旋流過濾氣液分離器的製作方法
2023-04-22 17:24:06 1
專利名稱：旋流過濾氣液分離器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及分離氣體和液體的裝置，是一種旋流過濾氣液分離器，特別適用於將天然氣中彌散的液體分離出。
氣液做迴轉運動時產生一定的離心力，密度越大產生的離心力就越大，利用此原理所製成的各種旋風分離器在化工行業廣泛地用於氣、液或氣、固分離。由於液體或固體顆粒在離心式分離器中所受的離心力遠大於其所受的重力，與重力分離器相比，離心式分離器具有佔用空間小、效率高等優點。
但是，常規的氣液離心式分離器對流速和含液量很敏感，當流速低、離心力小時，分離效果差；當含液量大，尤其是含有股狀液體時，在較高的氣體流速下液體又重新被粉碎的傾向。因此，常規離心式氣液分離器並不常用。如果採用二個或三個離心式分離器串聯使用，可提高分離效果，但是其投資較高、佔地面積較大。
鑑於上述存在的問題，本實用新型的目的在於設計一種利用旋流離心力有效分離氣體和液體的旋流過濾氣液分離器。本實用新型還在於設計一種能適應流量波動的旋流過濾氣液分離器。本實用新型還在於設計一種能適用於含有大顆粒液體或含股狀液體或含液量大的旋流過濾氣液分離器。
本實用新型的目的是通過以下措施來達到的該旋流過濾氣液分離器的容器殼體內的空間被旋流器上部封板分成上部空間和下部空間，在下部空間的上部容器殼體上有氣體切向進口，在容器殼體頂部有氣體出口，在容器殼體底部有液體出口，螺道旋流器內管固定安裝在旋流器上部封板中央並將上部空間與下部空間聯通，在下部空間的螺道旋流器內管的外壁上固定安裝有螺旋板，在螺旋板外有螺道旋流器外管，由螺道旋流器內管、螺旋板和螺道旋流器外管形成矩形螺道即螺道旋流器，螺旋板的外圓與螺道旋流器外管的內壁之間有間隙，螺道旋流器外管下部固定在上部正錐形體的上端，而上部正錐形體的下端固定安裝在容器殼體的內壁上，由螺道旋流器外管、上部正錐形體和容器殼體的內壁構成一級儲液空間，而容器殼體內的底部為二級儲液空間，一級儲液空間的液體通過一級降液管流到二級儲液空間；容器殼體與螺道旋流器外管之間的旋流器上部封板上固定安裝有旋流桶；旋流桶與容器殼體同心，旋流桶高度為氣體切向進口直徑的1.5至4倍，旋流桶外壁到容器內壁的徑向距離為氣體切向進口直徑的1至3倍，由容器殼體、旋流桶和旋流器上部封板組成一開口朝下的環形空間，氣體切向進口的上端管壁同旋流器上部封板在同一平面；矩形螺道的深寬比為0.2至1；在上部正錐形體的下方有下部正錐形體、破旋流斜板和螺道出口倒錐形體並且固定在一起固定安裝在容器殼體的內壁上；螺道出口倒錐形體的大口平面與螺道旋流器內管下緣的軸向距離為0.5至2.5倍的螺道旋流器外管直徑，螺道出口倒錐形體的大口直徑為平面與螺道旋流器外管直徑的0.5至1.5倍，螺道出口倒錐形體的頂角為150至60度，螺道出口倒錐形體的下部開口，螺道出口倒錐形體的上部開口邊緣固定在下部正錐形體上；而下部正錐形體由破旋流斜板支撐，下部正錐形體與容器殼體內壁之間留有間隙，下部正錐體頂角為60至150度；破旋流斜板由立放板構成，容器殼體的軸線與立放板在一個平面內，破旋流斜板固定在容器殼體內壁上；上部空間固定安裝有絲網或波紋板構成的除霧器，由上部空間的螺道旋流器內管、旋流器上部封板和容器殼體內壁構成三級儲液空間，而三級儲液空間的液體通過三級降液管流到二級儲液空間；螺道旋流器內管的頂端固定安裝有傘形罩；傘形罩上部0.5容器殼體直徑的高度處固定安裝有除霧器；一級降液管或三級降液管的下部出口直徑小於15％的氣體切向進口直徑；當一級降液管或三級降液管通過容器殼體外部引入二級儲液空間時，在外部的一級降液管或三級降液管上設置有控制閥門；在液體出口的管體上設置控制閥門。
附
圖1為本實用新型最佳實施例的主視剖視結構示意圖，附圖2為附
圖1的俯視結構示意圖；附圖中的編碼分別為1為除霧器，2為容器殼體，3為三級儲液空間，4為氣體切向進口，5為三級降液管，6為上部正錐形體，7為下部正錐形體，8為破旋流斜板，9為二級儲液空間，10為液體出口，11為一級降液管，12為螺道出口倒錐形體，13為一級儲液空間，14為螺道旋流器內管，15為螺旋板，16為螺道旋流器外管，17為旋流桶，18為旋流器上部封板，19為傘形罩，20為氣體出口。
下面結合最佳實施例及附圖對本實用新型作進一步描述如附
圖1和2所示，該旋流過濾氣液分離器的容器殼體2內的空間被旋流器上部封板18分成上部空間和下部空間，在下部空間的上部容器殼體2上有氣體切向進口4，在容器殼體2頂部有氣體出口20，在容器殼體2底部有液體出口10，螺道旋流器內管14固定安裝在旋流器上部封板18中央並將上部空間與下部空間聯通，在下部空間的螺道旋流器內管14的外壁上固定安裝有螺旋板15，在螺旋板15外有螺道旋流器外管16，由螺道旋流器內管14、螺旋板15和螺道旋流器外管16形成矩形螺道即螺道旋流器，螺旋板15的外圓與螺道旋流器外管16的內壁之間有間隙，螺道旋流器外管16下部固定在上部正錐形體6的上端，而上部正錐形體6的下端固定安裝在容器殼體2的內壁上，由螺道旋流器外管16、上部正錐形體6和容器殼體2的內壁構成一級儲液空間13，而容器殼體2內的底部為二級儲液空間9，一級儲液空間13的液體通過一級降液管11流到二級儲液空間9；其中，矩形螺道的深寬比最好為0.2至1；使用時，氣液混合物從氣體切向進口4以切向方向進入容器殼體2內，在離心力的作用下液體被甩向容器殼體2的內壁並沿內壁向下流入一級儲流空間13；氣體自下而上進入矩形螺道即螺道旋流器，並且迫使氣流沿矩形螺道高速旋轉，在強烈的離心力作用下，氣體夾帶的微小液滴被甩向螺道旋流器外管16的內壁並沿著螺旋板15的外圓與螺道旋流器外管16的內壁之間的間隙、上部正錐形體6的內壁和容器殼體2的內壁向下流到二級儲液空間9，這樣不受流量波動的影響就可實現氣體與液體的有效分離。
為了進一步適應含有大顆粒液體或股狀液體或含液量大的氣液分離，如附
圖1所示，容器殼體2與螺道旋流器外管16之間的旋流器上部封板18上固定安裝有旋流桶17；其中，旋流桶17與容器殼體2最好同心，旋流桶17高度最好為氣體切向進口4直徑的1.5至4倍，旋流桶17的外壁到容器殼體2內壁的徑向距離最好為氣體切向進口2直徑的1至3倍，由容器殼體2、旋流桶17和旋流器上部封板18組成一開口朝下的環形空間，氣體切向進口4的上端管壁同旋流器上部封板18在同一平面；由於氣液混合物從氣體切向進口4進入後，首先以切向方向進入容器殼體2的內壁與旋流桶17之間的環形空間，旋轉至旋流桶17下緣並自下而上轉180度進入旋流桶17與螺道旋流器外管16之間的環形空間，然後才能進入矩形螺道即螺道旋流器，由於氣體向下旋流轉變為向上流動是被旋流桶17分隔開來的，因此，有利於將含有大顆粒液體或股狀液體分離出，並減少分離後液體的攜帶量。當氣液混合物中不含有大顆粒液體或股狀液體或含液量較小時，可不設置旋流桶17，以簡化本實用新型的結構。
為了防止高速旋流氣體衝擊或帶動二級儲液空間9的液體旋轉和飛濺，使分離效率降低，如附
圖1所示，在上部正錐形體6的下方有下部正錐形體7；為了消除在二級儲液空間9的旋流，如附
圖1所示，在上部正錐形體6的下方有破旋流斜板8，並且破旋流斜板8固定安裝在下部正錐形體7的下部；為了加速矩形螺道即螺道旋流器出口氣流的旋轉，以便進一步提高分離效率，並且以便液體向下流出，如附
圖1所示，在上部正錐形體6的下方有螺道出口倒錐形體12，由於氣流旋出螺道後是隨著通流面積的增大而自然降速，並且由於在擴大的容器空間內形成旋轉流動，液體被甩向容器殼體2內壁，而氣流自下而上向中心的螺道旋流器內管14內流動；其中，螺道出口倒錐形體12的大口平面與螺道旋流器內管14下緣的軸向距離最好為0.5至2.5倍的螺道旋流器外管16直徑，螺道出口倒錐形體12的大口直徑最好為平面與螺道旋流器外管16直徑的0.5至1.5倍，螺道出口倒錐形體12的頂角最好為150至60度，螺道出口倒錐形體12的下部開口，螺道出口倒錐形體12的上部開口邊緣固定在下部正錐形體7上；而下部正錐形體7由破旋流斜板8支撐，下部正錐形體7與容器殼體2內壁之間留有間隙，下部正錐體7頂角最好為60至150度；破旋流斜板8由立放板(即立放的鋼板)構成，容器殼體2的軸線與立放板在一個平面內，破旋流斜板8固定在容器殼體2內壁上。
如附圖2所示，在上部空間固定安裝有絲網或波紋板構成的除霧器1，由上部空間的螺道旋流器內管14、旋流器上部封板18和容器殼體2內壁構成三級儲液空間3，而三級儲液空間3的液體通過三級降液管5流到二級儲液空間9；其中，螺道旋流器內管14的頂端最好固定安裝有傘形罩19，並且在傘形罩19上部0.5容器殼體2直徑的高度處固定安裝有除霧器1；這樣氣流經螺道旋流器內管14的上部及傘形罩19流出後，進入除霧器1中，除去氣體中微量的液霧，液體向下流入三級儲液空間3，並且再經三級降液管5流到二級儲液空間9，分離的氣體經氣體出口20輸出，這樣就進一步提高了分離效果。
其中，如附
圖1所示，一級降液管11或三級降液管5的下部出口直徑最好小於15％的氣體切向進口4的直徑，當一級儲液空間13或三級儲液空間3的氣壓增大時，防止氣流從一級降液管11或三級降液管5進入二級儲液空間9，從而影響分離效果；當一級降液管11或三級降液管5通過容器殼體外部引入二級儲液空間9時，在外部的一級降液管11或三級降液管5上設置有控制閥門，這樣通過調節控制閥門來達到防止氣流從一級降液管11或三級降液管5進入二級儲液空間9的效果；在液體出口10的管體上設置控制閥門，通過調節液體的流量來調節二級儲液空間9的氣壓差，從而也可實現防止氣流從一級降液管11或三級降液管5進入二級儲液空間9的效果。
本實用新型可根據氣液混合物中所含液體量、是否含有大顆粒液體或股狀液體狀況，來確定是否設置上述的旋流桶17、下部正錐形體7、破旋流斜板8、螺道出口倒錐形體12、傘形罩19、除霧器1等部件及參數匹配。當氣液混合物中所含液體量較大、並含有大顆粒液體或股狀液體時，可按如附
圖1所示來設置成最佳的實施例，這樣就可高效率地達到分離氣體和液體的效果，並且這樣的結構比較緊湊、佔地面積小，投資相對較少。
本實用新型的結構簡單、佔地面積相對較小、操作方便，利用該旋流過濾氣液分離器不但能有效分離氣體和液體，而且能適應流量波動，還可適用於含有大顆粒液體或含股狀液體或含液量大的氣液分離。
權利要求1．一種用於分離氣體和液體的旋流過濾氣液分離器，其特徵在於容器殼體內的空間被旋流器上部封板分成上部空間和下部空間，在下部空間的上部容器殼體上有氣體切向進口，在容器殼體頂部有氣體出口，在容器殼體底部有液體出口，螺道旋流器內管固定安裝在旋流器上部封板中央並將上部空間與下部空間聯通，在下部空間的螺道旋流器內管的外壁上固定安裝有螺旋板，在螺旋板外有螺道旋流器外管，由螺道旋流器內管、螺旋板和螺道旋流器外管形成矩形螺道即螺道旋流器，螺旋板的外圓與螺道旋流器外管的內壁之間有間隙，螺道旋流器外管下部固定在上部正錐形體的上端，而上部正錐形體的下端固定安裝在容器殼體的內壁上，由螺道旋流器外管、上部正錐形體和容器殼體的內壁構成一級儲液空間，而容器殼體內的底部為二級儲液空間，一級儲液空間的液體通過一級降液管流到二級儲液空間。
2．根據權利要求1所述的旋流過濾氣液分離器，其特徵在於容器殼體與螺道旋流器外管之間的旋流器上部封板上固定安裝有旋流桶。
3．根據權利要求2所述的旋流過濾氣液分離器，其特徵在於旋流桶與容器殼體同心，旋流桶高度為氣體切向進口直徑的1.5至4倍，旋流桶外壁到容器內壁的徑向距離為氣體切向進口直徑的1至3倍，由容器殼體、旋流桶和旋流器上部封板組成一開口朝下的環形空間，氣體切向進口的上端管壁同旋流器上部封板在同一平面。
4．根據權利要求1所述的旋流過濾氣液分離器，其特徵在於矩形螺道的深寬比為0.2至1。
5．根據權利要求1所述的旋流過濾氣液分離器，其特徵在於上部正錐形體的下方有下部正錐形體、破旋流斜板和螺道出口倒錐形體並且固定在一起固定安裝在容器殼體的內壁上。
6．根據權利要求5所述的旋流過濾氣液分離器，其特徵在於螺道出口倒錐形體的大口平面與螺道旋流器內管下緣的軸向距離為0.5至2.5倍的螺道旋流器外管直徑，螺道出口倒錐形體的大口直徑為平面與螺道旋流器外管直徑的0.5至1.5倍，螺道出口倒錐形體的頂角為150至60度，螺道出口倒錐形體的下部開口，螺道出口倒錐形體的上部開口邊緣固定在下部正錐形體上；而下部正錐形體由破旋流斜板支撐，下部正錐形體與容器殼體內壁之間留有間隙，下部正錐體頂角為60至150度；破旋流斜板由立放板構成，容器殼體的軸線與立放板在一個平面內，破旋流斜板固定在容器殼體內壁上。
7．根據權利要求1所述的旋流過濾氣液分離器，其特徵在於上部空間固定安裝有絲網或波紋板構成的除霧器，由上部空間的螺道旋流器內管、旋流器上部封板和容器殼體內壁構成三級儲液空間，而三級儲液空間的液體通過三級降液管流到二級儲液空間。
8．根據權利要求7所述的旋流過濾氣液分離器，其特徵在於螺道旋流器內管的頂端固定安裝有傘形罩。
9．根據權利要求8所述的旋流過濾氣液分離器，其特徵在於傘形罩上部0.5容器殼體直徑的高度處固定安裝有除霧器。
10．根據權利要求1或7所述的旋流過濾氣液分離器，其特徵在於一級降液管或三級降液管的下部出口直徑小於15％的氣體切向進口直徑；當一級降液管或三級降液管通過容器殼體外部引入二級儲液空間時，在外部的一級降液管或三級降液管上設置有控制閥門；在液體出口的管體上設置控制閥門。
專利摘要一種旋流過濾氣液分離器，其容器殼體內的空間被旋流器上部封板分成上部空間和下部空間，容器殼體上有氣體切向進口、氣體出口和液體出口，螺道旋流器內管固定安裝在旋流器上部封板中央，由螺道旋流器內管、螺旋板和螺道旋流器外管形成矩形螺道即螺道旋流器；其結構簡單、佔地面積相對較小、操作方便，利用該旋流過濾氣液分離器不但能有效分離氣體和液體，而且能適應流量波動，還適用於含有大顆粒液體或含股狀液體或含液量大的氣液分離。
文檔編號B01D19/00GK2335686SQ9821282
公開日1999年9月1日 申請日期1998年2月28日 優先權日1998年2月28日
發明者劉國華, 胡大鵬 申請人:劉國華, 胡大鵬