[发明专利]一种双锥低耗防磨损水力旋流分离器

说明书

一种双锥低耗防磨损水力旋流分离器，涉及一种旋流分离器。由柱体空腔外壳和锥体空腔外壳组成分离器外壳，顶部中心竖向设置溢流出口，顶部边缘沿相切方向设置入管口，底部设置底流出口，内锥筒通过固定翼片固定在分离器外壳内部，且上端开口不高于溢流出口下端，内锥筒依据水力旋流分离器的零轴速包络面设计，注压防磨损组件包括在分离器外壳外部均匀连通设置多个注压通道，通过注压通道向分离器外壳内注入具有压力的连续相。通过在水力旋流分离器的零轴速包络面处插入内锥筒，将内外旋流分离以阻碍流体相互干扰，并设置了注压防磨损组件减弱固体颗粒的碰撞磨损，在保证分离效率的情况下降低分离能耗与磨损。

技术领域

本发明涉及一种旋流分离器，尤其是一种双锥低耗防磨损水力旋流分离器，属于旋流离心分离技术领域。

背景技术

水力旋流分离器广泛应用于石化、选矿、生命科学等各种两相或多相分离过程。在含固体非均质多相流分离中，固体颗粒对水力旋流分离器壁面的磨损非常严重，目前除了增加水力旋流分离器材质刚度和添加耐磨衬里，还没有其它防磨损方法。

此外，分离过程中水力旋流分离器内部流场湍动剧烈，外旋流和内旋流转捩相互干扰，存在循环流、短路流等使得分离能耗较高。目前对控制流场内部的湍流干扰主要方法有：插入调节锥、固体棒、带翼核心、实心杆等。插入可调节锥之后总压降呈下降趋势。插入不同的几何芯，降低了能量损失系数。设计不同的溢流管、底流管、锥体结构，也会对分离性能产生重要影响。设计固定在涡流探测器下方的带翼核心，以控制湍流结构，减少能量损失。插入实心杆，提高了分离效率，消除了空气芯。插入实体内锥有利于增加气泡的径向增长，提高分离效率。虽然这些方法表明，旋流器内部插入固体棒有利于分离性能，但主要目的都是为了控制空气芯，提高分离效率，且都是从底部或顶部两端插入。而实际中，不同用途的水力旋流分离器结构参数不同，无法对每个影响因素进行统一衡量。

因此，对于含固多相流的旋流分离过程，减小分离过程耗能和减弱水力旋流分离器的磨损显得尤为重要。

发明内容

为解决背景技术存在的不足，本发明提供一种双锥低耗防磨损水力旋流分离器，通过在水力旋流分离器的零轴速包络面处插入内锥筒，将内外旋流分离以阻碍流体相互干扰，并设置了注压防磨损组件减弱固体颗粒的碰撞磨损，在保证分离效率的情况下降低分离能耗与磨损。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种双锥低耗防磨损水力旋流分离器，包括由柱体空腔外壳和同轴连通固定在其底部的锥体空腔外壳组成的分离器外壳，所述柱体空腔外壳顶部中心竖向设置有溢流出口，柱体空腔外壳顶部边缘沿相切方向设置有入管口，所述锥体空腔外壳底部设置有底流出口，还包括内锥筒以及注压防磨损组件，所述内锥筒通过固定翼片同轴间隔固定在所述分离器外壳内部，且内锥筒上端开口不高于所述溢流出口下端，内锥筒依据水力旋流分离器的零轴速包络面设计，所述注压防磨损组件包括在分离器外壳外部均匀连通设置多个注压通道，并通过所述多个注压通道向分离器外壳内注入具有压力的连续相。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明依据水力旋流分离器的零轴速包络面设计内锥筒，安装到零轴速包络面位置使得原本虚拟的零轴速包络面实体化，实现对内外旋流转捩引起的湍流耗散控制，减小分离过程耗能；

2.利用注压防磨损组件向分离器外壳内壁注入具有压力的连续相，减弱了固体颗粒对内壁面的碰撞磨损，还能够加速被分离固体颗粒的下滑排出；

3.依据零轴速包络面设计的内锥筒，使得传统水力旋流分离器在其不同位置插入各种形状的插入物调节分离性能得以统一化，内锥筒也防止注压过大对内旋流产生影响。

附图说明

图1是本发明的双锥低耗防磨损水力旋流分离器的主视结构示意图；

图2是本发明的双锥低耗防磨损水力旋流分离器的俯视结构示意图。

具体实施方式