專利名稱：旋渦溢流管位置可調的旋流式流體分離器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種旋流式流體分離器，其裝備有一個旋渦溢流管。
背景技術：
這樣的一種流體分離器可從歐洲專利申請0496128和國際專利申請WO99/01194中了解。
從這些現有技術參考資料中已知的旋流式流體分離器包括一個具有一個噴嘴的流體進口部分，在該噴嘴中流體混合物被加速至超聲速并且從而膨脹并冷卻至遠低于0攝氏度的溫度以使得一個或多個可冷凝成分，例如水和烴冷凝物，冷凝和/或凝固。一個或多個翼將冷卻的流體混合物引導至在管狀分離器外殼的中央部分里作為超聲速旋流式旋渦而旋轉從而離心力在分離器外殼的外周邊形成可冷凝的濃縮流體混合物并且在分離器外殼中心軸線附近形成可冷凝的貧化流體混合物。旋轉的流體混合物流入一個分離部分中，在該分離部分中同心地布置有一個管狀旋渦溢流管，其布置方式使得可冷凝的貧化流體混合物流入管狀旋渦溢流管而可冷凝的濃縮流體混合物流入管狀旋渦外殼的外表面之間的環形空間。
已知的旋流式流體分離器可以從流體混合物中分離出大部分的可冷凝成分，而本發明的目的是進一步提高旋流式流體分離器的分離效率。
發明內容
根據本發明的旋流式流體分離器包括一個管狀外殼，該管狀外殼具有一個包括有一個噴嘴的流體進口部分，該噴嘴用于將流體混合物加速至超聲速以對流體混合物進行擴展和冷卻從而使得一個或多個可冷凝成分液化和/或固化、一個或多個用于引導冷卻的流體混合物使其在管狀外殼的中央部分里旋轉的翼、一個分離部分，其位于中央部分的下游并且在其中布置有一個管狀旋渦溢流管，其布置方式使得管狀旋渦溢流管可相對于管狀外殼的至少一部分移動、一個可冷凝濃縮流體出口，其連接至位于管狀旋渦溢流管外表面和管狀外殼內表面之間的環形空間、以及一個連接至管狀旋渦溢流管內部的可冷凝貧化流體出口。
已經發現，旋轉流體旋渦的旋轉中心通常相對于管狀分離器外殼的中心軸線輕微地偏心并且偏心率與引導流體使其在外殼中旋轉的翼的位置和尺寸有關。
可移動旋渦溢流管的使用使得可以將旋渦溢流管定位為與旋轉流體旋渦的旋轉中心同心，旋轉流體旋渦的中心可能與管狀分離器外殼的中心軸線偏心。
適宜地，管狀旋渦溢流管可相對于管狀外殼的中心軸線在徑向和/或縱向上移動。
可選地，管狀外殼是可彎的以使得旋渦溢流管可相對于管狀外殼進口部分的中心軸線的方向在徑向上移動，由于管狀外殼的彎曲其中心軸線也會彎曲。
優選地，一個或多個用于引導流體使其在管狀外殼的中心部分內旋轉的翼安裝在一個載體上，該載體與管狀外殼中央部分的中心軸線同軸并且可相對于其轉動。載體可以由一個形成管狀外殼中央部分的一部分并且可相對于管狀外殼的其它部分旋轉的套筒構成。
管狀旋渦溢流管可以是錐形的從而使得管狀旋渦溢流管的內部在下游方向上具有逐漸增大的橫截面面積。
以下將參考附圖對根據本發明的旋流式分離器的優選具體實施例進行更詳細地描述，附圖中圖1是根據本發明的一個旋流式分離器的縱剖面示意圖，其中一個旋渦溢流管可移動地布置于分離器外殼中；圖2是根據本發明的一個旋流式分離器的縱剖面示意圖，其中分離器外殼可以相對于旋渦溢流管移動；以及圖3是根據本發明的一個旋流式分離器的縱剖面示意圖，其中分離器外殼是可彎曲的。
具體實施例方式
參考圖1，其中示出了一個具有一個管狀外殼1的旋流式分離器，一個管狀旋渦溢流管2可移動地布置于該管狀外殼1中，其放置方式使得旋渦溢流管2可以相對于管狀外殼的中心軸線3在如箭頭4所示的縱向和如箭頭5所示的徑向上移動。
分離器還包括一個流體進口部分6，其中布置有一個拉伐爾(Laval)型噴嘴7，在該噴嘴中流體混合物加速至超聲速并且從而膨脹并冷卻至遠低于0攝氏度的溫度。
然后冷卻流體從噴嘴7以超聲速流入外殼的中央部分8，在該中央部分中布置有一個相對于附圖平面呈一個選定角度朝向的傾斜翼9。傾斜翼9引導流體并使其在管狀外殼1里旋轉。傾斜翼9安裝在套筒10上，套筒10構成外殼1的一部分并且可相對于外殼的其它部分如圖中所示的箭頭11那樣旋轉。
由于翼9的容積以及靠近翼9和翼端12的流體擾動，流體通常會繞著一個旋轉中心13旋轉，該旋轉中心13相對于管狀外殼1的中心軸線3是偏心的。旋渦的旋轉中心13可以自身旋轉成一個相對于中心軸線3的螺旋線(未示出)。
翼9在可旋轉套筒10上的布置以及旋渦溢流管2在外殼1內可旋轉的布置使得旋渦溢流管2可以準確定位，從而使得旋渦溢流管2的入口14與旋渦的旋轉中心13同心。
對于所示可調旋渦溢流管2和可轉動翼9的布置的實驗表明，這樣的布置將可冷凝貧化流體和可冷凝濃縮流體的分離效率提高了超過10％。
可調旋渦溢流管2和/或可轉動翼9可以由連接至流體成分和/或密度傳感器的自動定位控制系統進行控制，傳感器對通過管狀旋渦溢流管2的內部15流進可冷凝貧化流體出口16的可冷凝貧化流體以及通過旋渦溢流管2周圍的環形空間17流進可冷凝濃縮流體出口18的可冷凝濃縮流體的成分和/或密度進行檢測。
在圖2和圖3中，相同的附圖標記用于表示和圖1所示以及參考圖1進行描述的部件相同的部件。
在圖2中，管狀外殼1相對于一個固定的旋渦溢流管2可徑向和/或軸向地移動，如箭頭20和21所示，從而將由翼9引起的旋渦的旋轉中心13導向入旋渦溢流管2的入口14的中心。
在圖3中，管狀外殼的尾端可以如箭頭30所示那樣彎曲從而將由翼9引起的旋渦的旋轉中心導向入旋渦溢流管2的入口中心。
權利要求
1.一種用于從流體混合物中分離一種或多種可冷凝成分和/或固體的旋流式流體分離器，該分離器包括一個管狀外殼，該管狀外殼包括一個包括有一個噴嘴的流體進口部分，該噴嘴用于將流體混合物加速至超聲速以對流體混合物進行膨脹和冷卻從而使得一個或多個可冷凝成分液化和/或固化；一個或多個用于引導冷卻的流體混合物使其在管狀外殼的中央部分旋轉的翼；一個分離部分，其位于中央部分的下游并且在其中布置有一個管狀旋渦溢流管，其布置方式使得管狀旋渦溢流管可相對于管狀外殼的至少一部分移動；一個可冷凝濃縮流體出口，其連接至位于管狀旋渦溢流管外表面和管狀外殼內表面之間的環形空間；一個可冷凝貧化流體出口，其連接至管狀旋渦溢流管的內部。
2.如權利要求1所述的旋流式流體分離器，其特征在于管狀旋渦溢流管可相對于管狀外殼的中心軸線在縱向上移動。
3.如權利要求1或2所述的旋流式流體分離器，其特征在于管狀旋渦溢流管可相對于管狀外殼的中心軸線在徑向上移動。
4.如權利要求1至3中任一項所述的旋流式流體分離器，其特征在于管狀外殼是可彎曲以使得旋渦溢流管可相對于管狀外殼進口部分的中心軸線的方向在徑向上移動，由于管狀外殼彎曲其中心軸線也是彎曲的。
5.如前述任一項權利要求所述的旋流式流體分離器，其特征在于一個或多個用于引導流體使其在管狀外殼的中心部分里旋轉的翼安裝在一個載體上，該載體與管狀外殼中央部分的中心軸線同軸并且可相對于其轉動。
6.如前述任一項權利要求所述的旋流式流體分離器，其特征在于管狀旋渦溢流管是錐形的從而使得管狀旋渦溢流管的內部在下游方向上具有逐漸增大的橫截面面積。
全文摘要
一種用于從流體混合物中分離一種或多種可冷凝成分，例如水、和/或固體，例如煙塵或砂粒，的旋流式流體分離器，具有一個帶有一個流體進口部分的管狀外殼(1)，在該流體進口部分中流體混合物被加速至超聲速并且從而進行膨脹和冷卻從而使得可冷凝成分液化和/或凝固、一個或多個用于引導冷卻的流體混合物使其在管狀外殼的中央部分(8)里旋轉的翼(9)、一個其中可移動地布置有一個管狀旋渦溢流管(2)的流體分離部分、一個連接至錐形管狀旋渦溢流管(2)周圍的環形空間的可冷凝濃縮流體出口(18)以及一個連接至錐形管狀旋渦溢流管(2)內部的可冷凝貧化流體出口(16)。旋渦溢流管可在外殼里在徑向和/或縱向上移動以使旋渦溢流管的入口(14)對準旋轉流體的旋轉中心(13)，由于翼(9)引起的徑向流體位移的結果，旋轉流體的旋轉中心可以與管狀外殼的中心軸線(3)并不對準并且/或者繞著該中心軸線螺旋形轉動。
文檔編號B01D53/00GK1688372SQ03809625
公開日2005年10月26日 申請日期2003年4月29日 優先權日2002年4月29日
發明者馬爾科·貝廷, 科內利斯·A·琴克·威林克 申請人:國際殼牌研究有限公司