專利名稱：旋液環(huán)流式液固分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種用金屬材料經(jīng)機械加工方法制成由內(nèi)外筒體將器內(nèi)分為一次分離區(qū)、環(huán)流通道和二次分離區(qū)三部分且依靠流體旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力使密度不同的液固兩相得以分離的旋液環(huán)流式液固分離器。
現(xiàn)有常規(guī)型旋流器為圓筒圓錐形結(jié)構(gòu)，頂部為直筒段，下接錐度為9-20°的錐體。旋流器頂部中心設(shè)有一端伸入旋流器內(nèi)若干距離的溢流管。操作時，含固體顆粒(重分散相)的料液從分離器頂部切向進入直筒體。由于切向進入的流體流動速度較快，在旋流器內(nèi)形成高速的旋轉(zhuǎn)流動，并沿壁面旋轉(zhuǎn)向下進入錐體。流體旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心作用，把料液中的固體顆粒甩向器壁，然后匯于錐體底部而排出。液固混合物進入錐體后，只有少量液體與固體顆粒一起從底流排出，大多數(shù)液體由于流動截面不斷減小而匯于軸心，然后沿分離器軸線旋轉(zhuǎn)向上，從頂部溢流管排出，從而使液固兩相得以分離。由于在常規(guī)型旋流器中形成了沿邊壁自上而下和沿軸心自下而上的兩個旋渦，流體流動路線長，速度梯度大，因而壓降大，能耗高。旋流器直徑過大，器內(nèi)流體的流動情況發(fā)生顯著變化，不能保證分離時所需要的流體旋轉(zhuǎn)速度，且易產(chǎn)生上升與下降旋渦之間的短路，使分離效率大幅度下降，故其直徑一般不超過500mm，所以處理量大時需要多臺并聯(lián)操作。由于流體在器內(nèi)的流動形式及速度取決于進口流體的速度，進口流速的波動或流速較低時，分離效率急劇下降，而流速增大時，操作壓降急劇上升，所以常規(guī)型旋流器還存在操作穩(wěn)定性差、彈性小以及放大效應(yīng)顯著等缺點。
本發(fā)明專利的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有常規(guī)型旋流器流體壓降大，能耗高，操作彈性及處理量小，放大效應(yīng)顯著及操作穩(wěn)定性差的缺點，尋求設(shè)計制做一種結(jié)構(gòu)新穎簡單，操作使用方便，流體剪應(yīng)力和壓降小，能耗低，穩(wěn)定性強并具有較大操作彈性的旋液環(huán)流式液固分離器。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明專利主體采用金屬材料制成套筒錐體結(jié)構(gòu)，處于同軸心的內(nèi)外筒體中間留有一定距離的環(huán)隙，內(nèi)外筒體靠內(nèi)筒支撐架固連為同心一體，內(nèi)外筒體的上端不在同一平面，即內(nèi)筒體低于外筒體一定距離，外筒體上端制有法蘭或封頭，在法蘭或封頭中心制有中心溢流管，中心溢流管伸入外筒體內(nèi)一定距離但不插入內(nèi)筒體，在外筒體一側(cè)制有清洗管，另一側(cè)下端部穿過外筒體切向接入內(nèi)筒體制有進口管;在外筒體下端制接同徑錐筒體，其下部制有底流排放管和同錐度的底流調(diào)節(jié)環(huán)。分離操作時，料液自內(nèi)筒體下部進口管以切向方式進入內(nèi)筒體且做旋轉(zhuǎn)上升運動，料液進入內(nèi)筒體后，由于截面突然擴大，向上流動的軸向速度降低，進料中所含較大的固體顆粒在重力作用下直接沉入錐筒體底部;中等直徑的固體顆粒在隨液體做旋轉(zhuǎn)上升運動時，由于離心作用而被甩向內(nèi)筒體壁，然后沿內(nèi)筒體壁沉降進入錐筒體;較小的固體顆粒隨液體旋出內(nèi)筒體上端后，被甩向內(nèi)外筒體間的環(huán)隙，連同部分液體環(huán)流而下進入錐筒體。流體在錐筒體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)下降運動，使環(huán)流而下的較小固體顆粒和液體在錐筒體內(nèi)得到二次分離，被分離出來的液體沿錐筒體軸線旋轉(zhuǎn)返回內(nèi)筒體，最終固體顆粒在錐筒體底部富集，并由底流排放管排出，從而使液固兩相得以分離。
本發(fā)明專利與現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)新穎，流動路線短，流速梯度小，流體內(nèi)剪應(yīng)力小，壓降小效率高，能耗低，放大效應(yīng)小，處理量大，操作穩(wěn)定性強和彈性大等突出優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明專利之截面結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明專利實施時采用金屬材料經(jīng)機械加工方法完成，其主體上部為內(nèi)外套筒結(jié)構(gòu)，下部為錐體結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒體3將整個器內(nèi)分為一次分離區(qū)、環(huán)流通道和二次分離區(qū)三部分，中心溢流管1、外筒體2、內(nèi)筒體3、錐筒體5、底流排放管6和底流調(diào)節(jié)環(huán)7共處于同一軸心。內(nèi)筒體3和外筒體2中間留有一定間距的環(huán)隙構(gòu)成環(huán)流通道，兩筒體靠支撐架8固連為一體，支撐架8采用多點扁鋼焊接，在進口管4軸線所處截面上均布2～5個支撐架8，再在距內(nèi)筒體3的上端面10～100mm平面上均布3-6個支撐架8，采用扁鋼的支撐架8與兩筒體焊接時應(yīng)有一定角度以免影響環(huán)隙內(nèi)液體的流型。內(nèi)筒體3和外筒體2的上端不在同一平面內(nèi)，即內(nèi)筒體3短于外筒體2一定距離，外筒體2的直徑為內(nèi)筒體3的直徑的1.1～1.5倍，內(nèi)筒體3是旋流器的主要分離區(qū)，即一次分離區(qū)，內(nèi)筒體采用圓筒結(jié)構(gòu)，也可采用錐體結(jié)構(gòu)。內(nèi)筒體3的上部四周可開制多個切向排放槽12，使在內(nèi)筒體3中被分離的重分散體在旋轉(zhuǎn)上升到頂端前沿排放槽12流向環(huán)隙，從而減少旋流器頂部重分散相的濃度，有利于壓降的降低和效率的提高。在外筒體2上端用緊固螺絲制有平頭法蘭11或封頭10，在法蘭11或封頭10的中心制有圓筒狀中心溢流管1，其下端口伸入外筒體2內(nèi)但不低于內(nèi)筒體3上端面平面。中心溢流管1的直徑為內(nèi)筒體3直徑的0.2～0.5倍;由于對粘稠或易結(jié)垢物系進行分離時，設(shè)備長期運行或操作不當(dāng)會產(chǎn)生環(huán)隙的減小或堵塞，因而在外筒體2的上部側(cè)面制有清洗管9，以便于清洗物垢，清洗管9與外筒體2相切且有向下10°～30°的傾角，其直徑為內(nèi)筒體3直徑的0.05～0.5倍;在外筒體2的下部另一側(cè)穿過外筒體2水平或向上傾斜而切向接入內(nèi)筒體3制有進口管4，其直徑為內(nèi)筒體3直徑的0.2～0.5倍，進口管4除采用圓形外，也可采用長寬比為3∶1的矩形截面管。
在外筒體2下端采用焊接方式連接制有錐筒體5，由于錐筒體5是第二分離區(qū)，為提高錐筒體5內(nèi)流體的旋轉(zhuǎn)速度，內(nèi)筒體3的下端可以插入錐筒體5內(nèi)一定長度，但插入端的筒壁應(yīng)有一定的倒角，錐筒體5的錐角為5°～45°內(nèi)，其下部制有底流排放管6，底流排放管6與錐筒體5采用法蘭聯(lián)接，并可在兩者聯(lián)接間增設(shè)翻邊錐體結(jié)構(gòu)的底流調(diào)節(jié)環(huán)7，底流排放管6的直徑與底流調(diào)節(jié)環(huán)7的上口直徑相同，一般為內(nèi)筒體3的直徑的0.05～0.5倍。采用特殊耐磨金屬材料制做的底流調(diào)節(jié)環(huán)7可以增加設(shè)備的操作彈性和滿足底流中固相濃度的要求并調(diào)節(jié)底流排放量，而且便于磨損后更換。
實驗結(jié)果表明，本發(fā)明專利采用垂直或傾斜一定角度按裝均有相同分離效果，且串聯(lián)使用可提高總的分離效果;除了對液固兩相分離外，其對液液分離和氣固分離均有相仿機理和效果。
權(quán)利要求
1.一種用金屬材料經(jīng)機械加工制成的主要有內(nèi)筒體、外筒體、錐筒體、底流排放管、底流調(diào)節(jié)環(huán)和進口管、中心溢流管等部件組成用于液固兩相分離的旋液環(huán)流式液固分離器，其特征在于同軸心且中間留有間距的內(nèi)外筒體將整個器內(nèi)分為一次分離區(qū)、環(huán)流通道和二次分離區(qū)，內(nèi)外兩筒體靠支撐架固連為同心體；在外筒體下端制接同徑錐筒體，其下部采用法蘭聯(lián)接制有底流排放管和同錐度的底流調(diào)節(jié)環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋液環(huán)流式液固分離器，其特征在于穿過外筒體下端一側(cè)切向接入內(nèi)筒體制有進口管，中心溢流管從頂端伸入外筒體組不插入內(nèi)筒體;可以在內(nèi)筒體上部四周開制多個切向排放槽，以便于重分散體在旋轉(zhuǎn)上升到頂端前流向環(huán)隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋液環(huán)流式液固分離器，其特征在于外筒體上端用緊固螺絲制有平頭法蘭或封頭，外筒體上部側(cè)面以10-30°傾角向下切向接于外筒體制有清洗管，以便于及時清洗環(huán)隙中的污垢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋液環(huán)流式液固分離器，其特征在于中心溢流管、內(nèi)筒體、外筒體、錐筒體、底流排放管和底流調(diào)節(jié)環(huán)共處于同一軸心，其各部件直徑比例為外筒體為內(nèi)筒體直徑的1.1-1.5倍;中心溢流管和進口管為內(nèi)筒體直徑的0.2-0.5倍;清洗管和底流排放管及底流調(diào)節(jié)環(huán)的上口徑為內(nèi)筒體直徑的0.05-0.5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋液環(huán)流式液固分離器，其特征在于還可用于液液分離和氣體固體兩相的分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由同心的內(nèi)外筒體將器內(nèi)分為一次分離區(qū)、環(huán)流通道和二次分離區(qū)的旋液環(huán)流式液固分離器，外筒體上端長于內(nèi)筒體且制有法蘭或封頭，中心溢流管穿過法蘭或封頭伸入外筒體，進口管穿過外筒體切向接入內(nèi)筒體，外筒體下端制有錐筒體，其下部制有底流排放管和底流調(diào)節(jié)環(huán)。本分離器除對固液分離外，還對液液、氣固態(tài)有分離作用，其結(jié)構(gòu)新穎，液流路線短，分離效率高，處理量大，壓降低，操作使用方便，穩(wěn)定性好。
文檔編號B04C5/00GK1084104SQ9210671
公開日1994年3月23日 申請日期1992年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月8日
發(fā)明者李建隆, 張海躍, 魏德孚, 周學(xué)林 申請人:青島化工學(xué)院