一种动态水力旋流器制造技术

本发明专利技术公开了一种动态水力旋流器，包括旋流器外壳、主轴、叶轮以及溢流管，所述叶轮固定安装于主轴上，它包括圆形的底板以及固定安装于底板上的叶片；所述溢流管的上端形成溢流口，该溢流口靠近叶轮，所述溢流管的下端穿设于底流口，所述底板上等间隔地安装有六个单圆弧的叶片，并且所述叶片由一体成型的固定部和外延部组成，所述固定部固定安装于底板上，所述外延部凸出于底板的外周缘。本发明专利技术采用类似于离心泵叶片的叶轮结构，该叶轮在装置中不仅起到增压和带动混合液旋转的作用，而且在其入口处能形成负压，具有自吸的功能，混合液通过该自吸功能可以顺利进入动态水力旋流器内，从而省去了外加泵这个部件。

A dynamic hydrocyclone

The invention discloses a dynamic hydrocyclone, which comprises a cyclone shell, a main shaft, an impeller and an overflow pipe. The impeller is fixed on the main shaft and comprises a circular bottom plate and a blade fixed on the bottom plate; the upper end of the overflow pipe forms an overflow port, which is close to the impeller and the overflow pipe is fixed on the main shaft. The lower end is penetrated through the underflow port, and the bottom plate is equipped with six single-arc blades at equal intervals, and the blade is composed of an integrally formed fixed part and an epitaxial part, which are fixed on the bottom plate, and the epitaxial part protrudes from the peripheral edge of the bottom plate. The invention adopts an impeller structure similar to the blade of a centrifugal pump. The impeller not only plays the role of pressurizing and driving the rotation of the mixed liquid in the device, but also forms a negative pressure at its inlet and has the function of self-priming. Through the self-priming function, the mixed liquid can enter the dynamic hydrocyclone smoothly, thereby eliminating the additional pump. A part.

【技术实现步骤摘要】
一种动态水力旋流器
本专利技术涉及一种固液两相分离设备，特别是指一种动态水力旋流器，它可作为油田含砂原油除砂装置。
技术介绍
目前，水力旋流分离技术是20世纪80年代以来迅速发展起来的离心分离技术，按其产生旋流的方式可分为静态旋流和动态旋流两大类。静态水力旋流技术因其结构简单，无运动部件，而更早地得到关注，目前已实现了产品化并被推广应用。但静态水力旋流器用于固液分离时受到一些来自自身因素的技术限制，不能达到深度处理的要求，必须从工艺上加以配套；同时由于其正常工作是凭借其入口介质的压力能转化成高速旋流来实现的，因此压力损失较大。于是近几年来人们又开始把目光转向动态水力旋流分离技术上来。动态水力旋流器问世于上世纪80年代，至今已发展有Total型、预旋流型和复合型三种常见的形式。其基本结构都是在静态水力旋流器的基础上增加了一个旋转部件，流体的旋转是靠转动部件的高速旋转产生。由于有了轴功的输入，减小了入口介质压力能的损失，离心力场也可大大增强，因而设备压降减小，分离效率提高。但是，Total型和预旋流型均为外部筒体旋转，由于外部筒体是旋流器设备上直径和体积均最大的部件，机械加工误差易引起设备不平衡振动，影响设备的运行和分离性能。复合型是今后发展的方向，如图3所示，它主要由旋流器外壳1’、主轴2’、叶轮3’、阻涡器4’以及溢流管5’组成，带砂的混合液从进料口11’进入，经过旋转叶轮3’的加速，使混合液旋转产生强大的离心力，混合液中的重质相沿外侧向下运动并从底流口12’排出；混合液中的轻质相沿内旋流向上运动，并经溢流口51’排出，从而实现了混合液的两相分离。这种复合型的结构虽然有较为分离效果，但是它也存在以下两个缺陷：首先，目前的叶轮一般包括底板和若干个叶片，叶片均匀固定在底板的一侧，例如专利CN202064929U所公开的动态水力旋流器，其底板上安装有5个叶片，现有叶轮主要有两个作用：1、增压，2、带动混合液进行旋转流动。为了能使混合液及时进入动态水力旋流器内，通常需要外加一个泵对混合液进行输送，不仅会增加设备的复杂程度，而且也会增加成本。其次，旋流器外壳的形状，如图3所示通常采用单锥双柱的结构，即一个锥筒和前后两个柱筒，这种结构的旋流器外壳的分离效果相对较差。
技术实现思路
本专利技术提供了一种动态水力旋流器，其目的在于克服现有技术存在的叶轮结构以及旋流外壳结构不合理导致的上述缺陷。本专利技术的技术方案如下：一种动态水力旋流器，包括旋流器外壳、主轴、叶轮以及溢流管，所述旋流器外壳的上端形成进料口，下端形成底流口；所述主轴穿设于旋流器外壳内，所述叶轮固定安装于主轴上，它靠近旋流器外壳的进料口，并且包括圆形的底板以及固定安装于底板上的叶片；所述溢流管的上端形成溢流口，该溢流口靠近叶轮，所述溢流管的下端穿设于底流口，所述底板上等间隔地安装有六个单圆弧的叶片，并且所述叶片由一体成型的固定部和外延部组成，所述固定部固定安装于底板上，所述外延部凸出于底板的外周缘。进一步的，所述叶片的圆弧形侧面垂直固定于底板上。进一步的，所述旋流器外壳自上而下分为四段结构，依次包括上柱筒段、第一锥筒段、第二锥筒段以及下柱筒段。再进一步的，所述第一锥筒段与下柱筒段的锥角为18°-20°；所述第二锥筒段与下柱筒段的锥角为1.5°-2°。更进一步的，所述第一锥筒段与下柱筒段的锥角为20°；所述第二锥筒段与下柱筒段的锥角为2°。由上述对本专利技术的描述可知，和现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、试验了不同的叶轮结构形式，不同的叶片数量以及叶片角度后，最终选择了类似于离心泵叶片的叶轮结构，该叶轮在装置中不仅起到增压和带动混合液旋转的作用，而且在其入口处能形成负压，具有自吸的功能，混合液通过该自吸功能可以顺利进入动态水力旋流器内，从而省去了外加泵这个部件。2、本专利技术的旋流器外壳采用双锥双柱的结构，在使用时可以提供一定的背压，以便在旋流近轴区(靠近主轴的区域)建立并维持必要的逆向压力梯度，从而达到理想的分离效果。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为叶轮的立体结构示意图。图3为现有技术的结构示意图。图中：1-旋流器外壳；2-主轴；3-叶轮；4-溢流管；11-上柱筒段；12-第一锥筒段；13-第二锥筒段；14-下柱筒段；15-进料口；16-底流口；31-底板；32-叶片；321-固定部；322-外延部；41-溢流口；5-分离装置；1’-旋流器外壳；2’-主轴、；3’-叶轮；4’-阻涡器；5’-溢流管；12’-底流口；51’-溢流口。具体实施方式下面参照附图说明本专利技术的具体实施方式。参照图1，一种动态水力旋流器，包括旋流器外壳1、主轴2、叶轮3以及溢流管4。所述旋流器外壳1采用双锥双柱的结构，在使用时可以提供一定的背压，以便在旋流近轴区(靠近主轴2的区域)建立并维持必要的逆向压力梯度，从而达到理想的分离效果。所述旋流器外壳1自上而下分为四段结构，依次包括上柱筒段11、第一锥筒段12、第二锥筒段13以及下柱筒段14，上、下柱筒段11、14为中空的直圆筒形；第一锥筒段12和第二锥筒段13为带有一定锥度的中空圆锥形，其中为第一锥筒段12与下柱筒段14的锥角为18°-20°；所述第二锥筒段13与下柱筒段14的锥角为1.5°-2°，经过反复试验对比，当第一锥筒段12的锥度为20°，同时第二锥筒段13的锥度为2°时，分离效果达到最佳。继续参照图1，旋流器外壳1的上端形成进料口15，下端形成底流口16；所述主轴2穿设于旋流器外壳1内，同时参照图2，所述叶轮3固定安装于主轴2上，它靠近旋流器外壳1的进料口15，并且包括圆形的底板31以及固定安装于底板31上的叶片32，所述底板31上等间隔地安装有六个单圆弧的叶片32，并且所述叶片32由一体成型的固定部321和外延部322组成，所述固定部321固定安装于底板31上，所述外延部322凸出于底板31的外周缘。所述溢流管4的上端形成溢流口41，该溢流口41靠近叶轮3，所述溢流管4的下端穿设于底流口16。上述叶轮3不仅起到增压和带动混合液旋转的作用，而且在其入口处能形成负压，具有自吸的功能。进一步的，所述叶片32的圆弧形侧面垂直固定于底板31上。另外，考虑到有限叶片对理论扬程的影响，当叶片数量有限时，叶片间的流道较宽，液流不像在叶片数无线多的理想叶轮中那样被叶片紧紧地约束着，因此液道中液流除了有一个均匀的相对流动外，还因液体惯性产生一个相对轴向旋涡运动，因此本专利技术的叶片32数量选取为6个叶片。本专利技术混合液的流动过程如下：带砂的混合液经过叶轮2的加速，使混合液旋转产生强大的离心力；其中，混合液中的重质相沿外侧旋流向下运动，由底流口16排出；轻质相沿内旋流向上运动，从溢流口41排进入溢流管4，再经过溢流管4并从溢流管4的下端排出，实际使用时可在溢流管4的下端连接一个分离装置5，从而实现了混合液中两相的分离。如图2所示，所述分离装置5包括一个中空的腔体，该腔体上设有一个进料口和一个出料口，其中进料口与溢流管4的下端连接。上述仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本专利技术进行非实质性的改动，均属于侵犯本专利技术保护范围的行为。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态水力旋流器，包括旋流器外壳(1)、主轴(2)、叶轮(3)以及溢流管(4)，所述旋流器外壳(1)的上端形成进料口(15)，下端形成底流口(16)；所述主轴(2)穿设于旋流器外壳(1)内，所述叶轮(3)固定安装于主轴(2)上，它靠近旋流器外壳(1)的进料口(15)，并且包括圆形的底板(31)以及固定安装于底板上(31)的叶片(32)；所述溢流管(4)的上端形成溢流口(41)，该溢流口(41)靠近叶轮(3)，所述溢流管(4)的下端穿设于底流口(16)，其特征在于：所述底板(31)上等间隔地安装有六个单圆弧的叶片(32)，并且所述叶片(32)由一体成型的固定部(321)和外延部(322)组成，所述固定部(321)固定安装于底板(32)上，所述外延部(322)凸出于底板(31)的外周缘。

【技术特征摘要】
1.一种动态水力旋流器，包括旋流器外壳(1)、主轴(2)、叶轮(3)以及溢流管(4)，所述旋流器外壳(1)的上端形成进料口(15)，下端形成底流口(16)；所述主轴(2)穿设于旋流器外壳(1)内，所述叶轮(3)固定安装于主轴(2)上，它靠近旋流器外壳(1)的进料口(15)，并且包括圆形的底板(31)以及固定安装于底板上(31)的叶片(32)；所述溢流管(4)的上端形成溢流口(41)，该溢流口(41)靠近叶轮(3)，所述溢流管(4)的下端穿设于底流口(16)，其特征在于：所述底板(31)上等间隔地安装有六个单圆弧的叶片(32)，并且所述叶片(32)由一体成型的固定部(321)和外延部(322)组成，所述固定部(321)固定安装于底板(32)上，所述外延部(322)...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍志兴，鲍尘琨，
申请(专利权)人：鲍志兴，
类型：发明
国别省市：浙江,33