[发明专利]一种带螺旋结构的三相旋流分离器

说明书

一种带螺旋结构的三相旋流分离器。主要目的在于提供一种结构紧凑、设备体积小和分离效果好的三相旋流分离装置。其特征在于：内部具有类锥台结构体的内筒置于外圆筒内部，并且与外圆筒保持同轴；内筒的旋流段的内径大于水相出口段的内径，沿旋流段底端的外壁切向接入两个内部切向入口；在外圆筒的内壁，固定有若干个沿圆周排列的外螺旋结构体，所述外螺旋结构体从切向入口的下端开始分布；在所述内筒的小锥段的内壁面处，分布有内螺旋结构体；所述外螺旋结构体的旋向与经由切向入口所形成的外圆筒内液流旋转方向相同，内螺旋结构体的旋向与外螺旋结构体的旋向相反。

技术领域

本发明涉及一种应用于石油、化工、海洋工程、水处理和环保等领域中的用于进行多相介质分离的装置。

背景技术

当前，旋流器在石油、化工以及煤炭等行业应用越来越广泛。使用重力沉降罐和三相分离旋流器是目前人们对三相混合液进行分离的主要设备，其中重力沉降罐体积较大，内部通常设置有堰板等组件，结构较为复杂。另外，由于是采用重力作用进行分离处理，导致处理时间长、工作不连续及占地面积庞大等突出的弊端。而对于现有的三相分离旋流器，其在对混合相分离时，存在着流场不稳定以及液流到达远离入口的位置速度太小等问题。所以，如何设计出一种分离效率高、占用空间小、流场稳定、适用面广泛以及操作维护方便的分离旋流器已经成为石油化工等相关领域所面临的一个重要问题。

旋流器作为一种分离设备已经在我国获得了一定的应用，对于三相分离旋流器的发明专利也越来受到关注。东北石油大学（原大庆石油学院）先后申请了多项发明专利，如ZL201510366926.7、ZL201410675327.9、ZL201410658938.2、ZL201210345243.X、ZL201210346843.8、ZL201210196492.7等；其他单位或院校申请的专利如ZL201520519735.5、ZL201520520103.0、ZL201420185334.6 、ZL201310582217.3、ZL201210292638.8等。上面的这些专利主要是增加辅助分离的相关器件来进行分离，最具代表性的就是在旋流器中增设螺旋导流叶片。但是以上这些改进，仍然难以满足一些特殊工况下对分离效率高、占用空间小以及流场稳定的要求。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种带螺旋结构的三相旋流分离器，该种三相旋流分离器具有分离效率高、结构紧凑以及加工容易等诸多突出特点。

本发明的技术方案是：该种带螺旋结构的三相旋流分离器，包括一个外圆筒，外圆筒的上、下两端分别同轴线连接有上端盖和下端盖，沿所述外圆筒顶端的外壁切向接入两个切向入口，其独特之处在于：

所述上端盖的中心垂直连接有一根导气外筒，导气外筒的下端为呈喇叭口状的渐扩段，导气外筒与上端盖具有相同的中心轴线；

所述下端盖的中心垂直连接有一根油相出口管，环绕所述油相出口管，固定有一个采用内凹弧面的类锥台结构体，类锥台结构体的底端与下端盖相触，类锥台结构体的顶端与油相出口管的出口相平齐；类锥台结构体与油相出口管以及下端盖具有相同的中心轴线；

所述三相旋流分离器还包括一个内筒，所述内筒由上至下分别由具有同一中心轴线的水相出口段、小锥段、大锥段以及旋流段顺次连接后构成；水相出口段和旋流段为直管段，旋流段的内径大于水相出口段的内径；沿旋流段底端的外壁切向接入两个内部切向入口；

内筒位于外圆筒中；其中，水相出口段穿出导气外筒，两者之间形成的环形间隙为环空气相出口；旋流段的底端连接在下端盖上，类锥台结构体位于旋流段的内腔中，类锥台结构体与内筒具有相同的中心轴线；

在外圆筒的内壁，固定有若干个沿圆周排列的外螺旋结构体，所述外螺旋结构体从切向入口的下端开始分布；在所述内筒的小锥段的内壁面处，分布有内螺旋结构体；所述外螺旋结构体的旋向与经由切向入口所形成的外圆筒内液流旋转方向相同，内螺旋结构体的旋向与外螺旋结构体的旋向相反。