[其他]旋流分离器

说明书

本发明所论及的是旋流分离器。本发明的分离器可用于从大体积的较重的物相（即比重较大的液体）中分离出较轻的物相（即比重较小的液体），比如从油水混合物中分离油，使较大体积的物相中的杂质保持在最小范围内。一般来说，旋流分离器是为与上述相反的目的而设计的，即设计成从大体积的较轻的物相中分离出较重的物相，使较小体积的物相中的杂质保持在最小范围内。以本发明的一种情况而言，在典型的液-液弥散体中，最初较轻的（不很稠的）物相体积所占比小于1%，但也可更大些。

根据本发明的一个观点所提供的旋流分离器，它至少应包括一个首段（入口段）和一个单独的入口。该首段基本呈一回转体形，它有一个前端面和一个后端面。后端面的直径比前端面的直径小。在前端面或邻近前端面处至少有一个切向的入口，以便把需要分离的原始液体通过该入口引入到旋流分离器中。该旋流分离器至少还应有两个出口。

本发明中旋流分离器的一种形式：其中dL是首段在入口处的直径;d₂是首段在后端面的直径;dL大于d₂。dL是从旋流分离器轴线到流体进入旋流分离器时的平均点半径的两倍，并且大于di;Ai是旋流分离器流体入口的面积，该面积是在旋流分离器的轴线和流体流入的平均点所在的平面上计算出的，于是：

(πd₂di)/(4Ai) 的值在3到12之间，若在4到10之间则更可取，而以6到8为最佳。上述的数值称为“涡流系数”，这将在后面进行较详细的讨论。

旋流分离器还可包括一个基本呈轴对称的中段（分离段），该中段位于首段后端面上并与首段同轴。旋流分离器的另一种形式还可包括一个末段（出口段），该末段基本上与中段同轴，位于中段远离首段的一端。若在末段之外还有附加段将更理想。

在本发明的一个特别形式中，d₂是首段在后端面的直径，d₂是在点Z₂处量取的，对于所有的Z＞Z₂处，有下列一个最重要条件：

t_an^-1( (d₂-d)/(2(z-z₂）) )<2⁰

Z是沿旋流分离器的轴线、入口下游某点与入口之间的距离。

入口最好是通向一个内螺旋的送料道，该送料道可以是一渐开线形状的。有一种送料道，它对旋流器轴线的弧角至少是360°。送料道也可以按照绕轴线每单位角度基本相同的径向递减量收敛。流体在进入旋流器时，在向轴线下游的方向上可以有一个分量。

在本发明的另一种形式中旋流分离器的详细说明如下：旋流分离器有一个基本呈回转体形的首段并带有一个单独的入口（最好是切向的，并且最好有一条内螺旋送料道，比如一条渐开线形状的通道），需要分离的原始液体通过入口引入旋流分离器，邻近首段有一与其同轴基本上呈轴对称的中段，该中段向一个末段收敛（最好是连续的收敛）。首段在不与中段相邻接的一端有一个轴向溢流口（即在首段的端壁上）。该旋流分离器有下列（ⅰ）-（ⅴ）五个关系式：其中d₁是旋流器在流体进入首段处的直径（忽略任何送料道）;di是流体进入旋流器的半径的两倍（也就是入口中心线的切线与旋流器轴线之间最小距离的两倍）;Ai是流体进入旋流器时入口的横截面积，该面积是在平行于旋流器轴线并垂直于入口中心线的切线的平面上计算出的，该入口中心线的切线不与旋流器的轴线平行;d₂是旋流器的首段与中段衔接处的直径，该衔接处在旋流器轴向位置Z₂处（从入口平面算起），于是对所有的Z＞Z₂处有这样一个最重要的条件：

t_an^-1( (d₂-d)/(2(z-z₂）) )<2⁰

d是旋流器在Z处的直径;d₃是旋流器的中段与末段衔接处的直径，即Z₃处的直径;对所有的Z＞Z₃处，d/d₃＞0.98;d₀是轴向溢流口的最小内径，于是：

（ⅰ）3< (πd₂di)/(4Ai) <12

（ⅱ）20′＜α＜2°

α是中段的收敛半角，即：