CN203253541U - 一种锥体呈内凹曲面的旋流分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锥体呈内凹曲面的旋流分离器，它包括上端盖、溢流管、中空的圆柱腔、锥体、底流管，圆柱腔上端面通过上端盖封闭，下端与锥体连接，锥体的下端与底流管相连，在圆柱腔的侧壁上设置有切向入口管，溢流管与圆柱腔相连通，其特征在于所述锥体为内凹曲面。本实用新型将轮廓线呈内凹曲面的锥体替换原有的两锥段锥体，有效降低了原有旋流器圆柱段和锥体段存在的循环流，从而降低流体的湍流动能耗散率，提高了小粒径油滴的分离效率；且低湍流动能耗散率可以减少对油滴的湍流波动，降低油滴破碎的概率，从而减轻油水乳化现象。

Description

一种锥体呈内凹曲面的旋流分离器

技术领域

本实用新型涉及一种锥体呈内凹曲面旋流分离器。

背景技术

水力旋流分离器是一种采用离心分离原理发展的分离设备，具有体积小、设备结构简单、制造成本低、安装操作简单等优点。随着环保意识的增强以及城市污水和工业废水处理率不断提高，对于含油污水处理和废油回收是环境治理中不可或缺的环节。除此之外，油田开采中涉及的油-水分离以及含油污水的排放也是如此。其中液-液水力旋流分离器应用与石油化工以及废水除油和废油回收领域，该技术首先由M.T.Thew将水力旋流器应用于油-水分离，并在八十年代将旋流技术应用在石油工业的液-液分离，在应用过程中不断得到改进。但随着我国各油田都进入中、高含水开采期，油井中产出液中的含水量急剧增加，这对于高效率的油水分离提出了更高的要求。现有的液-液水力旋流分离器采用两锥段外壁式结构，经过长时间应用后发现存在对细小油滴分离效果差、总体分离效率低和油水容易乳化的现象。原有的液-液旋流分离器通用性较差，由于油水分离时受含油废水水质影响较大，如粒径、油水密度差、油的粘度、水温的影响因素。尤其是油滴粒径影响较大，一般对于40μm粒径以下的油滴分离效率显著降低，而且易产生油水乳化现象。因此具有低浓度、小粒径、高分离效率特点的油-水旋流分离器对于改善以上状况具有重大意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的不足提供一种结构简单、分离速度快、分离效率高、制造成本低以及降低油水乳化等现象的锥体呈内凹曲面的旋流分离器。

本实用新型采用的技术方案为：一种锥体呈内凹曲面的旋流分离器，它包括上端盖、溢流管、中空的圆柱腔、锥体、底流管，圆柱腔上端面通过上端盖封闭，下端与锥体连接，锥体的下端与底流管相连，在圆柱腔的侧壁上设置有切向入口管，溢流管与圆柱腔相连通，其特征在于所述锥体呈内凹曲面。

按上述技术方案，所述锥体的轮廓线呈对数函数形式，设旋流分离器的中心线为Y轴，圆柱腔下端面的平行线为X轴，其对数函数表达式为yn=Aln(bx+c)，其中n、A、b为不为零的常量，c为常量。

按上述技术方案，所述锥体上端入口的直径D₂ 为下端出口直径D₃的4倍。

按上述技术方案，所述入口管与圆柱腔的侧壁周向相切，所述入口管成对，且相向错开设置。

按上述技术方案，溢流管的一端嵌入圆柱腔内，嵌入深度与圆柱腔的高度相同。

本实用新型所取得的有益效果为：

1、将轮廓线呈对数函数的锥体替换原有的两锥段锥体，有效降低了原有旋流器圆柱段和锥体段存在的循环流，从而降低流体的湍流动能耗散率，提高了小粒径油滴的分离效率；且低湍流动能耗散率可以减少对油滴的湍流波动，降低油滴破碎的概率，从而减轻油水乳化现象；

2、将原来的旋流器两锥段整合为一个锥段，整体上大大减少了旋流器的尺寸，节约了制造成本。

附图说明

图1 为本实用新型提供的一个实施例的立体图。

图2 为图1的正视图。

图中：

1、入口管，2、上端盖，3、圆柱腔，4、锥体轮廓线，5、锥体，6、底流管入口，7、底流管，8、底流管出口，9、溢流管入口，10、溢流管，11、溢流管出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

图1、2为本实用新型提供的一个实施例的结构示意图，由图1、2可知，锥体呈内凹曲面的旋流分离器包括入口管1、上端盖2、圆柱腔3、锥体5、底流管7、溢流管10，圆柱腔3上端面通过上端盖2封闭，下端与锥体5连接，锥体5的下端与底流管7相连，底流管7的上端为底流管入口6，下端为底流管出口8；入口管1与圆柱腔3的侧壁周向相切，且入口成对相向设置，溢流管7的一端嵌入圆柱腔3内，嵌入深度D₁与圆柱腔的高度相同,溢流管7的两端分别设置溢流管入口9和溢流管出口11；锥体7为内凹曲面，锥体7的轮廓线呈对数函数形式：设旋流分离器的中心线为Y轴，圆柱腔下端面的平行线为X轴，其对数函数表达式为yⁿ=Aln(bx+c)，其中A、b、n为不为零的常量， c为常量。

本实施例中，锥体上端入口直径D₂ 为下端出口直径D₃的4倍。锥体上端（即与圆柱腔连接处）与水平方向的斜率倾斜角α为10°，锥体下端（即与底流口连接处）与水平方向的斜率倾斜角β为0.75°。

工作时将油水混合液由入口管1进入到圆柱腔3内，由于入口管1采用成对相向设置，在压力的作用下，油水混合液在圆柱腔3内做高速旋转，形成高速旋转的涡流。混合流体沿圆柱腔3和锥体5做涡流运动和下行的过程中，在离心力的作用下，重质相的水被甩至器壁；而轻质相的油聚集在轴线中心。由于锥体5的向下收缩性，聚集在中心处的油向上运动，由溢流管入口9进入溢流管10从溢流管出口11排除。同时，聚集在器壁的重质相水在做涡流运动是也在向下流动，由于锥体5的锥体轮廓线4呈对数函数形式，其平滑的内凹曲面使得重质相的水能够顺利的沿着器壁向下运动，因此在锥体5分离段的循环流大大减少，混合流体的湍流动能耗散率减少。正是如此，油滴受到的湍流波动大大减低，旋流器的分离效率得到了提高，并且降低了油水乳化的可能性。

本实用新型与传统液-液旋流分离器的原理基本相同，但与传统液-液旋流分离器不同之处在于：采用轮廓线呈对数函数形式的锥体取代了传统液-液旋流分离器的双锥段形式。缩短了传统液-液旋流分离器的长度，提高了小粒径油滴的分离效率，降低了油水乳化可能性。此外，本实用新型与其它油水分离设备相比，具有体积小、分离效率高、制造简单的特点，适用于石油开采过程中的油水分离和废水除油和废油回收等领域。

Claims (5)

1.一种锥体呈内凹曲面的旋流分离器，它包括上端盖、溢流管、中空的圆柱腔、锥体、底流管，圆柱腔上端面通过上端盖封闭，下端与锥体连接，锥体的下端与底流管相连，在圆柱腔的侧壁上设置有切向入口管，溢流管与圆柱腔相连通，其特征在于所述锥体呈内凹曲面。

2.根据权利要求1所述的一种锥体呈内凹曲面的旋流分离器，其特征在于所述锥体的轮廓线呈对数函数形式，设旋流分离器的中心线为Y轴，圆柱腔下端面的平行线为X轴，其对数函数表达式为yⁿ=Aln(bx+c)，其中n、A、b为不为零的常量，c为常量。

3.根据权利要求2所述的一种锥体呈内凹曲面的旋流分离器，其特征在于所述锥体上端入口直径D₂ 为下端出口直径D₃的4倍。

4.根据权利要求1或2所述的一种锥体呈内凹曲面的旋流分离器，其特征在于所述入口管与圆柱腔的侧壁周向相切，所述入口管成对，且相向错开设置。

5.根据权利要求1或2所述的一种锥体呈内凹曲面的旋流分离器，其特征在于溢流管的一端嵌入圆柱腔内，嵌入深度与圆柱腔的高度相同。