本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于多介質(zhì)分離領(lǐng)域中的可演示旋流分離過程的模擬實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，旋流器在石油、化工以及煤炭等行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，三相分離旋流器已經(jīng)成為對三相混合液進(jìn)行分離的主要設(shè)備。但是現(xiàn)有的三相分離旋流器，還是存在著這樣或那樣的缺陷，如何設(shè)計(jì)出一種分離效率高、占用空間小、流場穩(wěn)定、適用面廣泛以及操作維護(hù)方便的分離旋流器已經(jīng)成為石油化工等相關(guān)領(lǐng)域所面臨的一個(gè)重要問題。作為石油行業(yè)的高等院校，東北石油大學(xué)一直致力于解決上述問題，但是在教學(xué)科研過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們?nèi)狈π鞣蛛x過程的直觀了解，往往很難理解旋流分離的原理，因此，更是無法針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題提出改進(jìn)措施。所以，需要研制出一臺(tái)可以模擬旋流分離過程且能夠直觀演示的實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種多介質(zhì)自動(dòng)離心分離模擬實(shí)驗(yàn)裝置，該種模擬實(shí)驗(yàn)裝置，可在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下模擬旋流的形成和介質(zhì)分離，能夠讓學(xué)生清楚的看到整個(gè)旋流分離的過程。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：該種多介質(zhì)自動(dòng)離心分離模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括底座、上封閉板以及后背板，其獨(dú)特之處在于：

所述模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括第一電動(dòng)機(jī)、第二電動(dòng)機(jī)、中心管、短接、帶有內(nèi)通管的錐臺(tái)以及用于放置第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)控制電路的電動(dòng)機(jī)控制柜；第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)均為空心軸電動(dòng)機(jī)；短接為空心的上封閉圓筒狀，短接的頂板開有中央螺紋孔，短接的圓筒底部開有用于連接的內(nèi)螺紋；短接的外壁采用透明的亞克力板制成，短接內(nèi)置有照明光源；

其中，后背板和底座均為中空結(jié)構(gòu)，后背板和底座的中空內(nèi)腔相通，且通過內(nèi)部管線與第二分離介質(zhì)出口相連通；貫穿所述后背板，位于所述后背板的上部，開有待分離液流入口，所述待分離液流入口與所述后背板的中空內(nèi)腔不相通；所述后背板的中、下段沿垂向間隔開有若干第二分離介質(zhì)入口，所述第二分離介質(zhì)入口與所述后背板的中空內(nèi)腔相通；底座上亦開有第二分離介質(zhì)入口；

底座、上封閉板、后背板、電動(dòng)機(jī)控制柜以及一塊L形的透明亞克力板密封連接后，形成旋流分離模擬腔體，第一電動(dòng)機(jī)、第二電動(dòng)機(jī)、中心管、短接以及錐臺(tái)均位于所述旋流分離模擬腔體內(nèi)；第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)分別通過兩個(gè)電動(dòng)機(jī)固定座固定在所述電動(dòng)機(jī)控制柜的外壁上，其中，第一電動(dòng)機(jī)位于所述旋流分離模擬腔體的上端，第二電動(dòng)機(jī)位于所述旋流分離模擬腔體的下端，中心管、短接以及錐臺(tái)依次由上至下連接后位于第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)之間；中心管的頂端與第一電動(dòng)機(jī)的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間一體化連接并相通，中心管的底端與短接的上中央螺紋孔之間通過螺紋連接；短接的底端與錐臺(tái)的頂端之間通過螺紋連接，錐臺(tái)的底端與第二電動(dòng)機(jī)的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間通過聯(lián)軸器同軸連接，第二電動(dòng)機(jī)的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸與錐臺(tái)的內(nèi)通管相連通；

在中心管的中段外嵌套式固定連接有帶有槳片的上段液流撥盤，在中心管上位于所述上段液流撥盤之上的位置處，開有若干第一分離介質(zhì)入口；在錐臺(tái)的底端外壁上嵌套有下段液流撥盤，在第二電動(dòng)機(jī)的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸引出端上開有若干第三分離介質(zhì)入口；

由所述第一電動(dòng)機(jī)的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直向上引出一根穿出上封閉板的第一分離介質(zhì)出口管；由所述第二電動(dòng)機(jī)的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直向下引出一根穿出底座的第三分離介質(zhì)出口管。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：本種模擬實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)造性的采用了兩臺(tái)空心軸電動(dòng)機(jī)，一方面通過電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)槳片推動(dòng)液流旋轉(zhuǎn)，形成旋流，另一方面，利用電動(dòng)機(jī)的空心軸，構(gòu)成分離介質(zhì)的輸出通道，從而簡化了結(jié)構(gòu)。另外，在整個(gè)裝置中設(shè)置了照明光源，當(dāng)把不同密度的介質(zhì)在混合前染上不同的顏色后，混合后在照明光源的照射下，透過透明的亞克力板，學(xué)生就可以清楚的看到不同密度的介質(zhì)在旋流過程中是如何在離心力的作用下實(shí)現(xiàn)不同密度的介質(zhì)分離的。另外，本實(shí)驗(yàn)裝置中的各部分均采用可拆卸的組裝結(jié)構(gòu)，可以按照需要調(diào)整中心管和錐臺(tái)的形狀，從而改變旋流形成的具體參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)在多種實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。

附圖說明：

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：

由圖1所示，該種多介質(zhì)自動(dòng)離心分離模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括底座19、上封閉板9以及后背板12，其獨(dú)特之處在于：

所述模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括第一電動(dòng)機(jī)8、第二電動(dòng)機(jī)16、中心管6、短接14、帶有內(nèi)通管的錐臺(tái)3以及用于放置第一電動(dòng)機(jī)8和第二電動(dòng)機(jī)16控制電路的電動(dòng)機(jī)控制柜1；第一電動(dòng)機(jī)8和第二電動(dòng)機(jī)16均為空心軸電動(dòng)機(jī)；短接14為空心的上封閉圓筒狀，短接14的頂板開有中央螺紋孔，短接14的圓筒底部開有用于連接的內(nèi)螺紋；短接14的外壁采用透明的亞克力板制成，短接14內(nèi)置有照明光源15；

其中，后背板12和底座19均為中空結(jié)構(gòu)，后背板12和底座19的中空內(nèi)腔相通，且通過內(nèi)部管線與第二分離介質(zhì)出口17相連通；貫穿所述后背板，位于所述后背板的上部，開有待分離液流入口11，所述待分離液流入口與所述后背板的中空內(nèi)腔不相通；所述后背板的中、下段沿垂向間隔開有若干第二分離介質(zhì)入口20，所述第二分離介質(zhì)入口與所述后背板的中空內(nèi)腔相通；底座19上亦開有第二分離介質(zhì)入口；

底座19、上封閉板9、后背板12、電動(dòng)機(jī)控制柜1以及一塊L形的透明亞克力板密封連接后，形成旋流分離模擬腔體，第一電動(dòng)機(jī)8、第二電動(dòng)機(jī)16、中心管6、短接14以及錐臺(tái)3均位于所述旋流分離模擬腔體內(nèi)；第一電動(dòng)機(jī)8和第二電動(dòng)機(jī)16分別通過兩個(gè)電動(dòng)機(jī)固定座7固定在所述電動(dòng)機(jī)控制柜的外壁上，其中，第一電動(dòng)機(jī)8位于所述旋流分離模擬腔體的上端，第二電動(dòng)機(jī)16位于所述旋流分離模擬腔體的下端，中心管6、短接14以及錐臺(tái)3依次由上至下連接后位于第一電動(dòng)機(jī)8和第二電動(dòng)機(jī)16之間；中心管6的頂端與第一電動(dòng)機(jī)8的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間一體化連接并相通，中心管6的底端與短接14的上中央螺紋孔之間通過螺紋連接；短接14的底端與錐臺(tái)3的頂端之間通過螺紋連接，錐臺(tái)3的底端與第二電動(dòng)機(jī)16的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間通過聯(lián)軸器同軸連接，第二電動(dòng)機(jī)16的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸與錐臺(tái)3的內(nèi)通管相連通。

在中心管6的中段外嵌套式固定連接有帶有槳片4的上段液流撥盤5，在中心管6上位于所述上段液流撥盤之上的位置處，開有若干第一分離介質(zhì)入口13；在錐臺(tái)3的底端外壁上嵌套有下段液流撥盤2，在第二電動(dòng)機(jī)16的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸引出端上開有若干第三分離介質(zhì)入口。

由所述第一電動(dòng)機(jī)的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直向上引出一根穿出上封閉板9的第一分離介質(zhì)出口管10；由所述第二電動(dòng)機(jī)的空心轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直向下引出一根穿出底座19的第三分離介質(zhì)出口管18。

使用時(shí)，將不同密度的介質(zhì)在混合前染上不同的顏色，例如油水混合物、固體沙粒和氣體，混合后形成液體，通過待分離液流入口11注入到旋流分離模擬腔體內(nèi)。然后啟動(dòng)第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)，二者嚴(yán)格保持轉(zhuǎn)速同步，在旋流分離模擬腔體內(nèi)形成了旋流。由于離心力的作用，密度最小的氣相，運(yùn)移到中心，通過第一分離介質(zhì)入口13進(jìn)入到中心管內(nèi)，然后從第一分離介質(zhì)出口管10溢出。密度較大的沙粒被甩到最外圍，通過第二分離介質(zhì)入口20進(jìn)入到后背板的中空內(nèi)腔，密度居中相運(yùn)移到第三分離介質(zhì)入口，通過第三分離介質(zhì)出口管18排出。上述分離過程，都在照明光源的照射下，透過透明的亞克力板，學(xué)生就可以清楚的看到不同密度的介質(zhì)在旋流過程中是如何在離心力的作用下實(shí)現(xiàn)不同密度的介質(zhì)分離的。另外，本實(shí)驗(yàn)裝置中的各部分均采用可拆卸的組裝結(jié)構(gòu)，可以按照需要調(diào)整中心管和錐臺(tái)的形狀，從而改變旋流形成的具體參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)在多種實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。