[发明专利]调芯式变截面管超音速冷凝旋流分离器

权利要求书

1.调芯式变截面管超音速冷凝旋流分离器，主要由调节手柄(1)、螺旋进出单元(2)、气体进口管(3)、调节锥芯(4)、喷管超音速段(5)、稳定锥段(6)、喷管降速直段(7)、扩压器段(8)、凝液出口管(9)、凝液导出腔(10)、喷管加速增旋段(11)、进气缓冲腔(12)、预旋单元(13)和填料静密封(14)组成；其特征在于，在喷管加速增旋段(11)的中轴区域，放置一个其轴线与喷管的轴线重合、其位置可前进后退的调节锥芯(4)；转动调节手柄(1)，带动螺旋进出单元(2)，使调节锥芯(4)沿轴线向里或向外移动，喷管加速增旋段(11)的环形流道截面积随之连续地改变，其最小截面的通流面积也随之改变；在喷管超音速段(5)的扩张流道中，气体被加速到超音速，静温降低，气体中的重组分冷凝；气体进入分离器喷管流道的初始旋转，由预旋单元(13)完成，其后因喷管加速增旋段(11)流道半径减小，旋流的角速度增加，依靠其离心力场分离出冷凝液。

2.如权利要求1所述的调芯式变截面管超音速冷凝旋流分离器，其特征在于，喷管加速增旋段(11)的收缩角为10～60°，长度为10～1000毫米，大头直径为10～1000毫米；调节锥芯(4)的锥角在5～60°之间，长度10～1000毫米，大头直径为8～800毫米。

3.如权利要求1所述的调芯式变截面管超音速冷凝旋流分离器，其特征在于，喷管超音速段(5)的扩张锥角在1～20°之间，长度15～1000毫米，小头直径5～500毫米，稳定锥段(6)的扩张角也在1～20°之间，其小头内径与喷管超音速段(5)大头内径的差值在±10毫米之内，长度在3～300毫米之间。

4.如权利要求1所述的调芯式变截面管超音速冷凝旋流分离器，其特征在于，喷管降速直段(7)的直径与稳定锥段(6)的大头直径相等，在6～500毫米之间，长度在3～300毫米之间，扩压器段(8)的扩张锥角在2～30°之间，大头直径为10～1000毫米，长度为20～2000毫米。

5.如权利要求1-4任一所述的调芯式变截面管超音速冷凝旋流分离器，其特征在于，预旋单元(13)的一种实施结构是，由切向导流叶片(15)，将径向进气导流成沿着圆周切向进入分离器中，切向导流叶片(15)的厚度在0.5～10毫米之间，数量为4～32片，沿着圆周均匀排布。

6.如权利要求1-4任一所述的调芯式变截面管超音速冷凝旋流分离器，其特征在于，预旋单元(13)的另一种实施结构是，由切向导流喷嘴(16)，将径向进气导流成沿着圆周切向进入分离器中，在内圆周壁的约束下自动产生旋转；切向导流喷嘴(16) 为渐缩直流道或弯曲流道,数量为1～12个，沿着圆周均匀排布。