用于分离悬浮在流体中的颗粒的系统中的管道以及设计这种管道的方法技术方案

提供了用于分离悬浮在流体中的颗粒的系统中的管道以及用于设计这种管道的方法。该管道包括至少一个俘获凹陷部分，该俘获凹陷部分具有沿着限定流体流动方向的弯曲中心线延伸的主通道，以及一个或多个俘获隔室，该一个或多个俘获隔室被配置用于俘获至少一部分颗粒并沿着中心与主通道共同延伸线。主通道和至少一个隔室在垂直于中心线截取的俘获凹陷部分的横截面中如下：主通道具有由至少四个通道壁限定的基本多边形形状，至少四个通道壁包括外通道壁、内通道壁、上通道壁和下通道壁；并且俘获隔室从内道壁和外通道壁中的至少一个突出而远离中心线，并且具有大致平行于以相同方式取向的主通道的对应壁的隔壁，隔壁的面积小于主通道的面积。

Pipeline for separating system suspended in fluid and method for designing such pipeline

A pipeline for separating a system suspended in a fluid and a method for designing such a pipeline are provided. The pipe includes at least one capture depression portion, which has a main channel extending along a curved center line of a limited fluid flow direction, and one or more capture compartments, which are configured to capture at least one part of the particle and extend the line along the center with the main channel. The main channel and at least one compartment are in the cross section of the capture sag perpendicular to the central line as follows: the main channel has the basic polygon shape defined by at least four channel walls, at least four channel walls, including the outer channel wall, the inner channel wall, the upper channel wall and the lower channel wall, and the capture compartment from the inner wall and the outer wall. At least one outburst in the channel wall is far away from the central line and has a wall that is roughly parallel to the corresponding wall of the main channel in the same way. The area of the wall is less than the area of the main channel.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分离悬浮在流体中的颗粒的系统中的管道以及设计这种管道的方法
本公开的主题涉及分离悬浮在流体中的颗粒的领域，更具体地涉及在弯曲的管道内基本分层流体流中的这种颗粒的静态分离。
技术介绍
例如在US8,276,760，US8,869,987和US8,875,903中公开了用于从沿着弯曲管道流动的悬浮液中去除颗粒或絮状物元件并且通过不同的通道输出流体和分离的颗粒的本公开主题所涉及的类型的系统。专利技术概述根据本专利技术的一个方面，提供了用于分离悬浮在流体中的颗粒的系统中的管道，所述管道包括至少一个俘获凹陷部分，所述俘获凹陷部分具有沿着限定流体流动方向的弯曲的中心线延伸的主通道，以及一个或多个俘获隔室，所述俘获隔室被配置用于俘获所述颗粒的至少一部分并且沿着中心线与主通道共同延伸，主通道和至少一个隔室在垂直于所述中心线截取的俘获凹陷部分的横截面中如下：-主通道具有由至少四个通道壁限定的基本多边形形状，所述至少四个通道壁包括外通道壁、内通道壁、上通道壁和下通道壁；以及-所述俘获隔室从所述内通道壁和外通道壁中的至少一个突出而远离所述中心线，并且具有大致平行于以相同方式取向的所述主通道的对应壁的隔壁，所述隔室的面积小于所述主通道的面积。主通道和/或俘获隔室在上述横截面中使得在其内壁和外壁之间的尺寸基本上大于其下壁和上壁之间的尺寸。俘获隔室还可以具有多个相互垂直的壁的阶梯构造。管道至少可以沿其一些部分呈拱形或螺旋状。在这种情况下，俘获凹陷部分可以构成螺旋或圆的转弯的至少一部分。所述管道还可以包括在所述俘获凹陷部分上游的至少一个基本通道部分，所述基本通道部分至少在其与所述俘获凹陷部分合并的区域处具有与俘获凹陷部分的所述主通道的形状和尺寸相同的形状和尺寸。所述管道还可以包括至少一个分隔部分，所述分隔部分包括主通道和与所述分隔部分上游的所述俘获凹陷部分类似的俘获隔室，并且还包括沿着所述分隔部分的长度延伸的至少一个分隔壁并设置在主通道的外壁或内壁与中心线之间。该壁可被构造成实现沿着主通道的持续流体流动，同时防止颗粒从俘获凹陷部分运动回到主通道并在分隔部分内流动时被提取。分隔壁可以设置成比中心线更靠近俘获隔室，并且被配置为使得实现沿着主通道并且沿着俘获隔室的持续流体流动，同时防止俘获在该隔室内的颗粒运动回到主通道。所述管道可以包括用于在其中接收来自外部源的流体的入口，并且所述主通道和所述俘获凹陷部分或所述分隔部分的隔室中的每一个可以包括其自己的用于从其排出流体的出口。根据本公开主题的另一方面，提供了用于分离悬浮在流体中的颗粒的系统中的管道，所述管道沿着限定流体流动方向的弯曲中心线延伸并且包括至少一个节段，所述多边形由至少四个管道壁限定，所述四个管道壁包括外管道壁、内管道壁、上管道壁和下管道壁，在穿过所述中心线的节段的第一横截面中，所述节段的内管道壁和外管道壁中的至少一个具有轮廓，在与第一横截面垂直并包括中心线的第二横截面中，该第二横截面由相应的壁和中心线之间的变化的距离限定。内壁和外壁中的至少一个的轮廓可以具有起伏形状，例如，正弦曲线。另外，根据该方面的管道可以具有上面关于根据本公开主题的第一方面的管道所描述的特征。根据本公开主题的另一方面，提供了使用配备有流动分析和颗粒追踪分离软件的计算机来设计用于分离悬浮在流体中的颗粒的系统的管道的方法，所述方法包括：(a)在所述计算机中输入初始过程参数，所述初始过程参数至少包括要在所述管道中接收的流体和颗粒的参数以及流体与要从所述管道排出的颗粒之间的期望分离程度；(b)在所述计算机中输入所述管道的初始参数，所述管道沿着限定流体流动方向的弯曲中心线延伸并具有在垂直于所述中心线的管道的横截面中由至少四个管道壁限定的多边形形状，所述至少四个管道壁包括外管道壁、内管道壁、上管道壁和下管道壁；(c)由所述计算机基于所述初始过程参数执行流动分析，所述流动分析至少包括沿着所述管道的流动的流速和压力分布；(d)通过所述计算机对具有步骤(c)中获得的参数的流体的流动进行颗粒追踪分析；(e)与步骤(d)中的颗粒追踪分析相对应地调整管道参数，所述管道参数至少包括所述管道的几何形状的局部变化；(f)对于步骤(e)中调节了所述管道参数的管道，执行与步骤(c)和(d)类似的步骤(c')和(d')，直到获得实现期望分离程度的管道的最终调节参数；以及(g)以适用于生产所述管道的方式输出所述管道的最终调整参数。该方法可用于设计具有上述管道的任何特征和/或在实施方案的详细描述中描述的管道。例如，上述步骤(e)中涉及的几何形状的局部变化的方法可以包括改变管道的至少一部分以变成具有主通道以及一个或多个俘获隔室的俘获凹陷部分，俘获隔室构造成俘获所述颗粒的至少一部分并且沿所述中心线与所述主通道共同延伸，所述主通道和至少一个所述隔室在垂直于所述中心线截取的所述俘获凹陷部分的横截面中如下：-所述主通道具有由至少四个通道壁限定的基本多边形形状，所述至少四个通道壁包括外通道壁、内通道壁、上通道壁和下通道壁；以及-所述俘获隔室从所述内通道壁和外通道壁中的至少一个突出而远离所述中心线，并且具有大致平行于以相同方式取向的所述主通道的对应壁的隔壁，所述隔室的面积小于的主通道的面积。附加地或可替代地，上述步骤(e)中所提到的几何形状的局部变化可以包括：将管道的节段的内管道壁和外管道壁中的至少一个改变成具有包括所述中心部分并穿过内壁和外壁的横截面中的轮廓，所述轮廓由对应的壁和所述中心线之间的变化的距离限定。上述方法可以构成具有最终管道参数的管道的生产过程的部分。根据本专利技术的另一方面，提供了具有能够通过使用上述方法设计管道而获得的构造的管道。根据上述方面中的任何一个的管道可以用于分离悬浮在流体中的颗粒的任何系统中，并且特别地，在静态系统中，其没有活动地操作以提供分离的移动部件或其他部件，这使得降低了非静态系统中典型的成本和故障率。附图说明为了更好地理解本文公开的主题并且举例说明如何在实践中实施，现在将参照附图仅通过非限制性实施例的方式来描述实施方案，其中：图1示出了可以至少部分地根据本公开主题的任何实施方案设计的螺旋管道的一个实施例；图2A和图2B分别是根据本公开的主题的基本通道部分和俘获凹陷部分的一个实施例的示意性等距视图，基本通道部分和俘获凹陷部分中每一个都可以构成管道的部分；图3是能够构成根据本公开主题的管道的部分的俘获隔室部分的另一实施例的示意性截面图；图4A是能够构成根据本公开主题的管道的部分的分隔的俘获凹陷部分的一个实施例的示意性截面图；图4B是图4A中示出的分隔的俘获凹陷部分内流动的流体中的颗粒的可能的分布的示意图；图4C是可以构成根据本公开主题的管道的部分的分隔部分的另一实施例的示意性截面图；图4D是图4C中所示的分隔的俘获凹陷部分内流动的流体中的颗粒的可能的分布的示意图；图5是根据本公开主题的另一实施方案的管道的部分的示意性等距视图；图6示出了由多个互连的颗粒分离系统构成的系统的实施例；图7是示意性地示出根据本公开主题的可以设计管道的方法的实施例的框图；以及图8是根据本公开主题的一个实施方案的可以在方法中使用的颗粒追踪模拟的实施例。专利技术详述根据本公开主题的用于分离悬浮在流体中的颗粒的静态系统中的管道可以具有多种类型的管道部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于分离悬浮在流体中的颗粒的系统中的管道，所述管道包括至少一个俘获凹陷部分，所述俘获凹陷部分具有沿着限定流体流动方向的弯曲中心线延伸的主通道，以及一个或多个俘获隔室，所述俘获隔室用于俘获所述颗粒的至少一部分并沿着中心线与主通道共同延伸，所述主通道和至少一个所述隔室在垂直于所述中心线截取的所述俘获凹陷部分的横截面中如下：‑主通道具有由至少四个通道壁限定的基本多边形形状，所述至少四个通道壁包括外通道壁、内通道壁、上通道壁和下通道壁；并且‑所述俘获隔室从所述内通道壁和外通道壁中的至少一个突出而远离所述中心线，并且具有大致平行于以相同方式取向的所述主通道的对应壁的隔壁，所述隔室的面积小于所述主通道的面积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.03 US 62/213,6401.用于分离悬浮在流体中的颗粒的系统中的管道，所述管道包括至少一个俘获凹陷部分，所述俘获凹陷部分具有沿着限定流体流动方向的弯曲中心线延伸的主通道，以及一个或多个俘获隔室，所述俘获隔室用于俘获所述颗粒的至少一部分并沿着中心线与主通道共同延伸，所述主通道和至少一个所述隔室在垂直于所述中心线截取的所述俘获凹陷部分的横截面中如下：-主通道具有由至少四个通道壁限定的基本多边形形状，所述至少四个通道壁包括外通道壁、内通道壁、上通道壁和下通道壁；并且-所述俘获隔室从所述内通道壁和外通道壁中的至少一个突出而远离所述中心线，并且具有大致平行于以相同方式取向的所述主通道的对应壁的隔壁，所述隔室的面积小于所述主通道的面积。2.根据权利要求1所述的管道，其中，所述隔室的至少一些所述壁的长度比所述主通道的对应壁的长度短。3.根据权利要求1或2所述的管道，其中，所述主通道的形状是矩形的，并且使得所述主通道的上壁和下壁之间的距离比其内壁和外壁之间的距离短得多。4.根据权利要求1至3所述的管道，其中，所述管道还包括位于所述俘获凹陷部分上游的至少一个基本通道部分，所述基本通道部分至少在其与所述俘获凹陷部分合并的区域处具有与俘获凹陷部分的主通道的形状和尺寸相同的形状和尺寸。5.根据权利要求1至4中任一项所述的管道，其中，所述中心线至少沿着所述俘获凹陷部分是拱形的。6.根据权利要求1至5中任一项所述的管道，其中，所述管道的至少所述俘虏凹陷部分被配置成用于保持在所述俘虏凹陷部分紧邻上游流体于其中的相同程度的流体层。7.根据权利要求1至6中任一项所述的管道，其中，所述俘虏凹陷部分构成螺旋或者圆的转弯的至少一部分。8.根据权利要求1至7中任一项所述的管道，其中，所述管道还包括至少一个分隔部分，所述至少一个分隔部分具有与所述俘获凹陷部分的那些类似的主通道和俘获隔室，并且所述至少一个分隔部分还包括至少一个分隔壁，所述分隔壁沿着所述分隔部分的长度延伸并且设置在所述主通道的外壁或内壁与所述中心线之间，并且被配置为使得实现沿着所述主通道的持续流体流动，同时防止俘获的颗粒运动返回到所述主通道以及当在所述分隔部分内流动时被提取。9.根据权利要求8所述的管道，其中，所述分隔部分比所述中心线更靠近所述俘获隔室布置，并且被配置为使得实现沿着所述主通道并且沿着所述俘获隔室的持续流体流动，同时防止俘获在所述隔室内的颗粒运动返回到所述主通道。10.根据权利要求9所述的管道，其中，所述分隔部分包括布置在所述中心线与外壁或内壁之间的至少两个分隔部分。11.根据权利要求9或10所述的管道，其中，每个隔板在所述主通道的上壁与下壁之间延伸。12.根据前述权利要求中任一项所述的管道，其中，所述管道包括用于在其中接收流体的入口，并且所述主通道和所述隔室中的每一个包括用于从其排出流体的其自己的出口。13.根据前述权利要求中任一项所述的管道，其中，在所述管道的至少一个节段中，在穿过所述中心线并穿过所述内管道壁和所述外管道壁的所述节段的横截面中，所述节段的内管道壁和外管道壁中的至少一个具有由对应壁和中心线之间的变化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·麦德姆尼，
申请(专利权)人：阿卡HD分离过滤系统有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL