[实用新型]鼠笼式两级旋流固液分离装置

权利要求书

1.一种鼠笼式两级旋流固液分离装置，采出液经进液管汇切向进入鼠笼式旋流管总成产生旋转运动，流入大锥段后加速旋转，流进小锥段后保持高速旋转，进入直管段后增加了采出液在旋转流场内的停留时间，液体运移至旋流管中心形成液芯，而砂粒逐渐甩向管壁，实现第一级固液分离；一级分离后的部分采出液切向进入二级旋流筒总成形成旋转流，旋流筒中央的下集液管外表面形成液环，砂粒甩向筒壁，实现第二级固液分离，其特征在于：

一除砂罐；所述除砂罐上部采用圆锥形封头，封头圆板边缘处均匀布置四个冲洗管，冲洗作业时清洗液经冲洗管进入除砂罐，罐体通过下隔板和垫板分为上下两个部分；

一进液管汇；所述进液管汇由多个进液管组成，各进液管沿除砂罐罐体的罐壁均匀排列，进液管入口轴线分别与对应位置旋流管中心连线的垂直平分线重合；进液管的2个液管分支分别贯穿旋流管的管壁并且液管分支的出口切向进入旋流管的旋流段；

一鼠笼式旋流管总成；所述鼠笼式旋流管总成的旋流管在除砂罐内垂直布置并沿圆周方向均匀排列，每个单体旋流管均采用相同的结构和尺寸，呈上粗下细的V形构造；旋流管的旋流段、大锥段、小锥段和直管段沿轴向的间距依次减小，且旋流段、大锥段和小锥段的锥度依次增大；旋流管的旋流段管壁上焊接有导流齿，导流齿的起始端与进液管液管分支出口的末端相联接，导流齿法面端面的高度沿齿线逐渐降低；小锥段锥体的中部钻有分层布置的圆锥形排砂锥孔，排砂锥孔剖面内窄外宽，而下部切割有一定宽度和密度的砂缝，砂缝也内窄外宽；锥盖段采用倒圆锥形结构，而出口段采用流道截面面积不断减小的弯头构造，出口段的末端轴线水平并且与该平面二级旋流筒总成本体的圆周切线相平行；上隔板和下隔板将除砂罐由上而下分隔成封头、鼠笼式旋流管总成和二级旋流筒总成几个腔室；

一二级旋流筒总成；所述二级旋流筒总成的本体采用圆锥形筒体构造，锥面的锥度优化设计为30°；本体锥面的大端面在垂向上高于旋流管出口段的末端，超出的高度为一个出口段末端的直径；本体底部采用厚壁筒形封体，封体内环面采用变截面回转体结构；

一集液管总成；所述集液管总成包括垂直布置的上集液管和下集液管，上集液管上端面所在的锥面与上隔板内环面上的锥面相平齐；下集液管主体部分采用管径大于上集液管的圆管，上端口稍低于二级旋流筒总成本体的大端面；

一排液总成；所述排液总成包括排液管和抽吸泵，抽吸泵为液体排出除砂罐提供吸力，采用双吸式非密闭的双螺杆泵；排液管水平段通过法兰盘与抽吸泵入口联接，而其垂直段由上而下依次贯穿除砂罐封头和上集液管的中央部位，最终插入下集液管内并与其同心布置；

一集砂管总成；所述集砂管总成的砂斗采用与旋流管小锥段相同锥度的倒圆锥形结构，承接弯管采用变径弯头，联通管的主管上部均匀排列的旁通管轴线与水平面间的夹角为45°，旁通管横截面积之和等于主管的横截面积；

一排砂管；所述排砂管入口正对封体内环面，入口段采用锥体结构，锥体外锥面的锥度大于内锥面，而出口段水平布置并与排液管水平段反向布置而与进液管汇进口段同向布置。

2.根据权利要求1所述的鼠笼式两级旋流固液分离装置，其特征在于：所述除砂罐的封头本体上设计有液位控制阀接头，其上联接的液位控制阀自动检测集液管总成内的液位并控制排液总成的排液量；

所述封头本体和二级旋流筒总成顶部设置有上下两个压差变送器接头，其上联接的压差变送器自动检测封头与二级旋流筒总成间的压差，实施高压差报警及高高压差关断操作。

3.根据权利要求1所述的鼠笼式两级旋流固液分离装置，其特征在于：所述进液管包括进口段、入口段和出口段，其进口段圆管轴线间相互平行，且进口朝向一致；出口段内侧由2个相同管径的液管分支组成，且液管分支沿出口段轴线对称布置，液管分支通过三通管和弯头与出口段法兰盘进行连接；液管分支出口与旋流管对应位置导流齿的上齿面平齐，并且出口流道直径等于导流齿的齿高。

4.根据权利要求1所述的鼠笼式两级旋流固液分离装置，其特征在于：所述旋流管旋流段上导流齿的齿线为沿圆柱面从进液管液管分支出口至旋流段底端面之间展开的螺旋线，螺旋线的螺距沿轴向朝下逐渐增大；

所述导流齿在垂直于齿线的法面端面为组合曲面，该法面端面的上边线为下凹的圆弧，圆弧起始端与旋流段管壁相切；而其下边线为上凸的圆弧，圆弧末端与旋流管管壁相垂直。