[发明专利]螺旋栅中空上浮式油水分离器

说明书

技术领域

本发明是关于一种深海采油的油水分离器，特别涉及一种螺旋栅中空上浮式油水分离器。

背景技术

对于油水分离器，目前传统的分离方式有静态重力式油水分离器、静态水力旋流分离器和主动旋流分离器。重力式油水分离器使用庞大的分离罐利用油和水的密度差在重力下将油和水进行分离,重力式油水分离器分离时间长、分离效率低、体积重量巨大，深水环境下操作难度大，而且造价昂贵。静态水力旋流器利用其进口和出口之间的压力差使原油在旋流管内旋转，产生离心力，而油和水的密度不同，离心加速度不同，从而径向速度不同而使油水完成分离。但是静态旋流分离器在分离过程中，由于压力降、分离器筒体和原油的粘性阻力的存在，使得在分离器的末端，分离速度降低，流场紊乱，无法形成有效的分离。主动旋流分离器与静态旋流分离器相比，最大的优点是外加动力,油水混合液在旋流管内由外力驱动的高速旋转产生离心力而进行分离，因此其分离的效率不受分离器进出口的压差和压力波动影响。

传统的动态旋流器都是通过旋转旋转栅来加速混合液体，混合液体在旋转筒内由于摩擦阻力的原因切向速度逐渐减小，压力损失严重，到末端的时候流畅紊乱，影响分离效果。而且传统的动态旋流器都是水平摆放，当旋转筒长度较长时，受到混合液体的重力作用影响分离流畅。另外传统动态旋流器在结构设计和密封设计上很少考虑，设备振动严重，影响分离效果。密封不佳，如果用于水下分离，容易产生泄露污染。传统的动态旋流器溢流管都是安装在旋转筒的底部，忽略考虑了轻质相油在旋转筒内会产生从中心回流流动的情况，影响分离效率。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能主动控制旋转速度、实现深水中的油水混合物有效分离的螺旋栅中空上浮式油水分离器。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种螺旋栅中空上浮式油水分离器，包括分离装置，所述油水分离器还包括支架、油水混合物油桶、泵、动力系统、收油桶和收水桶；所述动力系统包括电机、变频器和电机带轮；

所述分离装置包括入油口装置、轴承、轴承油封架、油封、螺旋栅、螺旋栅固定架、旋转筒、旋转筒带轮、分离装置固定架、溢流管、导油管和底流管；入油口装置和轴承油封架固定在分离装置固定架上；螺旋栅固定架固定在入油口装置中，并与螺旋栅间隙配合加以固定螺旋栅，螺旋栅设置在旋转筒内部，旋转筒安装于轴承中，旋转筒和旋转筒带轮固定；所述螺旋栅中间设有一个纵向的通道，溢流管在旋转筒内部，且一端与螺旋栅的通道口连接，导油管与螺旋栅的另一个通道口连接，底流管与旋转筒的底部开口连接固定；轴承和油封安装在轴承油封架里，并通过油封固定板固定；

油水混合物油桶、泵和分离装置相互之间通过管路连接，并固定在支架上方，动力系统固定在支架的左边，且电机带轮通过V带和分离装置中的旋转筒带轮相连，在分离装置的下方支架上固定有收油桶和收水桶，收油桶与分离装置中的导油管相连接，收水桶与底流管相连接。

作为进一步的改进，所述油水混合物油桶上方设有搅拌器。

作为进一步的改进，所述分离装置与泵之间的管路上分别装有压力计和流量计，泵与油水混合油桶之间的管路上装有阀门。

作为进一步的改进，所述泵、电机、变频器和分离装置分别与固定板利用螺栓连接，再通过固定板与支架焊接固定，与电机连接的固定板上有上下朝向的U型槽，与分离装置连接的固定板上有左右朝向的U型槽。

作为进一步的改进，所述溢流管为锥形口结构，且利用截面面积小的部分与螺旋栅的通道口连接。

作为进一步的改进，所述在旋转筒上部的是调心轴承，在旋转筒下部的是止推轴承。

作为进一步的改进，所述旋转筒内部分为上端直管段、锥形段和小直径末端直管段和大直径末端直管段，底流管的直径小于大直径末端直管段的直径，且大于小直径末端直管段的直径；旋转筒外部分为两段直径不同的部分，且上部分的直径大于下部分的直径；旋转筒与旋转筒带轮之间通过螺钉连接固定。

作为进一步的改进，所述螺旋栅为螺旋型通道，螺旋段的截面面积大于旋转筒的锥形段、小直径末端直管段和大直径末端直管段的截面面积。

作为进一步的改进，所述螺旋栅的圆柱端末端通过螺纹与螺母旋和固定在入油口装置上。

作为进一步的改进，所述螺旋栅、入油口装置、溢流管、导油管和底流管分别采用O型圈密封，入油口装置和轴承油封架之间采用垫片密封，旋转筒和轴承油封架之间采用油封密封。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、结构紧凑，体积和重量都很小，适合深海作业；