專利名稱：液－液分離旋流器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于液-液混合物的分離設備的技術領域，涉及一種液-液分離旋流器，尤其涉及一種對含硫污水或含油污水進行分離的旋流器。
在石油化工產品的生產過程中、在陸上油田和海洋油田的采油過程中，經常要排放大量含硫和含油的污水，這些污水對環境造成嚴重的污染，必須進行處理。
目前，這些污水的處理通常采用以下兩種方法1.沉降法，2.過濾法。
所說的沉降法是將污水先置于大罐中，停留一段時間后，把漂浮在上層的輕質組分撇走，以達到分離的目的。該方法的缺點是設備體積龐大，占地面積大，運行不連續，設備投資較高；所說的過濾法則采用濾料收油，它需要定期進行清洗，操作不方便；中國專利95228292.5和96210084.6公開了一種旋流器，在實際的應用過程中發現還存在著油水分離效率不高的缺陷，還必須進行進一步的改進。
本實用新型的目的在于設計一種新型的液-液分離旋流器，用于分離含硫或含油污水，以克服現有技術的上述缺陷。
本實用新型的目的可以通過下述的技術方案來實現本實用新型所說的旋流器為一個組合件，包括殼體和旋流管，所說的旋流管包括圓筒腔室段、大錐度腔室段、中錐度腔室段、小錐度腔室段、尾管段、溢流管和進料口。
所說的圓筒腔室段為一上端密封的圓直管；所說的大錐度腔室段為一上粗下細的錐形管，其上端口的內徑與圓筒腔室段的內徑相同，大錐度腔室段的上端口與圓筒腔室段的下端口相連接；所說的中錐度腔室段為一上粗下細的錐形管，其上端口的內徑與大錐度腔室段的下端口內徑相同，并與大錐度腔室段的下端口相連接；所說的小錐度腔室段為一上粗下細的錐形管，其上端口的內徑與中錐度腔室段的下端口內徑相同且連接在一起；所說的尾管段為一圓直管，尾管段與小錐度腔室段的下端口相連接；一個或一個以上的進料口設置在所說的圓筒腔室段上，進料口為四邊形，進料口以與圓筒腔室段相切的方法相連接；溢流管則設置在圓筒腔室段的上部，并插入圓筒腔室段；圓筒腔室段、大錐度腔室段、中錐度腔室段、小錐度腔室段和尾管段形成一個共軸的連通的管腔，即為所說的旋流管；由圓筒腔室段、大錐度腔室段、中錐度腔室段、小錐度腔室段和尾管段形成的共軸的連通的旋流管通過固定件固定在殼體內；所說的固定件又將殼體分隔成三個區間，即集輕腔、集重腔和進料腔；集輕腔與溢流管相連通，集重腔與尾管段相連通，進料腔與進料口相連通；所說的殼體上設有污水進口、凈水出口和輕質組分出口，并分別連通進料腔、集重腔和集輕腔。
本實用新型是這樣運行的含硫和含油的污水由所說的殼體上的污水進口進入進料腔，然后通過進料口沿切線方向注入圓筒腔室段，形成高速旋轉的渦流，先后經過大錐度腔室段、中錐度腔室段和小錐度腔室段逐級加速，離心加速度逐漸升高，離心力將比重較大的一相甩至腔壁，從尾管段集結后排入集重腔，通過殼體上的凈水出口排出；而比重較小的一相則集中在管腔的中部，形成輕相芯，上升到溢流管處，并由溢流管排入集輕腔，最后由殼體上的輕質組分出口排出，從而完成了含硫和含油的污水的凈化處理。
在殼體內可以并列設置一個或一個以上的旋流管，這將根據處理量決定。
下面將結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
圖1為具有單個旋流管的旋流器結構示意圖。圖2旋流管結構示意圖。圖3旋流管進料口處的橫截面示意圖。圖4為具有兩個旋流管的旋流器示意圖。1--殼體 2--集重腔3--固定件4--污水進口5--進料腔6--集輕腔7--輕質組分出口 8--旋流管9--凈水出口 10--溢流管11--進料口 12--圓筒腔室段13--大錐度腔室段 14--中錐度腔室段15--小錐度腔室段 16--尾管段由
圖1可見，所說的旋流器包括殼體1和旋流管8；所說的旋流管8包括圓筒腔室段12、大錐度腔室段13、中錐度腔室段14、小錐度腔室段15、尾管段16、溢流管10和進料口11；所說的圓筒腔室段12為一上端密封的圓直管；所說的大錐度腔室段13為一上粗下細的錐形管，其上端口的內徑D1為下端口的內徑D2的1.2～2.0倍，并與圓筒腔室段12的內徑相同，內徑D2為圓筒腔室段12的高度H的0.02～1.0倍，大錐度腔室段13的半錐角α為18～20度，大錐度腔室段13的上端口與圓筒腔室段12的下端口相連接；所說的中錐度腔室段14為一上粗下細的錐形管，其上端口的內徑與大錐度腔室段13的下端口內徑D2相同，并與大錐度腔室段13的下端口相連接，其錐角β為6～12度；所說的小錐度腔室段15為一上粗下細的錐形管，其上端口的內徑與中錐度腔室段14的下端口內徑相同且連接在一起，錐角γ為1.5～3度；所說的尾管段16的內徑D3為大錐度腔室段13的下端口的內徑D2的0.2～0.5倍，尾管段16的長度L為大錐度腔室段13的下端口的內徑D2的20～40倍，尾管段16與小錐度腔室段15的下端口相連接；一個或一個以上的進料口11設置在所說的圓筒腔室段12上，進料口11為四邊形，進料口11以與圓筒腔室段12相切的方法相連接，進料口11的當量直徑為D2的0．3～0.5倍，所說的當量直徑的定義為當量直徑=∏/π，∏為四邊形周長，π為圓周率；溢流管10則設置在圓筒腔室段12的上部，其插入圓筒腔室段12的深度L0為大錐度腔室段13的下端口的內徑D2的0.4～0.7倍，其內徑d0=0.5～3mm；圓筒腔室段12、大錐度腔室段13、中錐度腔室段14、小錐度腔室段15和尾管段16形成一個共軸的連通的管腔，即為所說的旋流管；由圓筒腔室段12、大錐度腔室段13、中錐度腔室段14、小錐度腔室段15和尾管段16形成的共軸的連通的旋流管通過固定件3如管板等固定在殼體1內；所說的固定件又將殼體1分隔成三個區間，即集輕腔6、集重腔2和進料腔5；集輕腔6與溢流管10相連通，集重腔2與尾管段16相連通，進料腔5與進料口11相連通；所說的殼體1上設有污水進口4、凈水出口9和輕質組分出口7，并分別連通進料腔5、集重腔2和集輕腔6。
圖2描述了旋流管與進料口11之間的配合關系，由圖可見，進料口11是以與圓筒腔室段12的切線相連接的，因此，污水可以通過進料口11沿切線方向注入圓筒腔室段12，從而可以以旋轉的形式進入旋流管。
含硫和含油的污水由所說的殼體1上的污水進口4進入進料腔5，然后通過進料口11沿切線方向注入圓筒腔室段12，先后經過大錐度腔室段13、中錐度腔室段14和小錐度腔室段15，離心加速度逐漸升高，離心力將比重較大的一相甩至腔壁，從尾管段16集結后排入集重腔2，通過殼體1上的凈水出口9排出；而比重較小的一相則集中在管腔的中部，形成輕相芯，上升到溢流管10處，并由溢流管10排入集輕腔6，最后由殼體1上的輕質組分出口7排出，從而完成了含硫和含油的污水的凈化處理。
圖4為具有兩個并聯連接的旋流管的旋流器，顯然，根據需要，可以在殼體內設置多個旋流管。
上述旋流器的優點是十分明顯的(1)工作時不需要任何動力設備；(2)具有多種功能，可以根據生產需要實現液-液兩相的分離，包括原油的脫水，含油污水、含硫污水等兩種不互溶介質的分離，在凈化含油污水、含硫污水的同時，回收油品；(3)結構簡單，內部無旋轉件及易損件，也不需要管線連接、閥門等控制件，成本低，工作安全可靠；(4)占地面積小，安裝方便，運行費用低，用于油水分離時，其處理時間為2～4秒，且分離效率高，與處理量相同的其他設備相比，其體積僅為幾分之一，重量僅為三、四十分之一，其運行費用僅為投資成本的2％，耗電較其他裝置節省5％左右；(5)使用靈活方便，可以單獨使用，也可以并聯或串聯使用，實現多級處理，還能夠與現有裝置聯合使用，并可實現自動控制。
權利要求1．一種液-液分離旋流器，其特征在于，包括殼體(1)和旋流管(8)；所說的旋流管(8)包括圓筒腔室段(12)、大錐度腔室段(13)、中錐度腔室段(14)、小錐度腔室段(15)、尾管段(16)、溢流管(10)和進料口(11)；所說的圓筒腔室段(12)為一上端密封的圓直管；所說的大錐度腔室段(13)其上端口的內徑(D1)與圓筒腔室段(12)的內徑相同，并圓筒腔室段(12)的下端口相連接；所說的中錐度腔室段(14)其上端口的內徑與大錐度腔室段(13)的下端口內徑(D2)相同，并與大錐度腔室段(13)的下端口相連接；所說的小錐度腔室段(15)其上端口的內徑與中錐度腔室段(14)的下端口內徑相同且連接在一起；尾管段(16)與小錐度腔室段(15)的下端口相連接；一個或一個以上的四邊形進料口(11)設置在所說的圓筒腔室段(12)上，進料口(11)以與圓筒腔室段(12)相切的方法相連接，溢流管(10)則設置在圓筒腔室段(12)的上部，插入圓筒腔室段(12)內；圓筒腔室段(12)、大錐度腔室段(13)、中錐度腔室段(14)、小錐度腔室段(15)和尾管段(16)形成的旋流管(8)；由圓筒腔室段12、大錐度腔室段13、中錐度腔室段14、小錐度腔室段15和尾管段16形成的共軸旋流管通過固定件(3)固定在殼體(1)內，并將殼體(1)分隔成集輕腔(6)、集重腔(2)和進料腔(5)；集輕腔(6)與溢流管(10)相連通，集重腔(2)與尾管段(16)相連通，進料腔(5)與進料口(11)相連通；所說的殼體(1)上設有污水進口(4)、凈水出口(9)和輕質組分出口(7)，并分別連通進料腔(5)、集重腔(2)和集輕腔(6)。
2．如權利要求1所述的旋流器，其特征在于，所說的大錐度腔室段(13)上端口的內徑(D1)為下端口的內徑(D2)的0.4～2.0倍，(D2)為圓筒腔室段(12)的高度(H)的0.05～1.0倍，大錐度腔室段(13)的半錐角(α)為18～20度；所說的中錐度腔室段(14)的錐角(β)為6～12度；所說的小錐度腔室段(15)的錐角(γ)為1.5～3度；所說的尾管段(16)的內徑(D3)為大錐度腔室段(13)的下端口的內徑(D2)的0.2～.05倍，尾管段(16)的長度(L)為大錐度腔室段(13)的下端口的內徑(D2)的20～40倍；溢流管(10)插入圓筒腔室段(12)的深度(L0)為大錐度腔室段(13)的下端口的內徑(D2)的0.4～0.7倍；進料口(11)的當量直徑為(D2)的0.3～0.5倍；所說的溢流管(10)插入圓筒腔室段(12)的深度(L0)為大錐度腔室段(13)的下端口的內徑(D2)的0.4～0.7倍，其內徑(d0)=0.5～3mm。
3．如權利要求1所述的旋流器，其特征在于，在殼體(1)內并連設置多個旋流管(8)。
4．如權利要求2所述的旋流器，其特征在于，在殼體(1)內并連設置多個旋流管(8)。
專利摘要本實用新型設計了一種液—液分離旋流器。該旋流器在殼體內設置了一個或多個設有錐度的旋流管,可用于含油污水、含硫污水等分離,工作時不需要任何動力設備,處理時間為2～4秒,且分離效率高,結構簡單,體積小,重量輕,耗電較其他裝置節省5%左右。
文檔編號B04C3/00GK2423033SQ0021761
公開日2001年3月14日 申請日期2000年5月16日 優先權日2000年5月16日
發明者汪華林, 錢卓群, 趙小寧, 魏大妹, 石巖 申請人:華東理工大學