專利名稱：一種氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)及配比輸運(yùn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在液體中加入氣體、或在液體中加入固體或在氣體中加入的固體等的引射加料系統(tǒng)和方法，特別涉及一種在石油、化工、環(huán)境保護(hù)等生產(chǎn)過程中，實(shí)現(xiàn)氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)及配比加料的方法。
背景技術(shù)：
目前在加料的方法中有在液體中加入氣體的方法，如“CN1420085”，該文獻(xiàn)公開一種循環(huán)水引射的方法和裝置。又如“CN1580584”申請公開一種縫式氣流引射裝置，它主要是高壓氣體通道為由小變大的楔形，用少量的高壓氣體得到較高的真空引射量；還有“CN2264180”申請公開的是由水引射加氣的裝置等，該方法是靠自來水壓通過射流孔產(chǎn)生射流，在引射腔形成負(fù)壓，吸入氣體與水混合，混合段有混合填料(為散狀顆粒)，有效強(qiáng)化水和氣體的混合。它們都是由液體引射加入氣的方法，常用的固相混入液相的方法為一容器內(nèi)先放入液相或固相，而后放入第二相攪拌，而本發(fā)明不單能由液體引入氣，還能引入液、固體，并且引入的不僅是單相，也可以是兩相或是多相，且是有配比的封閉引入，且各相混合后均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種具有可針對來液的不同濃度，而有比例的加入第三相或第三、四相，從而更好混合或反應(yīng)，而且可以控制加入速度和流量的實(shí)現(xiàn)氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)及配比加料的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供的氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)，包括一儲液罐1、輸運(yùn)管8、閥門3；其特征在于，還包括引射器2、單向閥4、上蓋13、四通14、三通15；所述的儲液罐1由一金屬圓筒和安裝在金屬圓筒下端口的金屬漏斗組成，一上蓋13密封固定在儲液罐1的上端口，上蓋13通過發(fā)藍(lán)固定連通一根四通14，四通14的上端口安裝一三通15，四通14的左右兩端口分別為液體入口9和氣體入口10，三通15的一個(gè)端口為固體入口11，另一個(gè)端口安裝壓力表12；儲液罐1的漏斗下口固定一根輸運(yùn)管8，該輸運(yùn)管8上設(shè)置有閥門3和單向閥4，單向閥4的另一端口連接所述的引射器2，所述的引射器入口A和引射器出口C水平放置，引射器固相引入口B垂直向上，與要接的管線在同一水平面上安裝。
在上述的技術(shù)方案中，所述的與要接的管線在同一水平面上安裝引射器入口A之前管道長保證不小于30倍管徑，保證入口流體流態(tài)穩(wěn)定，在引射器固相引入口B處形成穩(wěn)定的負(fù)壓，利于引射器固相引入口B處固相的引入；液體入口9接自來水或能提供一定供液壓力的泵，氣體入口10接儲存壓縮空氣的儲氣罐。
在上述的技術(shù)方案中，所述的儲液罐1的漏斗的錐角的錐度a為10°≤a≤30°，要選擇適當(dāng)a以防止固相的存留。
在上述的技術(shù)方案中，所述的引射器2由引射器入口A，引射器固相引入口B，混合好后的引射器出口C，噴嘴D，混合腔E，負(fù)壓區(qū)F及圓柱體外殼，其中引射器入口A、引射器固相引入口B、引射器出口C、噴嘴D、混合腔E、負(fù)壓區(qū)F是完全相通組成的。本發(fā)明中所用的引射器2結(jié)構(gòu)，公開在《力學(xué)與實(shí)踐》1985年第一期P46-50文章《節(jié)能射流泵》，該射流泵已有成品(見附圖1)。
在上述的技術(shù)方案中，所述的儲液罐1的最小體積為最大固相加入量體積的N倍，其中N≥5，以保證引入相的足夠容積。
在上述的技術(shù)方案中，所述的輸運(yùn)管8的長度在20-30倍管徑，既利于固相的引入，又保證安裝安全可靠。上述這套裝置配合專用的引射固相的引射器，能完全通暢的、有比例的引入固相，在輸運(yùn)及配料方面還沒有過先例。
本發(fā)明提供的一種在氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)中，進(jìn)行氣固、液固、液液引射加料配運(yùn)的方法，包括以下步驟1.通過固體入口11先裝入固相到儲液罐1中，再打開液體入口9，加入水至滿；2.根據(jù)引射器入口A的流量選擇引射器開泵控制引射器入口A流量，其引射器入口A流量控制在2-20m3/h的范圍內(nèi)；選擇好引射器入口A的流量后，控制流速穩(wěn)定后，先打開閥門4；3.把儲液罐1中的液相流入引射器固相引入口B的流量計(jì)入總流量，再打開閥門3控制引射器固相入口B的流入速度，其流入速度在主管流量的2-5％，同時(shí)觀察壓力表12的讀數(shù)，如果負(fù)壓值大，將四通14一端的閥門打開，氣體從氣體入口10進(jìn)入，控制好打開的程度，使壓力表12的讀數(shù)為正壓，利于引射器固相引入口B各相的均勻引入，儲液罐1內(nèi)的固相完全進(jìn)入引射器2以后，在一定時(shí)間間隔內(nèi)再保持住引射器入口A的流量，使輸運(yùn)管8內(nèi)的固相也完全進(jìn)入下一系統(tǒng)；4.先關(guān)閉閥門3、單向閥4，再關(guān)閉引射器入口A的閥門，儲液罐1中的固相就完全混入液相中了，從引射器出口C流入下一系統(tǒng)。
本發(fā)明的效果如下本發(fā)明提供的氣固、液固、液液引射加料系統(tǒng)，由于引入一個(gè)引射器，該引射器的入口A是流入一定流速能在引射器固相引入口B處產(chǎn)生負(fù)壓的流體入口，引射器出口C為混入第三相或第四相的多相流---氣相、液相或固相，利用引射器產(chǎn)生的負(fù)壓引入氣、液、固相，并且可以有比例的加入；如果第三相為細(xì)顆粒固相，為了順利引入，可以有比例的加入壓縮空氣或液體，使固相引入更加順暢。在引射器出口C處已經(jīng)混合為均勻的一定流速的流體，達(dá)到輸運(yùn)的目的。這一過程把液相的重力，固相的重力，壓縮空氣的壓力，引射器產(chǎn)生的負(fù)壓綜合到一起，配合專門為引入固相而設(shè)計(jì)的引射器，使固相均勻流暢的引入兩相或多相流體中。特別是應(yīng)用本發(fā)明的方法，如果用水引入固相，在密閉情況下也可以加一部分壓縮空氣，使各相混合更加均勻。
該氣固、液固、液液引射加料系統(tǒng)把重力、自來水或壓縮空氣的壓力、引射器產(chǎn)生的負(fù)壓結(jié)合為一體，是實(shí)現(xiàn)高效的氣固、液固、液液加料及配比輸運(yùn)的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)中各接口均配有閥門，各自獨(dú)立，可以互相配合使用。并且該裝置為無動力裝置，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠。
通過控制該系統(tǒng)的閥門流量，配合引射器的負(fù)壓摻混，可以使兩相、三相或四相相對已有的設(shè)備實(shí)現(xiàn)更加均勻的混合在一起，還可控制第二、三、四相的加入速度，實(shí)現(xiàn)配比輸運(yùn)。
該系統(tǒng)為密閉裝置，防止揮發(fā)相外泄。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明詳細(xì)的說明圖1為本發(fā)明使用的引射器結(jié)構(gòu)剖面2為本發(fā)明氣固、液固、液液引射加料系統(tǒng)的示意3為本發(fā)明氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)中的儲液罐結(jié)構(gòu)示意面說明在圖1中，A為引射器入口，B為引射器固相引入口，C為引射器出口，D為噴嘴，E為混合腔，F(xiàn)為負(fù)壓區(qū)(與B相通)；1-儲液罐 2-引射器 3-閥門4-單向閥 A-引射器引入口B-引射器固相引入口C-引射器出口8-輸運(yùn)管 9-液體入口10-氣體入口 11-固體入口 12-壓力表接口13-上蓋 14-四通 15-三通具體實(shí)施方式
實(shí)施例1下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明參考圖2，制作一本發(fā)明的氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)。
首先按圖3加工一由上半部為圓筒和下半部分一漏斗組成的不銹鋼材料的儲液罐1，以存儲各相，儲液罐1的圓筒直徑為200mm，圓筒部分高為300mm，漏斗部分高為150mm，錐角為30度。儲液罐1的漏斗下口連接一根輸運(yùn)管8，輸運(yùn)管8中間連接有閥門3和單向閥4，輸運(yùn)管8管長為600mm，管徑為DN40mm。
參考圖2，一不銹鋼材料上蓋13密封固定在儲液罐1的上端口，上蓋13通過法蘭固定連通一根四通14，四通14的上端口安裝一三通15，四通14的左右兩端口分別為液體入口9和氣體入口10，三通15的一個(gè)端口為固體入口11，另一個(gè)端口安裝壓力表；儲液罐1的漏斗形下口固定一根輸運(yùn)管8，該輸運(yùn)管8上設(shè)置有閥門3和單向閥4，單向閥4的另一端口連接一引射器2。
本實(shí)施例使用的引射器2為市場上購買的，如圖1所示，本實(shí)施例中所用引射器2，詳見《力學(xué)與實(shí)踐》1985年第一期P46-50文章《節(jié)能射流泵》。所述的引射器2由引射器入口A，引射器固相引入口B，引射器出口C，噴嘴D，混合腔E，負(fù)壓區(qū)F及圓柱體外殼，其中引射器入口A、引射器固相引入口B、引射器出口C、噴嘴D、混合腔E、負(fù)壓區(qū)F是完全相通組成的。該引射器2按配比流量8-12m3/h選擇的，引射器2的接口為DN40，引射器2引射器引入口A、引射器固相引入口B、引射器出口C為管螺紋聯(lián)接，直徑為DN40mm，全長為300mm，引射器固相入口B的平面到引射器入口A、引射器出口C外圓最大距離為200mm，即為引射器2的高度。
實(shí)施例2在上述實(shí)施例1的氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)中，進(jìn)行氣固、液固、液液引射加料的方法，包括以下步驟將安裝好的整套系統(tǒng)固定在支架上，通過固體入口11先裝入3000g細(xì)顆粒砂加入儲液罐1，打開液體入口9，加入水至滿，開泵控制引射器入口A流量約為9m3/h，把儲液罐1中的液相流入引射器固相引入口B的流量計(jì)入總流量，打開閥門3，控制流速在0.2-0.3m3/h，儲液罐1中的水和砂緩慢進(jìn)入引射器固相引入口B，混合均勻后由引射器出口C以一定流速進(jìn)入到下一級系統(tǒng)中。運(yùn)行過程中如果儲液罐不打開氣體入口10的閥門，儲液罐1中為負(fù)壓，為使儲液罐1中兩相順利引入，在運(yùn)行過程中打開氣體入口10的閥門，以保持儲液罐1中的正壓，加快兩相引入，運(yùn)行結(jié)束后先關(guān)閉閥門3、4，再關(guān)閉氣體入口10的閥門。
實(shí)施例3參考圖2，制作一本發(fā)明的氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)。
首先按圖3加工一由上半部為圓筒和下半部分一漏斗組成的不銹鋼材料的儲液罐1，以存儲各相，儲液罐1的圓筒直徑為260mm，圓筒部分高為350mm，漏斗部分高為200mm，錐角為20度。儲液罐1的漏斗下口連接一根輸運(yùn)管8，輸運(yùn)管8中間連接有閥門3和單向閥4，輸運(yùn)管8管長為800mm，管徑為DN50mm。
參考圖2，一不銹鋼材料上蓋13密封固定在儲液罐1的上端口，上蓋13通過法蘭固定連通一根四通14，四通14的上端口安裝一三通15，四通14的左右兩端口分別為液體入口9和氣體入口10，三通15的一個(gè)端口為固體入口11，另一個(gè)端口安裝壓力表；儲液罐1的漏斗形下口固定一根輸運(yùn)管8，該輸運(yùn)管8上設(shè)置有閥門3和單向閥4，單向閥4的另一端口連接一引射器2。
本實(shí)施例使用的引射器2如圖1所示，所述的引射器2由引射器入口A，引射器固相引入口B，引射器出口C，噴嘴D，混合腔E，負(fù)壓區(qū)F及圓柱體外殼，其中引射器入口A、引射器固相引入口B、引射器出口C、噴嘴D、混合腔E、負(fù)壓區(qū)F是完全相通組成的。該引射器2按引射器入口A流入的流量15-20m3/h選擇引射器2接口為DN50，引射器2的入口A、引射器固相引入口B、引射器出口C為管螺紋聯(lián)接，直徑為DN50mm，全長為500mm，引射器固相引入口B到引射器入口A、引射器出口C外圓的最大距離為300mm，即為引射器2的高度。
使用實(shí)施例2的氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)，進(jìn)行配料輸運(yùn)方法如下首先在儲液罐1中裝入干細(xì)砂，引入方式為壓縮空氣引入。在裝入砂之前保證罐1內(nèi)干燥，由固體入口11裝入砂3500g，關(guān)閉固體入口11，開泵控制引射器入口A流量約為17m3/h，先打開閥門3、4，砂慢慢經(jīng)閥門3、4，管道8流入引射器固相引入口B，再打開氣體入口11閥門，保證儲液罐1內(nèi)的壓力為正壓，控制閥門3，使流速約為0.4-0.5m3/h，儲液罐1中的砂緩慢進(jìn)入引射器固相引入口B，待儲液罐1內(nèi)的砂完全流入引射器后關(guān)閉閥門3和氣體入口10的閥門，混合均勻的多相流由引射器出口C以一定流速流出，進(jìn)入到下一級系統(tǒng)中。結(jié)果不論是實(shí)施例1，還是實(shí)施例2，要引入的固相都能順利、均勻的混入液相中，除在儲液罐1的內(nèi)壁上有極少量的粘附以外，絕大部分固相都順利進(jìn)入了液相，到下一級系統(tǒng)中；如果要引入的是液相或氣相到液相中，也能順利的引入。
權(quán)利要求
1.一種氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)，包括一儲液罐(1)、輸運(yùn)管(8)、閥門(3)；其特征在于，還包括引射器(2)、單向閥(4)、上蓋(13)、四通(14)、三通(15)；所述的儲液罐(1)，儲液罐(1)由一金屬圓筒和安裝在金屬圓筒下端口的金屬漏斗組成，一上蓋(13)密封固定在儲液罐(1)的上端口，上蓋(13)通過發(fā)藍(lán)固定連通一根四通(14)，四通(14)的上端口安裝一三通(15)，四通(14)的左右兩端口分別為液體入口(9)和氣體入口(10)，三通(15)的一個(gè)端口為固體入口(11)，另一個(gè)端口安裝壓力表(12)；儲液罐(1)的漏斗下口固定一根輸運(yùn)管(8)，該輸運(yùn)管(8)上設(shè)置有閥門(3)和單向閥(4)，單向閥(4)的另一端口連接所述的引射器(2)，該引射器引入口(A)和引射器出口(C)水平放置，引射器固相引入口(B)垂直向上，與要接的管線在同一水平面上安裝。
2.按權(quán)利要求1所述的氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)，其特征在于，所述的與要接的管道在同一水平面上安裝引射器入口(A)之前的管道長度不小于30倍管道的管徑。
3.按權(quán)利要求1所述的氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)，其特征在于，所述的儲液罐(1)的金屬漏斗的錐角的錐度a為10°≤a≤30°。
4.按權(quán)利要求1所述的氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)，其特征在于，所述的儲液罐(1)的最小體積為最大固相加入量體積的N倍，其中N≥5。
5.按權(quán)利要求1所述的氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸運(yùn)管(8)的長度在20-30倍管徑。
6.一種進(jìn)行氣固、液固、液液引射加料的方法，在氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)中進(jìn)行加料配運(yùn)的方法，包括以下步驟1).通過固體入口(11)先裝入固相到儲液罐(1)中，再打開液體入口(9)，加入水至滿；2).根據(jù)引射器入口(A)的流量選擇引射器開泵控制引射器入口(A)流量，其引射器入口(A)流量控制在2-20m3/h的范圍內(nèi)；選擇好引射器入口(A)的流量后，控制流速穩(wěn)定后，先打開閥門(4)；3).把儲液罐(1)中的液相流入引射器固相引入口(B)的流量計(jì)入總流量，再打開閥門(3)控制引射器固相入口(B)的流入速度，其流入速度在主管流量的2-5％，同時(shí)觀察壓力表(12)的讀數(shù)，如果負(fù)壓值大，將四通(14)一端的閥門打開，氣體從氣體入口(10)進(jìn)入，控制好打開的程度，使壓力表(12)的讀數(shù)為正壓，利于引射器固相引入口(B)各相的均勻引入，儲液罐(1)內(nèi)的固相完全進(jìn)入引射器(2)以后，在一定時(shí)間間隔內(nèi)再保持住引射器入口(A)的流量，輸運(yùn)管(8)內(nèi)的固相也完全進(jìn)入下一系統(tǒng)；4).先關(guān)閉閥門(3)、單向閥(4)，再關(guān)閉引射器入口(A)的閥門，儲液罐(1)中的固相就完全混入液相中了，從引射器出口(C)流入下一系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣固、液固、液液引射加料的系統(tǒng)，包括儲液罐由圓筒和安裝在圓筒下端口的漏斗組成，上蓋密封固定在儲液罐的上端口，上蓋通過法蘭固定連接四通，其上端口安三通，四通的左右兩端口分別為液體入口和氣體入口，三通的一端口為固體入口，另一端口安壓力表；漏斗下口固定輸運(yùn)管，該輸運(yùn)管上設(shè)置有閥門和單向閥，單向閥上連接引射器，引射器引入口和引射器出口水平放置，引射器固相引入口垂直向上，與要接的管線在同一水平面上安裝。本發(fā)明的方法利用引射器產(chǎn)生的負(fù)壓引入氣、液、固相，實(shí)現(xiàn)有比例的加入；如果第三相為細(xì)顆粒固相，有比例的加入壓縮空氣或液體，在引射器出口處混合為均勻的一定流速的流體，達(dá)到輸運(yùn)的目的。
文檔編號F17D3/01GK1982773SQ200510132109
公開日2007年6月20日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者李清平, 安維杰, 張軍, 吳應(yīng)湘, 郭軍, 鄭之初, 唐馳, 許晶禹 申請人:中海石油研究中心, 中國科學(xué)院力學(xué)研究所