[发明专利]一种新型无外动力层流切水装置及其切水方法

权利要求书

1.一种新型无外动力层流切水装置，包括油罐和切水器，切水器包括呈圆筒形两端带有端盖的罐体（1），在罐体（1）上端盖上设置有出油口（2），下端盖上设置出水口（3），出水口（3）下方的出水管道上安装有可控开闭的第二阀门（4），罐体（1）侧壁上设有进液口（5），进液口（5）与油罐底部的出液口（6）通过管道（7）相连通，管道（7）靠近出液口（5）的位置上设有第一阀门（19），其特征在于：所述管道（7）内设有节流器（8），节流器（8）的两端分别与进水管（12）和充分发展管（13）相连通，在罐体（1）内还设有浮子（11），第二阀门（4）与控制器（20）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型无外动力层流切水装置，其特征在于：所述节流器（8）内部靠近充分发展管（13）一侧设有支架（14），靠近进水管（12）一侧设有滑片（M），支架（14）与滑片（M）通过弹簧（K）相连接，滑片（M）上还设有螺母（17），节流器（8）两侧还设有法兰（18）。

3.根据权利要求2所述的一种新型无外动力层流切水装置，其特征在于：所述节流器（8）靠滑片（M）在弹簧力的作用下左、右移动以控制流量，使充分发展管中保持层流流动。

4.根据权利要求1或2所述的一种新型无外动力层流切水装置，其特征在于：所述进水管（12）设置在节流器（8）靠近油罐的一端，充分发展管（13）设在节流器（8）靠近切水器罐体（1）的一端。

5.根据权利要求1或2所述的一种新型无外动力层流切水装置，其特征在于：在罐体（1）内部进液口（5）的上方设有上限位挡板（9），下方设有下限位挡板（10）。

6.一种用权利要求1所述的新型无外动力层流切水装置切水的方法，其特征在于：该方法按下述步骤进行： 

（1）、关闭第一阀门（19），向油罐中注油，静置1～3小时；

（2）、开启第一阀门（19），水经过管道（7）中的节流器（8）和充分发展管（13）缓慢进入切水器的罐体（1）内，进入切水器的水处于层流状态，由于浮力的作用，油水分离，浮子（11）在第一油水分界面上；油水密度不同、产生的压力不同，形成了第一油水分界面与第二油水分界面之间的压差，当第一油水分界面与第二油水分界面在同一水平高度上时，浮子（11）静止；  

（3）、给控制器（20）一个信号，第二阀门（4）打开并排水，当浮子（11）降至上限位挡板（9）位置处时，浮子（11）静止，控制器（20）再给第二阀门（4）发出信号，第二阀门（4）关闭；

（4）、利用上述步骤中浮子的两个静止状态实现循环切水控制过程。

7.根据权利要求6所述的一种用新型无外动力层流切水装置切水的方法，其特征在于：所述第一油水分界面与第二油水分界面之间的压差提供了切水动力：△P = (ρ_w-ρ_o)g(h-h′)，式中：ρ_w为水的密度；ρ_o为油的密度；

式中h′=0时，△P=(ρ_w-ρ_o)gh为最大切动力；

式中ρ_w=ρ_o时，h=h′，即第一油水分界面与第二油水分界面在同一水平高度上，此时，△P=0。

8.根据权利要求6或7所述的一种用新型无外动力层流切水装置切水的方法，其特征在于： 浮子（11）的两个静止状态分为高位静止和低位静止，△P=0时，浮子于高位静止时；浮子降至上限位挡板（9）位置时，浮子于低位静止。