[发明专利]一种变截面多叶片导流式内锥型分离器

说明书

技术领域：

本发明专利申请涉及一种应用于石油、化工、环保等领域中用于实现两相分离的旋流分离装置。

背景技术：

目前，用于两相（以油水两相为例进行说明）的快速分离方法主要有旋流分离、气浮选、过滤和膜分离等。旋流分离具有设备体积小等优点，但对于细小油滴的去除能力有限；气浮选则适应含油浓度变化的范围较小；过滤可以较好地实现油水两相的分离，但对于高含油污水却需要频繁的反冲洗来保证设备的长期稳定运行；膜分离设备成本较高，对介质条件要求又较为严格。其中应用于旋流分离法中的水力旋流器，其分离原理是利用介质间的密度差而进行离心分离的，密度差越大，分散相的粒径越大，分离效果相对就越好。该种分离器最早是作为固-液分离设备而产生的，目前作为一种分离设备也已在我国获得了一定的应用，对此，东北石油大学先后申请了多项相关技术专利，如ZL98211681.0、ZL01279933.5、ZL01277425.1、ZL200620021175.1、ZL200920099307.6、201110088801.4、201010556583.8以及201110089218.5等。但是，这些已有装置应用在水处理技术领域中后，逐渐被发现还存在着对细小油滴去除效果差等实际问题。尤其是在油田开发进入中高含水开采期后，随着聚驱规模不断扩大，含聚污水采出量逐年增多，含聚污水粘度大，油田地面工艺中沉降段除油效率低，从而增加了过滤段的负荷，造成滤料污染严重，过滤水质变差。目前，越来越多的水驱污水站也已见到聚合物，引起处理水质变差，难以满足注水要求。同时随着三元复合驱油技术的推广应用，可以预见水质形势将更加严峻。因此，如何提高分离器的分离效果而有效改善水质已成为技术人员亟需解决的一个技术问题。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种变截面多叶片导流式内锥型分离器，该种分离器具有对细小油滴分离效率高、设备体积小、轴向入流、同向出流等突出的优点，可用于气液分离、油水分离，也可用于固液分离。

本发明的技术方案是：该种变截面多叶片导流式内锥型分离器，包括依次连接的入口腔、稳流导向腔以及旋流分离腔。

其中，在稳流导向腔中有一个导流体，所述导流体固定在入口腔和稳流导向腔的结合处，在导流体的上端，位于入口腔的空间内固定有一个倒置的稳流导向锥，所述稳流导向锥的锥面采用圆弧曲线连接光滑过度；所述导流体由至少3片导流叶片和中心轴连接后构成，所述导流叶片为变螺旋升角结构；所述稳流导向锥的大径端与所述导流体的中心轴做同轴连接；

所述旋流分离腔的内底面封闭，在内底面的中心处固定有一个带有内置溢流出口管的内锥台，在所述底面上部的侧壁上开有一个切向出口，并连接有一个底流切向出口管；所述底流切向出口管允许的液体旋流方向与所述导流体形成的液体旋流方向相同。

另外，在以上方案基础上的优选方式为：所述稳流导向锥的锥面母线由两段圆弧线和一段直线组成，分为上圆弧段、下圆弧段和直线段，三条线相切使其整体光滑过度。

此外，还可以使所述导流叶片为变截面结构，即导流叶片呈两端薄而中间厚的结构，即导流叶片中间厚度不变，而其两端变薄并逐渐收缩到呈一条直线状态。两端薄设计的目的是使液流在接触导流叶片和离开导流叶片时减少涡流存在，稳定流场，降低能耗；中间厚的设计目的是增强导流叶片强度和刚度，保证导流叶片使用寿命。

同时，还可以使所述导流叶片的准线采用椭圆线和圆弧线相结合的形式，采用椭圆线可以使叶片出口处方向水平，从而最大限度的使轴向流速转变为切向流速，采用上凸出的圆弧曲线是为了避免已形成的切向流在相邻叶片之间的过度撞击，可以减少撞击效果使流体顺利进入旋流腔。