CN1344182A - 流体喷射装置 - Google Patents

Abstract

一种流体喷射装置(10)包括一大致圆柱形的、形成一纵向轴线的本体,该本体包括:第一固定部分(12),它包括适合于与抽吸流体的管子连接的进口部分(16),以及被安装成由所述流体驱动的涡轮装置(40,42,44);以及第二可转动部分(14),它包括齿轮机构(46－60),以及与涡轮装置流体连通的一个或多个喷嘴(82),以便作为一次或几次喷射输出流体,所述喷嘴沿所述纵向轴线的径向延伸,所述可转动部分由所述涡轮装置通过所述齿轮机构驱动,这样,所述喷嘴环绕所述纵向轴线转动;其中,没有一个喷嘴沿所述纵向轴线的径向延伸超过本体。所述装置适合于在4－8bar工作压力下工作,并提供400－700m³/hr的流率,因此可使用炼油厂里经常可看到的低压泵。

Description

流体喷射装置

本发明涉及一种流体喷射装置，特别涉及适用于除去或再悬浮聚集在原油储油罐底部的淤渣的流体喷射装置。

EP-A-0048091揭示了这种类型的流体喷射装置。EP-A-0048091的装置包括一大致圆柱形本体和两个沿直径方向相反设置的喷嘴，喷嘴可环绕着本体的纵向轴线转动。本体包括一固定部分和一可转动部分。固定部分包括一环形进口部分，它形成一进口通道，以便安装一涡轮、一用来安装涡轮的安装盘、以及在进口部分和安装盘之间的、侧面开口的中间连接部分。所述可转动部分包括大致圆柱形齿轮箱，其中安装一齿轮系，它连接在可转动部分和涡轮之间，还包括一喷嘴体部分，它环绕着固定部分的侧面开口的中间连接部分。所述喷嘴安装在喷嘴体部分上，各喷嘴具有截头圆锥体形状，各圆锥体的纵向轴线基本上与本体的纵向轴线垂直。

使用时，将该装置放置在原油储油罐里，而进口部分与抽吸流体、通常是来自储油罐的再循环原油的管子连接。在涡轮上经过的流体使可转动部分相对固定部分转动，从而使喷嘴环绕着本体的纵向轴线、并环绕着固定部分的侧面开口的中间连接部分转动。这样，流体通过喷嘴从装置里喷出，而各喷嘴的长度和锥度被仔细选择，以便使浮起流体的喷射具有相当小的喷射角度。

EP-A-0048091的流体喷射装置的一个缺点是，由于喷嘴里产生的背压，需要使用高压泵。

另一个缺点是，由于喷嘴突出于装置的本体之外有一较大长度，在储油罐的壁中需要一个大的开口，以便将装置插入储油罐里。

因此，需要一种比较紧凑的流体喷射装置，与放入EP-A-0048091所述装置所需要的开口相比，它可通过在原油储油罐上的较小的开口插入。还需要一种流体喷射装置，它可与在炼油厂现场易于获得的低压泵一起使用。

因此，按照本发明提供一种包括一个或多个喷嘴的流体喷射装置，其中，没有一个喷嘴沿纵向轴线的径向延伸超出本体。

本发明的流体喷射装置非常紧凑，能够通过任何具有比装置本体的、横跨其纵向轴线的最大直径大的直径的孔插入。所述装置可以具有不大于46cm(18英寸)的最大直径，在一个实施例里，装置的最大直径是31cm(12英寸)。

较佳的是，各喷嘴是截头圆锥形的，各喷嘴的纵向轴线基本上垂直于本体的纵向轴线延伸。各喷嘴的外端较佳的是与装置的其余部分的外周一致。在某些实施例里，各喷嘴的锥度在10至40度范围内，这样，将由于各喷嘴的约束而引起的背压减至最低程度。较佳的是，各喷嘴的锥度在15至35度范围内。各喷嘴的开口的直径将按照装置的具体用途而改变，但通常在4-9cm(1.5-3.5英寸)范围内。在某些实施例里，可提供5cm(2英寸)、6.5cm(2.5英寸)或7.5cm(3英寸)的直径。

本体可包括适合于与抽吸流体的管子连接的第一固定部分和可环绕着所述纵向轴线转动的第二可转动部分。所述若干喷嘴可安装在可转动部分上。

所述固定部分可包括一环形进口部分，其中形成一通道，通道内安装一可由进入的流体驱动的涡轮；一用来安装所述涡轮的圆盘部分；以及一侧面开口的、在安装圆盘部分和进口部分之间的连接部分。

所述可转动部分可以包括一大致圆柱形的齿轮箱，其中安装着连接在涡轮和可转动部分之间的齿轮系；以及一大致圆柱形的喷嘴体部分，它环绕着固定部分。所述若干喷嘴可安装在喷嘴体部分上。

较佳的是，提供两个喷嘴，它们安装在环绕着固定部分的侧面开口的中间部分的喷嘴体部分上，并在沿直径方向的相反两侧上。这样，通过进口部分进入固定部分的流体通过固定部分的侧面开口的连接部分和喷嘴流出装置。在某些实施例里，固定部分的侧面开口的中间连接部分可包括一半圆柱形挡壁，它连接在环形开口部分和圆盘部分之间。本技术领域的技术人员应该知道，当若干喷嘴围绕固定部分旋转时，半圆柱形挡壁用来接连地封闭各喷嘴。这种结构适合于放置在储油罐里并靠近储油罐的壁的流体喷射装置，以便防止流体直接喷射在所述壁上，以便避免损坏壁。

此外，中间连接部分可包括许多沿圆周间隔的指形物，它们被加工成所需要的尺寸不会显著地妨碍流体通过喷嘴。这样，这种装置适合于用于原油储油罐的中心处或向着储油罐的中心，这样，来自装置的流体的喷射可沿着本体纵向轴线的径向向外的任何方向。

本发明的装置适合于喷射4-8bar压力的流体，并适合于提供400-700m³/hr的流率。

下面通过本发明的实施例的附图来介绍。

在附图中：

图1是按照本发明第一实施例的一流体喷射装置的剖视图；

图2是第一实施例的平面图；

图3是第一实施例中的一喷嘴的剖视图；

图4是按照本发明第二实施例的一流体喷射装置的剖视图。

参看图1，按照本发明的流体喷射装置10包括第一固定部分12和第二可转动部分14。所述第一固定部分12包括环形进口部分16，其一端设有第一凸缘18，在第一凸缘18的沿圆周间隔位置上钻孔，以便将进口部分16固定在一抽吸流体的管子的一端。

在其另一端，进口部分16上设有第二凸缘20。所述进口部分16在与第二凸缘20并列的标号22处开设凹槽，以便接纳低摩擦环24，它形成一转动支承。所述进口部分16与一同轴线的、半圆柱形部分26一体形成，该半圆柱形部分26的下端与一中心体部分28连接。所述中心体部分28的横截面是圆形的，并具有钟状的上部分30，钟状上部分与半圆柱形部分26并列向进口部分16延伸。所述钟状部分28基本上与进口部分16同轴线，钟状部分28的上端具有一平的圆形表面32，在其中心钻孔，以便提供一轴向延伸通过中心体部分28的开孔34。所述中心体部分28具有一平的圆形下表面36，它在四个沿圆周间隔的位置上形成扇形，以便提供凹入部分38。

所述的开孔34接纳一轴40，在轴40的一端、在通过进口部分16的中心通道17里设置一包括四个涡轮叶片44的涡轮17。轴40的另一端从中心体部分28的下表面36上突出，并形成有与蜗轮48啮合的外蜗杆46。所述蜗轮48安装在一支架50上，而支架50牢牢地固定于中心体部分28的下表面。

所述蜗轮48安装在轴52上，而轴上设置有第二涡杆(未画出)。所述第二涡杆与安装在另一轴(未画出)上的第二蜗轮(未画出)啮合。所述另一轴上设置与一蜗轮54啮合的第三涡杆(也未画出)。所述蜗轮54安装于轴56。一正齿轮58通过键固定于轴56，而正齿轮58与一安装在可转动部分14的圆柱形齿轮箱62内表面上的环形齿轮60啮合。

所述齿轮箱62环绕着上述齿轮系，而其下端64被一圆形底板66封闭。底板66的内表面上设有中心突出部68，突出部68上钻孔而形成一盲孔70，盲孔70接纳短轴72的一端，而短轴的另一端以枢轴方式安装在支架50上，从而被设置在齿轮箱62里的支架50的下端。

齿轮箱62的上端通过螺栓固定在一环形凸缘74上，环形凸缘74形成于大致圆柱形的喷嘴体76上。上述喷嘴体76环绕着半圆柱形部分26形成适贴配合，并在其上端形成第二凸缘78，第二凸缘78与低摩擦环24接触。

所述喷嘴体76在沿直径方向的相反两侧设有两个圆孔80，喷嘴体76在环绕着各圆孔80的圆周上开槽。喷嘴82在各圆孔80处牢牢地固定在喷嘴体76上。各喷嘴82的形状如截头圆锥体，在较宽的端部设置有凹槽84，较宽的端部设置在环绕着圆孔80的凹槽里。各喷嘴是中空的，并在其较狭的端部88处形成一圆孔86。

从图1中可看到，各喷嘴是这样设置的，其纵向轴线90基本上与轴40限定的纵向轴线垂直相交。

从图2中可看到，各喷嘴82沿轴40径向方向上的长度是这样的，喷嘴的外端与装置的其余部分的外周是一致的，即并不突出于外周之外。在所示的实施例里，装置的最宽部分是固定于圆柱形齿轮箱62的喷嘴体76的凸缘74。从图2中可看到，喷嘴82完全位于凸缘74的轮廓线之内。这显示了一种有益的布置，因为它可以形成一种较紧凑的流体喷射装置，这种装置能够进入狭窄的、比凸缘74的外径略微大一点的人行巷道。同时，按照本发明的装置的实际尺寸可以根据装置的预期用途改变，在本发明里，所述凸缘74具有305mm(12″)的外径。

所述喷嘴82被设计成给流动经过的流体提供最小的背压。参看图3，由各喷嘴82的内表面83与喷嘴的纵向轴线90形成的角α是确保喷嘴喷射的流体是收敛喷射、以及同时提供最小的背压的一个重要因素，从而可使用低压泵。在第一实施例里，角α是25度，虽然在大多数情况下在15至35度范围内的角也可能适用，但较佳的角是16.5和33度。此外，喷嘴的实际尺寸也可按照装置的预期用途改变，但在所示的实施例里，各喷嘴82里的开口86的直径是6.5mm(2.5英寸)。

使用时，流体喷射装置10通过人行巷道进入原油储油罐，并与在4-8bar压力下的储油罐的壁并列设置。可使用炼油厂里经常看到的低压泵抽吸油。进口部分60与抽吸来自储油罐的再循环原油的管子的一端连接。当原油流动经过进口通道17时，它与涡轮互相作用，从而使轴40转动。然后，轴40通过上述的齿轮系、使包括所述齿轮箱62和喷嘴体76的装置的可转动部分14转动。通常，齿轮系的降速比是这样的，每两至四个小时给装置的可转动部分14提供一个完整的转动。

来自进口通道17的原油进入环绕着中心体部分30的钟状部分的空间，并以400-700m³/hr的低速通过孔80和喷嘴82排出，这取决于实际的喷嘴尺寸和结构以及提供给装置的原油的压力。应该知道，当各喷嘴转动通过半圆柱形部分26时，喷嘴被封闭，从而防止流体进入喷嘴。这意味着在第一实施例的装置里，在一个时间里，原油只能通过一个喷嘴喷射。较佳的是，半圆柱形部分26的弧长大于180度。装置10是这样安装在储油罐上的，半圆柱形部分26邻近储油罐的壁，这样，来自装置10的原油的喷射向着离开壁的方向，从而不会损坏储油罐的壁。

图4显示了本发明的第二实施例，它适用于在原油储油罐的中心处使用，或向着储油罐的中心。在第二实施例里，大部分零件与第一实施例中的零件相同或类似，因此使用同样的标号。

第二实施例中的装置100不同于第一实施例地方在于，第一实施例中的半圆柱形部分26被许多沿圆周方向间隔设置的指形物126代替，这些指形物在中心体部分28和进口部分16之间延伸。在图4所示的第二实施例里，提供四个这样的指形物126，但在图中可看到三个。在第二实施例里，诸指形物126提供装置的固定部分的进口部分16和中心体部分28之间所需要的连接，但被加工成所需要的尺寸，以便对原油的通行不提供任何显著的阻挡。因此，原油可在同一时候通过两个喷嘴82喷射，这样，在装置的可转动部分14的所有360度转动中可以喷射。

虽然本发明介绍了具有两个喷嘴82的装置，但本技术领域的技术人员应该知道，如果需要，上面所述的装置可具有三个或更多个喷嘴。

Claims (14)

1.一种流体喷射装置(10)，包括一大致圆柱形的、形成一纵向轴线的本体，该本体包括：

第一固定部分(12)，它包括适合于与抽吸流体的管子连接的进口部分(16)，以及被安装成由所述流体驱动的涡轮装置(40，42，44)；以及

第二可转动部分(14)，它包括齿轮机构(46-60)，以及与涡轮装置流体连通的一个或多个喷嘴(82)，以便作为一次或几次喷射输出流体，所述喷嘴沿所述纵向轴线的径向延伸，所述可转动部分由所述涡轮装置通过所述齿轮机构驱动，这样，所述喷嘴环绕所述纵向轴线转动；

其特征在于，没有一个喷嘴沿所述纵向轴线的径向延伸超过本体。

2.如权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，各喷嘴具有一外端，该外端与装置其余部分的外周一致。

3.如权利要求1或2所述的流体喷射装置，其特征在于，各喷嘴是截头圆锥体，各喷嘴的纵向轴线(90)垂直于本体的纵向轴线延伸。

4.如权利要求3所述的流体喷射装置，其特征在于，各喷嘴的锥度在10至40度范围内，从而使因各喷嘴的收缩而升高的背压降至最低程度。

5.如权利要求2或3所述的流体喷射装置，其特征在于，各喷嘴的锥度在15至35度范围内。

6.如权利要求3、4或5所述的流体喷射装置，其特征在于，各喷嘴具有直径在4-9cm范围内的开口。

7.如前述权利要求之一所述的流体喷射装置，其特征在于，所述固定部分包括一环形进口部分(16)，其中形成一通道，通道内安装一可由进入的流体驱动的涡轮(42，44)；一用来安装所述涡轮的、同轴线的圆盘部分(28)；以及一侧面开口的、在安装圆盘部分和进口部分之间的纵向连接部分(26)。

8.如前述权利要求之一所述的流体喷射装置，其特征在于，所述可转动部分(14)包括一大致圆柱形的齿轮箱(62)，其中安装着连接在涡轮和可转动部分之间的齿轮系；以及一大致圆柱形的喷嘴体部分(76)，它环绕着固定部分。

9.如权利要求6所述的流体喷射装置，其特征在于，所述若干喷嘴(82)安装在喷嘴体部分上。

10.如权利要求6或7所述的流体喷射装置，其特征在于，提供两个喷嘴，它们安装在环绕着固定部分的侧面开口的中间部分的喷嘴体部分上，并在沿直径方向的相反两侧上。

11.如权利要求5所述的流体喷射装置，其特征在于，固定部分的侧面开口的中间连接部分包括一半圆柱形挡壁(26)，它连接在环形开口部分和圆盘部分之间。

12.如权利要求5所述的流体喷射装置，其特征在于，中间连接部分包括许多沿圆周间隔的指形物(126)，它们的尺寸被制成不会显著地妨碍流体通过喷嘴。

13.如前述权利要求之一所述的流体喷射装置，其特征在于，装置的最大外径不超过31cm(12英寸)。

14.如前述权利要求之一所述的流体喷射装置，其特征在于，所述装置适合于在4-8bar工作压力下工作，并提供400-700m³/hr的流率。

Images