專利名稱：旋渦溢流管位置可調(diào)的旋流式流體分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋流式流體分離器，其裝備有一個(gè)旋渦溢流管。
背景技術(shù)：
這樣的一種流體分離器可從歐洲專利申請(qǐng)0496128和國(guó)際專利申請(qǐng)WO99/01194中了解。
從這些現(xiàn)有技術(shù)參考資料中已知的旋流式流體分離器包括一個(gè)具有一個(gè)噴嘴的流體進(jìn)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(yuǎn)低于0攝氏度的溫度以使得一個(gè)或多個(gè)可冷凝成分，例如水和烴冷凝物，冷凝和/或凝固。一個(gè)或多個(gè)翼將冷卻的流體混合物引導(dǎo)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(zhuǎn)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(zhuǎn)的流體混合物流入一個(gè)分離部分中，在該分離部分中同心地布置有一個(gè)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(huán)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(fā)明的目的是進(jìn)一步提高旋流式流體分離器的分離效率。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的旋流式流體分離器包括一個(gè)管狀外殼，該管狀外殼具有一個(gè)包括有一個(gè)噴嘴的流體進(jìn)口部分，該噴嘴用于將流體混合物加速至超聲速以對(duì)流體混合物進(jìn)行擴(kuò)展和冷卻從而使得一個(gè)或多個(gè)可冷凝成分液化和/或固化、一個(gè)或多個(gè)用于引導(dǎo)冷卻的流體混合物使其在管狀外殼的中央部分里旋轉(zhuǎn)的翼、一個(gè)分離部分，其位于中央部分的下游并且在其中布置有一個(gè)管狀旋渦溢流管，其布置方式使得管狀旋渦溢流管可相對(duì)于管狀外殼的至少一部分移動(dòng)、一個(gè)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(nèi)表面之間的環(huán)形空間、以及一個(gè)連接至管狀旋渦溢流管內(nèi)部的可冷凝貧化流體出口。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)流體旋渦的旋轉(zhuǎn)中心通常相對(duì)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(dǎo)流體使其在外殼中旋轉(zhuǎn)的翼的位置和尺寸有關(guān)。
可移動(dòng)旋渦溢流管的使用使得可以將旋渦溢流管定位為與旋轉(zhuǎn)流體旋渦的旋轉(zhuǎn)中心同心，旋轉(zhuǎn)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(duì)于管狀外殼的中心軸線在徑向和/或縱向上移動(dòng)。
可選地，管狀外殼是可彎的以使得旋渦溢流管可相對(duì)于管狀外殼進(jìn)口部分的中心軸線的方向在徑向上移動(dòng)，由于管狀外殼的彎曲其中心軸線也會(huì)彎曲。
優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)用于引導(dǎo)流體使其在管狀外殼的中心部分內(nèi)旋轉(zhuǎn)的翼安裝在一個(gè)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(duì)于其轉(zhuǎn)動(dòng)。載體可以由一個(gè)形成管狀外殼中央部分的一部分并且可相對(duì)于管狀外殼的其它部分旋轉(zhuǎn)的套筒構(gòu)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(nèi)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(duì)根據(jù)本發(fā)明的旋流式分離器的優(yōu)選具體實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)地描述，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)旋流式分離器的縱剖面示意圖，其中一個(gè)旋渦溢流管可移動(dòng)地布置于分離器外殼中；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)旋流式分離器的縱剖面示意圖，其中分離器外殼可以相對(duì)于旋渦溢流管移動(dòng)；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)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(shí)施例方式
參考圖1，其中示出了一個(gè)具有一個(gè)管狀外殼1的旋流式分離器，一個(gè)管狀旋渦溢流管2可移動(dòng)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(duì)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(dòng)。
分離器還包括一個(gè)流體進(jìn)口部分6，其中布置有一個(gè)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(yuǎn)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(gè)相對(duì)于附圖平面呈一個(gè)選定角度朝向的傾斜翼9。傾斜翼9引導(dǎo)流體并使其在管狀外殼1里旋轉(zhuǎn)。傾斜翼9安裝在套筒10上，套筒10構(gòu)成外殼1的一部分并且可相對(duì)于外殼的其它部分如圖中所示的箭頭11那樣旋轉(zhuǎn)。
由于翼9的容積以及靠近翼9和翼端12的流體擾動(dòng)，流體通常會(huì)繞著一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心13旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)中心13相對(duì)于管狀外殼1的中心軸線3是偏心的。旋渦的旋轉(zhuǎn)中心13可以自身旋轉(zhuǎn)成一個(gè)相對(duì)于中心軸線3的螺旋線(未示出)。
翼9在可旋轉(zhuǎn)套筒10上的布置以及旋渦溢流管2在外殼1內(nèi)可旋轉(zhuǎn)的布置使得旋渦溢流管2可以準(zhǔn)確定位，從而使得旋渦溢流管2的入口14與旋渦的旋轉(zhuǎn)中心13同心。
對(duì)于所示可調(diào)旋渦溢流管2和可轉(zhuǎn)動(dòng)翼9的布置的實(shí)驗(yàn)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(guò)10％。
可調(diào)旋渦溢流管2和/或可轉(zhuǎn)動(dòng)翼9可以由連接至流體成分和/或密度傳感器的自動(dòng)定位控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，傳感器對(duì)通過(guò)管狀旋渦溢流管2的內(nèi)部15流進(jìn)可冷凝貧化流體出口16的可冷凝貧化流體以及通過(guò)旋渦溢流管2周圍的環(huán)形空間17流進(jìn)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(jìn)行檢測(cè)。
在圖2和圖3中，相同的附圖標(biāo)記用于表示和圖1所示以及參考圖1進(jìn)行描述的部件相同的部件。
在圖2中，管狀外殼1相對(duì)于一個(gè)固定的旋渦溢流管2可徑向和/或軸向地移動(dòng)，如箭頭20和21所示，從而將由翼9引起的旋渦的旋轉(zhuǎn)中心13導(dǎo)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(zhuǎn)中心導(dǎo)向入旋渦溢流管2的入口中心。
權(quán)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(gè)管狀外殼，該管狀外殼包括一個(gè)包括有一個(gè)噴嘴的流體進(jìn)口部分，該噴嘴用于將流體混合物加速至超聲速以對(duì)流體混合物進(jìn)行膨脹和冷卻從而使得一個(gè)或多個(gè)可冷凝成分液化和/或固化；一個(gè)或多個(gè)用于引導(dǎo)冷卻的流體混合物使其在管狀外殼的中央部分旋轉(zhuǎn)的翼；一個(gè)分離部分，其位于中央部分的下游并且在其中布置有一個(gè)管狀旋渦溢流管，其布置方式使得管狀旋渦溢流管可相對(duì)于管狀外殼的至少一部分移動(dòng)；一個(gè)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(nèi)表面之間的環(huán)形空間；一個(gè)可冷凝貧化流體出口，其連接至管狀旋渦溢流管的內(nèi)部。
2.如權(quán)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(duì)于管狀外殼的中心軸線在縱向上移動(dòng)。
3.如權(quán)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(duì)于管狀外殼的中心軸線在徑向上移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)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(duì)于管狀外殼進(jìn)口部分的中心軸線的方向在徑向上移動(dòng)，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(xiàng)權(quán)利要求所述的旋流式流體分離器，其特征在于一個(gè)或多個(gè)用于引導(dǎo)流體使其在管狀外殼的中心部分里旋轉(zhuǎn)的翼安裝在一個(gè)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(duì)于其轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)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(nèi)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(gè)帶有一個(gè)流體進(jìn)口部分的管狀外殼(1)，在該流體進(jìn)口部分中流體混合物被加速至超聲速并且從而進(jìn)行膨脹和冷卻從而使得可冷凝成分液化和/或凝固、一個(gè)或多個(gè)用于引導(dǎo)冷卻的流體混合物使其在管狀外殼的中央部分(8)里旋轉(zhuǎn)的翼(9)、一個(gè)其中可移動(dòng)地布置有一個(gè)管狀旋渦溢流管(2)的流體分離部分、一個(gè)連接至錐形管狀旋渦溢流管(2)周圍的環(huán)形空間的可冷凝濃縮流體出口(18)以及一個(gè)連接至錐形管狀旋渦溢流管(2)內(nèi)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(dòng)以使旋渦溢流管的入口(14)對(duì)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)流體的旋轉(zhuǎn)中心(13)，由于翼(9)引起的徑向流體位移的結(jié)果，旋轉(zhuǎn)流體的旋轉(zhuǎn)中心可以與管狀外殼的中心軸線(3)并不對(duì)準(zhǔn)并且/或者繞著該中心軸線螺旋形轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B01D53/00GK1688372SQ03809625
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月29日
發(fā)明者馬爾科·貝廷, 科內(nèi)利斯·A·琴克·威林克 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司