專利名稱：一種旋流除砂器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液固兩相分離裝置，特別是涉及一種在石油、化工、環(huán)境保護(hù)、紡織、印染、運(yùn)輸?shù)冗^程中使用的除砂分離裝置。
背景技術(shù)：
目前常用的分離裝置有重力式、離心式等種類。如“泥漿旋流除砂器”，專利號為CN2163863。是單個(gè)旋流分離器，包括錐形管，進(jìn)口為阿基米德流線，有進(jìn)口管、溢流管、旋流室、旋流錐筒。如CN2274687“一種帶縮口式進(jìn)液管的水力旋流除砂器”，特征為除砂器的與筒體切向連接的進(jìn)液管口部加一可縮小口徑的楔形凸起，克服了進(jìn)口流體旋流不均勻噴射干擾的問題；CN2398420“水力旋流除砂器”，特征為易更換錐形管的下根部，把一個(gè)錐形管變?yōu)閮刹糠?，解決了錐管根部易磨損的問題。前面幾個(gè)專利都沒有涉及到儲砂器的尺寸對分離效率的影響，且在含油較高的條件下，上述除砂裝置的除砂效率最高也就能到80％左右。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)在不同油水比例的條件下除砂的高效率對于100目以下的細(xì)小顆粒分離效率在90％以上，尤其對不同配比油水混合物及稠油。為了實(shí)現(xiàn)對液固兩相介質(zhì)的快速、高效分離，或與同類分離裝置相比，在同樣處理量的條件下，使該分離裝置達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的目的，從而提供一種旋流除砂器，該裝置主要解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的除砂效率低的問題。
本實(shí)用新型的一種旋流除砂器，包括分離器，分離器的本體上有膨脹室，膨脹室的上方有輕質(zhì)相的溢流管，膨脹室內(nèi)有使從進(jìn)液管進(jìn)入的流體形成旋流的螺旋腔體，膨脹室的側(cè)壁有切向的進(jìn)液管；錐形管，錐形管大端朝上，錐形管的大端與分離器的下端相連通；儲砂器，儲砂器設(shè)置在錐形管的下方，儲砂器與錐形管的下端相連通。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的一種旋流除砂器，還可以具有如下的特點(diǎn)所述分離器的進(jìn)液管與膨脹室之間采用阿基米德流線形過渡連接。
所述的儲砂器的頂部和錐形管的下端分別有管狀的連接管，兩個(gè)連接管相卡接。
所述的儲砂器的上部為圓筒形，儲砂器的底部為錐形。
在儲砂器錐形底的端部有放砂閥門。
所述的儲砂器的圓筒部分的直徑是分離器的膨脹室直徑的2-3倍，儲砂器的圓筒部分的高度是分離器的膨脹室直徑的0.4-0.8倍。
所述的錐形管高度是其大端直徑的1.2-1.5倍，所述的錐形管的錐角為3-12度。
儲砂器錐形部分的高度是其大端直徑的0.7-0.9倍。
本實(shí)用新型的多級旋流除砂裝置，包括至少兩級旋流除砂器，上一級旋流除砂器的分離器溢流管通過一個(gè)管路與下一級旋流除砂器的分離器進(jìn)液管相連通。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的多級旋流除砂裝置，還可以具有如下的特點(diǎn)在兩級旋流除砂器之間的管路上還設(shè)置有管道泵。
本實(shí)用新型的效果如下(1)該裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將重力、旋流、膨脹分離機(jī)理置于一體，是高效的兩相—液固分離裝置。
(2)如果達(dá)到設(shè)計(jì)分離目標(biāo)，一級分離裝置就可以了。
(3)設(shè)置足夠大的儲砂器，利用重力分離使液固進(jìn)一步分離，在分離過程中也可以通過錐管端的壓力調(diào)節(jié)可獲得良好的分離效果。
(4)如果一級分離裝置達(dá)不到分離目標(biāo)，可以再加一級或兩級分離裝置，達(dá)到更高的分離效率。
(5)該裝置是無動(dòng)力的裝置，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定。
(6)第二級或三級分離裝置的設(shè)置，延長裝置內(nèi)分離的時(shí)間以提高分離效率。


圖1為本實(shí)用新型的旋流除砂器的示意圖，圖2為本實(shí)用新型的多級旋流除砂裝置的示意圖，圖3為本實(shí)用新型中的儲砂器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖面說明1為旋流分離器本體，2為錐形管，3為分離器進(jìn)液管，4為分離器溢流管，5為分離器錐形管的底口，6、8為錐形管和儲砂器的連接管，7為儲砂器，9為放砂閥門。
具體實(shí)施方式
以下通過具體實(shí)施實(shí)例用于進(jìn)一步說明本實(shí)用新型描述的裝置，但是并不意味著本實(shí)用新型局限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1參閱圖1和圖3，一種旋流除砂器由分離器、錐形管和儲砂器組成。分離器的中間本體1上有膨脹室，膨脹室的上方有輕質(zhì)相的溢流管4，膨脹室內(nèi)有使從進(jìn)液管進(jìn)入的流體形成旋流的螺旋腔體，膨脹室的側(cè)壁有切向的進(jìn)液管3。錐形管2大端朝上，錐形管的大端與分離器的下端相連通。儲砂器設(shè)置在錐形管的下方，儲砂器7與錐形管的下端底口5相連通。分離器的膨脹室的直徑與錐形管大端的直徑相同。儲砂器的頂部和錐形管的下端分別有管狀的連接管6、8，兩個(gè)連接管用卡接。儲砂器的上部為圓筒形，儲砂器的底部為錐形。在儲砂器錐形底的尖部有放砂閥門9，此處裝閥門，控制放砂速度。
本實(shí)施例的旋流除砂裝置，所述分離器的進(jìn)液管與膨脹室之間采用阿基米德流線形過渡連接，減小進(jìn)口的流體水力損失。儲砂器圓筒直徑為分離器直徑2.3倍，下端為錐形結(jié)構(gòu)，提供足夠的重質(zhì)粒子儲存空間，和分離器固定在一起。
為提高分離效率，儲砂器的設(shè)計(jì)也是個(gè)關(guān)鍵圓筒部分直徑是旋流分離器膨脹室直徑的2.3倍，高度為直徑的0.5倍，儲砂器錐體部分的錐度大于錐管的錐度，這樣既增加了固相在砂斗中的穩(wěn)定度，又有足夠的離心力，對提高分離效率是非常有效的。按圖1制作一臺液固分離裝置，采用鑄造方式制造一分離器本體、錐形管。分離器本體高為其直徑的1.2倍，錐形管高度為其直徑的3倍。儲砂器7圓筒直徑為分離器直徑的2.3倍，高度為其直徑的0.5倍。儲砂器錐體高度為直徑的0.8倍，分離器本體和錐形管連接為法蘭或螺栓方式，密封為石棉墊，錐形管與連接管6上連接部分連接方式也為法蘭、螺栓，密封為石棉墊，6與8為卡箍方式，中間為聚四氟乙烯墊密封，儲砂器7和連接管8為管螺紋密封，儲砂器底部有閥門，整套裝置裝在一支架上固定。如采用自來水為流體，加入40-60目砂1500g，60-80目砂1500g，80目以下砂500g，流量為9m3/h，除砂效率達(dá)到95％。
實(shí)施例2參閱圖2，本實(shí)施方式的多級旋流除砂裝置，由兩級旋流除砂器組成。上一級旋流除砂裝置的分離器溢流管通過一個(gè)管路與下一級旋流除砂裝置的的分離器進(jìn)液管相連通。在兩級旋流除砂器之間的管路上還設(shè)置有管道泵10，其目的是增加流速，加大離心力，提高分離效率。該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，100目以下的砂分離效率可以達(dá)到95％左右。
如果油水兩相中油的比例加大，單級分離裝置達(dá)不到90％的除砂效率，就再加一級分離裝置，就是采用兩級實(shí)施例2的裝置，把第一級分離不掉的細(xì)顆粒在第二級分離裝置中分離下來，提高100目以下砂的分離效率達(dá)到90％以上。如油水砂三相混合物，水為6.5m3/h，油為2.5m3/h，砂為40-60目砂1500g，60-80目砂1500g，80目以下砂500g，除砂效率為94.7％。
本實(shí)施方式中，除不掉的細(xì)顆粒砂進(jìn)入到下一級分離裝置中，這樣就把一級分離不掉的細(xì)顆粒砂被二級分離器分離出來，提高了整體的分離效率。如果在進(jìn)入二級分離器之前大部分較粗顆粒砂已經(jīng)分離出來，少部分細(xì)顆粒砂需要加大離心力才能順利除掉，就要在進(jìn)二級之前加大流動(dòng)速度，增加液固分離能力而加一管道泵。
權(quán)利要求1.一種旋流除砂器，包括分離器，分離器的本體上有膨脹室，膨脹室的上方有輕質(zhì)相的溢流管，膨脹室內(nèi)有使從進(jìn)液管進(jìn)入的流體形成旋流的螺旋腔體，膨脹室的側(cè)壁有切向的進(jìn)液管；其特征在于，還包括錐形管，錐形管大端朝上，錐形管的大端與分離器的下端相連通；儲砂器，儲砂器設(shè)置在錐形管的下方，儲砂器與錐形管的下端相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的一種旋流除砂器，其特征在于所述分離器的進(jìn)液管與膨脹室之間采用阿基米德流線形過渡連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種旋流除砂器，其特征在于所述的儲砂器的頂部和錐形管的下端分別有管狀的連接管，兩個(gè)連接管相卡接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種旋流除砂器，其特征在于所述的儲砂器的上部為圓筒形，儲砂器的底部為錐形。
5.如權(quán)利要求4所述的一種旋流除砂器，其特征在于在儲砂器錐形底的端部有放砂閥門。
6.如權(quán)利要求4所述的一種旋流除砂器，其特征在于所述的儲砂器的上部圓筒形的直徑是分離器的膨脹室直徑的2-3倍，儲砂器的圓筒形的高度是分離器的膨脹室直徑的0.4-0.8倍。
7.如權(quán)利要求1所述的一種旋流除砂器，其特征在于所述的錐形管高度是其大端直徑的1.2-1.5倍，所述的錐形管的錐角為3-12度。
8.如權(quán)利要求1所述的一種旋流除砂器，其特征在于儲砂器錐形部分的高度是其大端直徑的0.7-0.9倍。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種旋流除砂器，特別是涉及一種在石油、化工、環(huán)境保護(hù)、紡織、印染、運(yùn)輸?shù)冗^程中使用的除砂分離裝置。旋流除砂器包括分離器，分離器的本體上有膨脹室，膨脹室的上方有輕質(zhì)相的溢流管，膨脹室內(nèi)有使從進(jìn)液管進(jìn)入的流體形成旋流的螺旋腔體，膨脹室的側(cè)壁有切向的進(jìn)液管；錐形管，錐形管大端朝上，錐形管的大端與分離器的下端相連通；儲砂器，儲砂器設(shè)置在錐形管的下方，儲砂器與錐形管的下端相連通。多級旋流除砂裝置，包括至少兩級旋流除砂裝置，上一級旋流除砂裝置的分離器溢流管通過一個(gè)管路與下一級旋流除砂裝置的分離器進(jìn)液管相連通。該裝置主要解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的除砂效率低的問題。
文檔編號B04C5/08GK2912806SQ20052013048
公開日2007年6月20日 申請日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月8日
發(fā)明者郭軍, 張軍, 吳應(yīng)湘, 鄭之初, 汪建敏, 安維杰, 唐馳 申請人:中國科學(xué)院力學(xué)研究所