[发明专利]流体分配器

说明书

公开了多相流体流的流体分配系统。该系统包括：入口，该入口用于从入口管接收多相流体流；多个出口，该多个出口中的每个均用于将一部分多相流体流输送到各自的出口管；以及中空壳体，该中空壳体形成内部腔体，该中空壳体与入口和多个出口流体连通，该壳体具有中心纵轴线。其中，内部腔体具有第一腔体部分以及第二腔体部分，该第一腔体部分靠近入口，该第二腔体部分靠近多个出口；第一腔体部分的横截面面积小于第二腔体部分的横截面面积。非平面流体分流器位于腔体内，从而形成在与壳体的中心纵轴线垂直的平面内具有改变的测得的横截面面积的流体通道，以用于在多相流体流通过流体通道时改变流速，从而促使多相流体在内部腔体中发生紊流混和。

技术领域

本发明涉及用于将多相流体或者浆体从入口管分配到多个出口管的流体分配器。

背景技术

在采矿、能源、化学和相关的行业中，处理多相流体流或者浆体是很常见的。通常使用设置在集群(cluster)中的多个处理单元模块来方便地和/或有效地处理多相流体流或者浆体。设置在集群中的处理单元模块的数量范围从两个至三十个单元之多，或者可能更多。这样的处理单元模块可包括例如分离器，以用于将固态物从气态物中分离或者用于将不同大小或者不同密度的固态颗粒从液态物中分离。

在现有技术中使用常规的流体分配器是已知的，该流体分配器具有入口和多个出口，入口设置成用于从公共的管道接收流体的进入流(inlet stream)，出口用于将一部分流体输送到设置在给定集群中的多个处理单元模块中的每一个。但是，当进入流是多相流体或者浆体时，问题就出现了，因为在重力的作用下，固态物会分为多层，这导致固态物不成比例地装载到多个出口中的每一个，从而降低了集群中的处理单元模块的效率，且增加了流体分配器的内壁的磨损。进入流可为脉冲式的，这导致每个出口的不均匀流量，而不均匀流量会导致接收多相流体或浆体的处理单元模块的效率损失。常规的流体分配器通常包括圆柱形腔体，该圆柱形腔体的横截面面积比入口的横截面面积大得多，这促使装在这样的常规流体分配器的腔体内的固态物在多相流体或者浆体从入口流到多个出口时发生沉淀和聚集。

本发明的目的是至少部分地克服与现有技术相关的上述问题，或者提供其替换方案。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种多相流体流的流体分配系统，所述系统包括：

入口，该入口用于从入口管接收多相流体流；

多个出口，该多个出口中的每个均用于将一部分多相流体流输送到各自的出口管；

中空壳体，该中空壳体形成内部腔体，该中空壳体与所述入口和多个出口流体连通，所述壳体具有中心纵轴线，其中，所述内部腔体具有第一腔体部分以及第二腔体部分，该第一腔体部分设置得比所述多个出口更靠近所述入口，该第二腔体部分靠近所述多个出口；

非平面流体分流器，该流体分流器位于所述腔体内，从而形成在与所述壳体的中心纵轴线垂直的平面内具有改变的测得的横截面面积的流体通道，其中，所述第一腔体部分在所述流体通道内的横截面面积小于所述第二腔体部分在所述流体通道内的横截面面积。

使用这种设置，当多相流体流通过流体内腔时，该多向流体流的流动速率会发生改变，因此促使多相流体流在内部腔体中发生紊流混合。

在一种形式中，第一腔体部分具有不变的(constant)横截面面积，第二腔体部分具有比第一腔体部分的横截面面积更大的不变的横截面面积。在一种形式中，第一腔体部分是圆台。在一种形式中，中空壳体关于该中空壳体的中心纵轴线对称。在一种形式中，壳体的中心纵轴线与入口的中心纵轴线一致或者平行。