[发明专利]具有涡流阻挡构件的水力旋流器

说明书

技术领域

本发明总体涉及水力旋流器和流体的旋流分离。

背景技术

水力旋流器通常用于从液体中分离悬浮的颗粒。在典型的实施方式中，加压的进料液体(如：废水)在腔室内产生涡流的条件下被引入圆锥形的腔室中。进料液体靠近圆锥形腔室的顶部引入，并且流出物流靠近腔室的底部排出。与涡流相关的离心力将较致密的颗粒推向腔室的外围。其结果是，位置靠近涡流中心的液体比在外围的液体具有更低的颗粒浓度。然后可以从水力旋流器的中心区域抽取这种“较清洁”的液体。在US3061098、US3529724、US5104520、US5407584和US5478484中描述了水力旋流器的实例。可以通过在腔室之中包括过滤器以使得流向腔室中心的一部分液体通过该过滤器而提高分离效率。在这样的实施方式中，旋流分离与错流过滤相结合。在US7632416、US7896169、US2011/0120959和US2012/0010063中描述了这样的实施方式的实例。虽然这样的混合设计提高了分离效率，但仍希望有进一步的改进。

发明内容

本发明包括水力旋流器、包含水力旋流器的分离系统和用其进行流体分离的方法的多种实施方式。在一种实施方式中，本发明包括包含筒体的水力旋流器，所述筒体具有流体入口、过滤流体出口、流出物出口、工艺流体出口和以轴为中心并包围多个排列的腔室的内周壁，所述筒体包括：i)与所述流体入口流体连通的涡流室，和ii)与涡流室流体连通并且适合于从其接收未过滤流体的流出物分离室，其中所述流出物分离室与所述工艺流体出口和流出物出口流体连通。所述水力旋流器还包括位于所述涡流室和流出物分离室之间的涡流阻挡构件，其适合于保持所述涡流室中的涡流流体流、在流体在腔室之间流动时干扰所述涡流和允许在所述流出物分离室内降低流体流动的旋转速度。过滤器组件位于所述涡流室内并包围滤液室。流体处理通路从流体入口延伸并围绕所述过滤器组件，并且适合于在所述过滤器组件周围产生涡流流体流。所述滤液室与过滤流体出口流体连通，致使通过所述过滤器组件的流体可以进入所述滤液室并可以通过所述过滤流体出口离开所述筒体。

附图说明

通过参考下面的描述连同附图可以更好地理解本发明的各个方面，其中在各种视图中始终使用类似的附图标记来指示类似的部件。该描述是说明性的，而不是意在按规定比例绘制，或者以其他方式限制本发明。

图1A是显示本发明一种实施方式的正视图。

图1B是沿着图1A的1B-1B线取的横截面图。

图1C是图1B中示出的替代实施方式的横截面视图。

图1D是图1B中示出的替代实施方式的横截面视图。

图2是图1A和B中示出的实施方式的分解透视图。

图3A是过滤器组件的部分剖视图。

图3B是图2A过滤器包括清洁组件的透视图。

图3C是包括入口流护罩的图2B组件的透视图。

图4A是涡流阻挡构件的一种实施方式的透视图。

图4B是涡流阻挡构件的替代实施方式的透视图。

具体实施方式

本发明一般地涉及水力旋流器过滤装置及进行旋流分离的相关方法。用于本说明书的目的，术语“水力旋流器”是指其中至少部分地依靠由涡流流体流所产生的离心力以从流体混合物分离成分的过滤装置。其实例包括从液体混合物(例如水性混合物)中分离固体颗粒和分离包括不同密度的液体(如油和水)的混合物。在一种实施方式中，本发明在作为分离系统的一部分的再循环回路内结合了旋流分离、错流过滤和颗粒沉降(例如沉淀或絮凝)。在本文中使用时，术语“系统”是指部件的互连组件。本发明在各种应用中具有效用，包括处理：造纸厂机产生的纸浆废水、油和气体开采所产生的工艺水、舱底水以及生活和工业废水。

本发明的一种实施方式在图1和2中示出，其包括总体以10显示的水力旋流器，所述水力旋流器包括筒体(12)，所述筒体具有可卸式盖(13)、流体入口(14)、过滤流体出口(16)、流出物出口(18)、工艺流体出口(20)和围绕轴(X)定位并且包围多个排列的腔室的内周壁(22)。虽然描绘为包括两个室，即涡流室(24)和流出物分离室(30)，但也可以包括其它的室。类似地，也可以包括其它的流体入口和出口。虽然显示为具有圆筒形上段和截头圆锥形底部，但筒体(12)可以具有其他构造，包括纯粹圆筒形的形状。虽然显示为沿着中心轴(X)竖直排列，但所述涡流室和流出物分离室可以沿着其他轴、例如沿着水平轴依次排列。