[发明专利]调芯式变截面管超音速冷凝旋流分离器

摘要

调芯式变截面管超音速冷凝旋流分离器，属于压力气体的膨胀制冷和冷凝分离技术领域。采用向喷管加速流道的中轴区，插入一个位置可调的锥芯，可使喷管的喉部截面积发生改变，因此能适应分离器入口和出口压力的变化，而不会在流道的超音速离心分离段产生激波，加热蒸发已冷凝的液滴，变工况效率很高。在喷管的亚音速增速增旋段，轴心区被调节锥芯占据形成环形截面流道，其直径收缩比大，增旋更强，离心分离能力更高。该冷凝分离器利用气体自身压力膨胀降温冷凝，缩径增强自旋，离心分离凝液，之后压力又等熵恢复。具有无运动件、耐高压、不需外部驱动、节省能源、体积小、成本低、运行可靠等优点，适用于混合气体，如天然气和石油气中重组分的分离。

主权项

调芯式变截面管超音速冷凝旋流分离器，主要由调节手柄(1)、螺旋进出单元(2)、气体进口管(3)、调节锥芯(4)、喷管超音速段(5)、稳定锥段(6)、喷管降速直段(7)、扩压器段(8)、凝液出口管(9)、凝液导出腔(10)、喷管加速增旋段(11)、进气缓冲腔(12)、预旋单元(13)和填料静密封(14)组成；其特征在于，在喷管加速增旋段(11)的中轴区域，放置一个其轴线与喷管的轴线重合、其位置可前进后退的调节锥芯(4)；转动调节手柄(1)，带动螺旋进出单元(2)，使调节锥芯(4)沿轴线向里或向外移动，喷管加速增旋段(11)的环形流道截面积随之连续地改变，其最小截面的通流面积也随之改变；在喷管超音速段(5)的扩张流道中，气体被加速到超音速，静温降低，气体中的重组分冷凝；气体进入分离器喷管流道的初始旋转，由预旋单元(13)完成，其后因喷管加速增旋段(11)流道半径减小，旋流的角速度增加，依靠其离心力场分离出冷凝液。