成；在第一圆形流动路径的终点，将输入流体引导成沿着围绕轴线的第二螺旋流动路径，该螺旋流动路径从第一直径减小到第二直径；邻近第二直径沿着轴线形成较低密度流体成分的中心涡流包层；围绕较低密度涡流包层以第三直径形成较高密度流体成分的大致环形或圆锥形流；沿着轴线从涡流包层中抽取较低密度流体成分；将较高密度流体成分引导成沿着围绕轴线形成的具有逐渐减小的直径的第三圆形流动路径；以及沿着轴线抽取较高密度流体成分。在一个或多个实施方案中，方法可包括：将流体引入环形室中；使流体以第一直径围绕环形室循环；将以第一直径循环的流体引导到邻近第一直径的叶轮进口中；利用叶轮的叶片将循环流体从第一直径引导成小于第一直径的第二直径；将较小直径的循环流体释放到细长梯形圆锥形室中邻近该室的中心轴线；围绕细长梯形圆锥形室的中心轴线形成较低密度流体的包层；以及将抽取管定位在包层内，以从细长梯形圆锥形室中去除较低密度流体。在其他实施方案中，方法可包括：使流体沿着环形流动路径以第一直径循环；将以第一直径循环的流体引导到邻近第一直径的叶轮进口中；利用叶轮的叶片将循环流体从第一直径引导成小于第一直径的第二直径；邻近第二较小直径形成较低密度较轻流体包层，并且从较低密度流体包层中去除较低密度流体；以及使来自第二直径的循环流体的液体以大于较低密度流体包层的第三直径循环。在其他实施方案中，方法包括将流体引入环形室中；使流体以第一直径围绕环形室循环；将循环流体释放到邻近的细长梯形圆锥形室中；围绕细长梯形圆锥形室的中心轴线形成较低密度流体的包层；将抽取管定位在包层内，以从室中去除较低密度流体；以及调节抽取管在包层内的位置。在一个或多个实施方案中，方法可包括：将具有第一流体成分和第二流体成分的流体引入环形室中；使流体以第一直径围绕环形室循环；将以第一直径循环的流体引导到邻近第一直径的叶轮进口中；利用叶轮的叶片将循环流体从第一直径引导成小于第一直径的第二直径；将较小直径的循环流体释放到细长梯形圆锥形室中邻近该室的中心轴线；围绕细长梯形圆锥形室的中心轴线形成一种流体成分的涡流；以及将抽取管定位在涡流内，以从细长梯形圆锥形室中去除所述一种流体成分。在其他实施方案中，方法可包括：使具有第一流体成分和第二流体成分的流体以第一直径沿着环形流动路径循环；将第一直径的循环流体引导到邻近第一直径的叶轮进口中；利用叶轮的叶片将循环流体从第一直径引导成小于第一直径的第二直径；邻近第二较小直径形成第二流体成分的涡流并且去除第二流体成分；以及使来自第二直径的循环流体的第一流体成分以大于较低密度流体包层的第三直径循环。在其他实施方案中，方法包括：将具有第一流体成分和第二流体成分的流体引入环形室中；使流体以第一直径围绕环形室循环；将循环流体释放到邻近的细长梯形圆锥形室中；围绕细长梯形圆锥形室的中心轴线形成第二流体成分的涡流；将抽取管定位在涡流内，以从室中去除第二流体成分；以及调节抽取管在涡流内的位置。

同样，已经描述了用于从液体中去除气泡的方法，并且该方法可包括：将流体引入环形室中；使流体以第一直径围绕环形室循环；将以第一直径循环的流体引导到邻近第一直径的叶轮进口中；利用叶轮的叶片将循环流体从第一直径引导成小于第一直径的第二直径；将较小直径的循环流体释放到细长梯形圆锥形室中邻近该室的中心轴线；围绕细长梯形圆锥形室的中心轴线形成气泡的包层；以及将抽取管定位在包层内，以从细长梯形圆锥形室中去除气泡。用于从液体中去除气泡的方法的其他实施方案可包括：使流体沿着环形流动路径以第一直径循环；将以第一直径循环的流体引导到邻近第一直径的叶轮进口中；利用叶轮的叶片将循环流体从第一直径引导成小于第一直径的第二直径；邻近第二较小直径形成气泡包层，并且从气泡包层中去除气体；以及使来自第二直径的循环流体的液体以大于气泡包层的第三直径循环。用于从液体中去除气泡的方法的其他实施方案可包括：将流体引入环形室中；使流体以第一直径围绕环形室循环；将循环流体释放到邻近的细长梯形圆锥形室中；围绕细长梯形圆锥形室的中心轴线形成气泡的包层；将抽取管定位在包层内，以从室中去除气泡；以及调节抽取管在包层内的位置。用于从流体流中的一种流体成分中去除另一种流体成分的方法的其他实施方案可包括：将具有第一流体成分和第二流体成分的流体引入环形室中；使流体以第一直径围绕环形室循环；将以第一直径循环的流体引导到邻近第一直径的叶轮进口中；利用叶轮的叶片将循环流体从第一直径引导成小于第一直径的第二直径；将较小直径的循环流体释放到细长梯形圆锥形室中邻近该室的中心轴线；围绕细长梯形圆锥形室的中心轴线形成一种流体成分的涡流；以及将抽取管定位在涡流内，以从细长梯形圆锥形室中去除所述一种流体成分。用于从流体流中的一种流体成分中去除另一种流体成分的其他方法可包括：使具有第一流体成分和第二流体成分的流体以第一直径沿着环形流动路径循环；将第一直径的循环流体引导到邻近第一直径的叶轮进口中；利用叶轮的叶片将循环流体从第一直径引导成小于第一直径的第二直径；邻近第二较小直径形成第二流体成分的涡流并且去除第二流体成分；以及使来自第二直径的循环流体的第一流体成分以大于气泡包层的第三直径循环。最后，用于从流体流中的一种流体成分中去除另一种流体成分的其他方法可包括：将具有第一流体成分和第二流体成分的流体引入环形室中；使流体以第一直径围绕环形室循环；将循环流体释放到邻近的细长梯形圆锥形室中；围绕细长梯形圆锥形室的中心轴线形成第二流体成分的涡流；将抽取管定位在涡流内，以从室中去除第二流体成分；以及调节抽取管在涡流内的位置。

在其他实施方案中，已经描述了对井眼进行水力压裂的方法，并且该方法通常可包括：将流体引入搅拌机中；将添加剂引入搅拌机中；利用搅拌机将流体与添加剂混合以生产水力压裂流体；将来自搅拌机的水力压裂流体引导成沿着具有逐渐增大的直径的第一圆形流动路径，该第一流动路径围绕轴线形成；在第一圆形流动路径的终点，将水力压裂流体引导成沿着围绕轴线的第二螺旋流动路径，该螺旋流动路径从第一直径减小到第二直径；邻近第二直径沿着轴线形成气态流体的中心涡流包层；围绕气态流体涡流包层以第三直径形成剩余水力压裂流体的大致环形或圆锥形流；沿着轴线从涡流包层中抽取气态流体；将剩余水力压裂流体引导成沿着围绕轴线形成的具有逐渐减小的直径的第三圆形流动路径；沿着轴线抽取水力压裂流体；以及将抽取的水力压裂流体引导到水力压裂泵中。

在一个或多个其他实施方案中，已经描述了制造方法，并且该制造方法通常包括以下步骤：将第一流体输送到加工机；将第一附加成分输送到加工机；处理第一流体和第一附加成分以产生液体混合物；将液体混合物引导成沿着具有逐渐增大的直径的第一圆形流动路径，该第一流动路径围绕轴线形成；在第一圆形流动路径的终点，将液体混合物引导成沿着围绕轴线的第二螺旋流动路径，该螺旋流动路径从第一直径减小到第二直径；邻近第二直径沿着轴线形成液体混合物的较低密度流体成分的中心涡流包层；围绕较低密度流体成分涡流包层以第三直径形成液体混合物的较高密度流体成分的大致环形或圆锥形流；沿着轴线从涡流包层中抽取较低密度流体成分；将较高密度流体成分引导成沿着围绕轴线形成的具有逐渐减小的直径的第三圆形流动路径；以及沿着轴线抽取较高密度流体成分。

在一个或多个其他实施方案中，已经描述了液体转移方法，并且该方法通常包括以下步骤：将第一液体储存容器中的液体泵送到第二液体储存容器中；将从第一液体储存容器中泵出的液体引导成沿着具有逐渐增大的直径的第一圆形流动路径，该第一流动路径围绕轴线形成；在第一圆形流动路径的终点，将液体引导成沿着围绕轴线的第二螺旋流动路径，该螺旋流动路径从第一直径减小到第二直径；邻近第二直径沿着轴线形成液体的较低密度流体成分的中心涡流包层；围绕较低密度流体成分涡旋包层以第三直径形成液体的较高密度流体成分的大致环形或圆锥形流；沿着轴线从涡流包层中抽取较低密度流体成分；将较高密度流体成分引导成沿着围绕轴线形成的具有逐渐减小的直径的第三圆形流动路径；沿着轴线抽取较高密度流体成分；以及将抽取的较高密度流体成分引导到第二液体储存容器。

在一个或多个其他实施方案中，已经描述了燃料加注方法，并且该方法通常包括以下步骤：将第一燃料储存罐中的船用燃料泵送到第二燃料储存罐中；将从第一燃料储存罐泵出的船用燃料引导成沿着具有逐渐增大的直径的第一圆形流动路径，该第一流动路径围绕轴线形成；在第一圆形流动路径的终点，将船用燃料引导成沿着围绕轴线的第二螺旋流动路径，该螺旋流动路径从第一直径减小到第二直径；邻近第二直径沿着轴线形成气态流体的中心涡流包层；围绕气态流体涡流包层以第三直径形成剩余船用燃料的大致环形或圆锥形流；沿着轴线从涡流包层中抽取气态流体；将剩余船用燃料引导成沿着围绕轴线形成的具有逐渐减小的直径的第三圆形流动路径；沿着轴线抽取剩余船用燃料；以及将抽取的船用燃料引导到第二燃料储存罐。

前述方法实施方案中的任一个实施方案可以进一步单独地或者彼此组合地包括以下中的任一步骤：

确定引入环形室的流体的粘度，并且基于流体的粘度来调节抽取管在包层内的位置。

确定由抽取管去除的流体的气侵，并且基于气侵来调节抽取管在包层内的位置。

延伸或回缩抽取管，以调节抽取管在包层内的位置。

调节抽取管在包层内的位置。

当正在从包层中去除较低密度流体时，动态地调节抽取管在包层内的位置。

逐渐增大第一圆形流动路径的直径。

减小第二螺旋流动路径的直径。

逐渐减小第三圆形流动路径的直径。

沿着轴线抽取较低密度流体成分。

沿着轴线抽取较高密度流体成分。

向细长梯形圆锥形室施加背压，以及利用背压将包层内的较低密度流体驱动到抽取管中。

相对于室的中心轴线切向地将流体释放到环形室中。

使来自第二直径的循环流体的液体以大于较低密度流体包层的第三直径循环。

增大细长梯形圆锥形室和抽取管之间的压力差，以促进较低密度流体流入抽取管中。

从细长梯形圆锥形室中去除循环液体。

第一流体成分是第一密度的液体，并且第二流体成分是第二密度的液体，该第二密度小于第一流体成分的密度。

第一流体成分主要是液体，并且第二流体成分主要是较低密度液体。

第一流体成分是第一重量的液体，并且第二流体成分是第二重量的液体，该第二重量小于第一流体成分的重量。

添加剂是化学制品。

添加剂是支撑剂。

利用水力压裂泵将第一流体成分注入井眼。

添加剂是支撑剂。

添加剂是化学制品。

添加剂是液体。

添加剂是植物生物质。

添加剂是大麻生物质。

输送第一附加成分包括将植物生物质输送到加工机；并且抽取较低密度流体成分包括抽取植物油。

植物生物质是大麻生物质。

植物油是大麻二酚油。

将流体与添加剂混合以生产水力压裂流体。

将流体与化学物质混合以生产水力压裂流体。

利用水力压裂泵将水力压裂流体泵入井眼。

利用搅拌机将支撑剂搅拌到由水化单元制备的水力压裂流体中。利用水化单元制备水力压裂流体，然后将其引入搅拌机。

向第二流体成分施加背压以在第一流体成分分离的下游形成液体波，以促进第一流体成分流动远离分层的两相流体流。

泵送船用燃料包括当第一储存罐被清空时从第一储存罐吸入空气。

测量抽取的剩余船用燃料的量。

制造方法包括生产大麻二酚油。

制造方法包括处理大麻。

制造方法包括生产牛奶。

制造方法包括生产沥青产物。

前述描述和附图未按比例绘制，而是被示出为以简化形式描述本公开的各种实施方案。尽管已经示出和描述了各种实施方案和方法，但是本公开不限于此类实施方案和方法，并且将被理解为包括对本领域技术人员将会显而易见的所有修改和变型。因此，应当理解，本公开内容并不旨在受限于所公开的特定形式。因此，本发明旨在覆盖落入由所附权利要求书限定的本公开的精神和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。

Claims (31)

1.一种用于从液体中去除较低密度流体的流体分离装置，所述流体分离装置包括：

环形进口室，所述环形进口室围绕中心轴线形成并且在所述进口室的外壁中具有进口；

第一流体室，所述第一流体室与所述进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，所述第一流体室具有中空梯形圆锥形状，所述中空梯形圆锥形状的直径在所述第一端和所述第二端之间减小；叶轮，所述叶轮设置在所述进口室和所述第一流体室之间，其中所述叶轮包括外叶轮叶片部分和内叶片部分，所述外叶轮叶片部分邻近所述外壁与所述进口室流体连通，所述内叶片部分邻近所述第一流体室的中心轴线与所述第一流体室流体连通；和

抽取管，所述抽取管从邻近所述第一流体室的所述第一端处延伸。

2.根据权利要求1所述的流体分离装置，其中所述进口室从第一端延伸到第二端并且呈碗形，其中所述环形室的直径D从所述第一端到所述第二端逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的流体分离装置，其中所述进口室从第一端延伸到第二端，并且所述第一端封闭而所述第二端打开，其中所述叶轮固定在所述环形进口室的所述第二开口端中以封闭所述进口室。

4.根据权利要求1所述的流体分离装置，其中所述叶轮的所述叶片相对于所述进口室壁固定。

5.根据权利要求1所述的流体分离装置，其中所述进口从所述进口室的所述轴线切向地偏移。

6.根据权利要求1所述的流体分离装置，其中所述外叶片部分包括多个向内螺旋、间隔开的叶片。

7.根据权利要求1所述的流体分离装置，其中所述内叶片部分包括从叶轮毂延伸的多个向外螺旋、间隔开的叶片。

8.根据权利要求1所述的流体分离装置，其中所述外叶轮叶片部分包括第一多个叶片，并且所述内叶轮叶片部分包括与所述第一多个叶片不同的第二多个叶片。

9.根据权利要求1所述的流体分离装置，其中所述第一多个叶片的部分与所述第二多个叶片的部分交错。

10.根据权利要求1所述的流体分离装置，其中所述外叶轮叶片部分和所述内叶轮叶片部分包括相同的叶片。

11.根据权利要求1所述的流体分离装置，其中所述抽取管具有第一端和第二端，其中所述抽取管的所述第一端邻近所述第一流体室的所述第一端，并且所述抽取管沿着所述轴线延伸穿过所述叶轮并穿过所述环形进口室。

12.根据权利要求11所述的流体分离装置，其中所述抽取管的所述第二端能够在距所述叶轮的第一距离和距所述叶轮的第二距离之间移动。

13.一种用于从液体中去除较低密度流体的流体分离装置，所述流体分离装置包括：

环形进口室，所述环形进口室围绕中心轴线形成并且在所述进口室的外壁中具有进口；

第一流体室，所述第一流体室与所述进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，所述第一流体室具有中空梯形圆锥形状，所述中空梯形圆锥形状的直径在所述第一端和所述第二端之间减小；

叶轮，所述叶轮设置在所述进口室和所述第一流体室之间，其中所述叶轮包括形成穿过所述叶轮的流动路径的多个向内螺旋叶片，所述流动路径从所述叶轮的外径处的进口延伸到所述叶轮的内径处的出口；和

抽取管，所述抽取管在所述第一流体室中从邻近所述轴线处延伸。

14.根据权利要求13所述的流体分离装置，其中所述抽取管的所述第二端能够在距所述叶轮的第一距离和距所述叶轮的第二距离之间移动。

15.根据权利要求13所述的流体分离装置，其中所述进口室从第一端延伸到第二端并且呈碗形，其中所述环形室的直径D从所述第一端到所述第二端逐渐增大。

16.根据权利要求13所述的流体分离装置，其中所述进口室从第一端延伸到第二端，并且所述第一端封闭而所述第二端打开，其中所述叶轮固定在所述环形进口室的所述第二开口端中以封闭所述进口室。

17.根据权利要求13所述的流体分离装置，其中所述叶轮的所述叶片相对于所述进口室壁固定。

18.根据权利要求13所述的流体分离装置，其中所述叶轮包括多个叶片，所述多个叶片从所述叶轮的内径处所述叶轮的毂延伸到所述叶轮的外径，其中在所述叶轮的所述外径处的所述叶轮叶片邻近所述环形进口室的所述外壁并且在所述叶轮的所述毂处的所述叶轮叶片邻近所述第一流体室的第一端。

19.根据权利要求13所述的流体分离装置，其中所述抽取管具有第一端和第二端，其中所述抽取管的所述第二端邻近所述第一流体室的所述第一端。

20.根据权利要求13所述的流体分离装置，还包括压力调节器，所述压力调节器用于向第一流体室的所述第二端施加背压。

21.一种用于从液体中去除较低密度流体的流体分离方法，所述流体分离方法包括：

将流体引入环形室中；

使所述流体以第一直径围绕所述环形室循环；

将以所述第一直径循环的所述流体引导到邻近所述第一直径的叶轮进口中；

利用所述叶轮的叶片将所述循环流体从所述第一直径引导成小于所述第一直径的第二直径；

将所述较小直径的所述循环流体释放到细长梯形圆锥形室中，邻近所述室的中心轴线；

围绕所述细长梯形圆锥形室的所述中心轴线形成较低密度流体的包层；以及

将抽取管定位在所述包层内，以从所述细长梯形圆锥形室中去除较低密度流体。

22.根据权利要求21所述的流体分离方法，还包括向所述细长梯形圆锥形室施加背压，以及利用所述背压将所述包层内的较低密度流体驱动到所述抽取管中。

23.根据权利要求21所述的流体分离方法，其中引入流体的所述步骤包括将流体相对于所述环形室的所述中心轴线切向地释放到所述室中。

24.根据权利要求21所述的流体分离方法，还包括使来自所述第二直径的所述循环流体的液体以大于所述较低密度流体包层的第三直径循环。

25.一种液体处理装置，包括：

具有出口的第一液体储存容器；

具有进口的第二液体储存容器；和

第一流体分离装置，所述第一流体分离装置包括：环形进口室，所述环形进口室围绕中心轴线形成并且在所述进口室的外壁中具有进口，所述进口与所述第一液体储存容器的所述出口流体连通；第一流体室，所述第一流体室与所述进口室同轴并且在第一端和第二端之间延伸，所述第一流体室具有中空梯形圆锥形状，所述中空梯形圆锥形状的直径在所述第一端和所述第二端之间减小，所述第二液体储存容器的所述进口与所述第一流体室的所述第二端流体连通；叶轮，所述叶轮设置在所述进口室和所述第一流体室之间，其中所述叶轮包括外叶轮叶片部分和内叶片部分，所述外叶轮叶片部分邻近所述外壁与所述进口室流体连通，所述内叶片部分邻近所述第一流体室的中心轴线与所述第一流体室流体连通；和抽取管，所述抽取管在所述第一流体室内从邻近所述轴线处延伸。

26.根据权利要求25所述的液体处理系统，其中所述第一液体储存容器是燃料罐，并且所述第二液体储存容器是燃料罐。

27.根据权利要求26所述的液体处理系统，还包括海洋船舶，所述海洋船舶上承载所述第二液体储存罐。

28.根据权利要求25所述的液体处理系统，还包括内燃机，所述内燃机与所述第一流体室的所述第二端流体连通。

29.根据权利要求25所述的液体处理系统，还包括加工机，所述加工机与所述环形进口室的所述进口流体连通。

30.根据权利要求29所述的液体处理系统，还包括固体储存容器和固体输送系统，所述固体输送系统在所述固体储存容器和所述加工机之间连通。

31.根据权利要求30所述的液体处理系统，其中所述加工机选自研磨机、切碎机、压碎机、粉碎机、混合机和搅拌机。

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