一种芯体一体化可拆型超音速分离器制造技术

一种芯体一体化可拆型超音速分离器，其一体化超音速分离器芯体包括轴向的旋流段，Laval喷管段，分离段及扩压段；Laval喷管段的末端外部固接有固定翅片，该固定翅片与超音速分离器壳体内壁适配贴合；而所述分离段的分离翼末端设置有分离翼末端限位环，该分离翼末端限位环内环面与分离翼末端环面固接，外环面与超音速分离器壳体内壁适配贴合；分离翼末端内壁与扩压管间设有固定支撑板，该固定支撑板平行于超音速分离器壳体轴线设置后其上部与分离翼内表面固接，下部与扩压管外表面固接从而形成可整体抽出更换的一体化超音速分离器芯体。本发明专利技术解决了芯体与外部套筒固定方式复杂，加工难度大的问题；避免了以往法兰连接，产生泄露和激波的情况发生。生泄露和激波的情况发生。生泄露和激波的情况发生。

【技术实现步骤摘要】
一种芯体一体化可拆型超音速分离器


[0001]本专利技术涉及天然气处理
，特别是涉及冷凝分离超音速分离器，具体指一种芯体一体化可拆型超音速分离器。

技术介绍

[0002]从天然气的气田中开采出的混合天然气中含有水蒸气、二氧化碳和硫化物等混合气体，并且湿蒸汽一般都处在高饱和的状态，所以容易对运输管道造成堵塞或者腐蚀等破坏。因此，脱除水和液泾是天然气生产中的必要环节。
[0003]天然气脱水的主要方法吸收法、冷凝法、吸附法以及膜分离法等。溶剂吸收法设备设置繁多、系统庞大并且投资费用高。冷凝法采用的制冷设备主要是节流阀及透平膨胀机，节流阀的不可逆性会造成能量损失，透平膨胀机的制造难度较大、可靠性差，因为其有高速运动部件。固体吸附法的吸附剂易中毒和破碎粉化，再生时耗能高；对于大型设备，其投资和操作费用高。膜法天然气脱水存在着渗透过程中烃损失相对较大，水汽对聚合物膜会产生塑化与溶胀作用等缺陷。
[0004]超音速分离器是基于气体动力学、热力学以及流体力学的研究而开发出的新型的利用超音速产生低温环境的一种冷凝分离技术。超音速旋流分离器是将膨胀降温、旋流式气／液分离、再压缩等工艺在一个密闭紧凑的装置里完成。是低温冷凝方法的一种静设备，其优点是有密闭无泄漏、无需化学药剂（乙二醇或甲醇）、设备工艺及结构简单，等熵效率高且压降较小，结构紧凑轻巧、简单可靠（无移动部件）、支持无人值守等优点，实现了节约成本和保护环境的双重效益。但该技术的研究历史还不长，我国对此项技术的研究尚停留在气体超音速流体过程中的流动特性和装置雏形结构研究上。目前仍存在诸多问题尚待解决，如：中心体与外部套筒固定方式比较复杂，加工难度大；旋流段，分离段，扩压段之间法兰连接，增加了泄露和产生激波的风险。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种可拆型、结构简单、性能优良的超音速分离器，为进一步优化现有超音速分离器结构、降低加工难度提供一种可行方案。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：一种芯体一体化可拆型超音速分离器，包括超音速分离器壳体及安装于超音速分离器壳体内的一体化超音速分离器芯体；所述一体化超音速分离器芯体包括轴向顺次设置的旋流段，Laval 喷管段，分离段及扩压段；所述Laval 喷管段的末端外部固接有固定翅片，该固定翅片与超音速分离器壳体内壁适配贴合；而所述分离段的分离翼末端设置有分离翼末端限位环，该分离翼末端限位环内环面与分离翼末端环面固接，外环面与超音速分离器壳体内壁适配贴合；分离翼末端内壁与扩压管间设有固定支撑板，该固定支撑板平行于超音速分离器壳体轴线设置后其上部与分离翼内表面固接，下部与扩压管外表面固接从而形成可整体抽出更换的一体化超音速分离器芯体。
[0007]所述一体化超音速分离器芯体前端的旋流段通过始端定位环密封轴向定位安装于超音速分离器壳体的前端法兰上，而扩压管末端通过末端限位锻环轴向定位于后端固定法兰凸缘上。
[0008]所述固定支撑板沿扩压段圆周方向呈60
°
～90
°
均布，其流体流向端为尖劈锥形。
[0009]所述旋流段包括旋流器外壳，椭圆球型中心锥和制旋叶片；所述椭圆球型中心锥与旋流器外壳同轴设置，并置于旋流器外壳内部，所述制旋叶片的始端为锥面结构，呈螺旋状固接于旋流器外壳和椭圆球型中心锥之间。
[00010]所述芯体一体化可拆型超音速分离器包括饱和气相进口，液相出口，干气出口；所述饱和气相进口设置于超音速分离器壳体的前端法兰处，液相出口开于所述分离翼与扩压段间的超音速分离器壳体上；所述干气出口设置于超音速分离器壳体的后端法兰处。
[00011]所述液相出口处设有疏水阀。
[00012]本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术无噪音，在分离过程中不使用化学物品，无环境污染，设计合理，处理量大，无能耗，使用方便(2)本专利技术不需要外部能量，只需通过分离器本身的结构，利用介质自身的能量转换，即可实现饱和湿天然气的旋流和膨胀加速，并在所形成低温低压环境下，天然气中的水蒸气凝结析出。(3)本专利技术在析出液相水滴之后，还能在环形腔内部强大的离心力作用下，将该液相水滴甩向分离翼的壁面，之后从分离腔排除，从而实现冷凝液的分离，而剩余的干燥天然气在扩压段内，将压力和温度得到恢复，满足天然气外输要求。（4）本专利技术同时也解决了中心体与外部套筒固定方式复杂，加工难度大的问题；避免了以往法兰连接，产生泄露和激波的情况发生。
附图说明
[00013]图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术一体化超音速分离器芯体结构示意图；图3为本专利技术旋流发生器立体示意图；图4为本专利技术固定支撑板入口端截面示意图；图5为本专利技术固定支撑板出口端截面示意图；图6为图1中I部放大图；图中编号：1—超音速分离器壳体 2
‑
1/2
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2—前端固定法兰3
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连接管段 4
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1/4
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2—后端固定法兰、5—螺栓、6—螺母、7
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旋流段8—旋流器外壳、9—椭圆球型中心锥、10—制旋叶片、11—Laval 喷管段、12—分离段、13—分离翼、14—扩压管段、15—始端定位环、16—固定翅片、17—分离翼末端限位环、18—末端限位锻环、19—固定支撑板 20—一体化超音速分离器芯体、21—饱和气相进口、 22—液相出口、 23—干气出口、 24
‑
疏水阀、 25
‑
密封垫片。
具体实施方式
[00014]下面结合附图对本专利技术进一步说明。
[00015]参见图1，一种芯体一体化可拆型超音速分离器，包括超音速分离器壳体1及安装于超音速分离器壳体1内的一体化超音速分离器芯体20。
[00016]上述超音速分离器壳体1包括前端固定法兰,连接管段3，后端固定法兰,密封垫片25、螺栓5、螺母6。前端固定法兰之 2
‑
1部和后端固定法兰之4
‑
1部分别焊接于连接管段3的前后端，并分别于前端固定法兰之 2
‑
2部和后端固定法兰之4
‑
2部相配合后通过螺栓5、螺母6连接。
[00017]所述一体化超音速分离器芯体为包括轴向顺次设置的旋流段7，Laval 喷管段11，分离段12及扩压段14；所述Laval 喷管段11的末端外部焊接有固定翅片16，该固定翅片16与超音速分离器壳体1内壁适配贴合，防止不恰当操作引起喷射管振动。而所述分离段12的分离翼13末端设置有分离翼末端限位环17，该分离翼末端限位环17内环面与分离翼13末端环面焊接，外环面与超音速分离器壳体1内壁适配贴合，分离翼末端限位环17用于固定分离翼倾斜角度及超音速分离器芯体的整体位置。分离翼13末端内壁与扩压管14间设有固定支撑板19，该固定支撑板19平行于超音速分离器壳体1轴线设置后其上部与分离翼13内表面固接，下部与扩压管14外表面固接从而形成可整体抽出更换的一体化超音速分离器芯体20。
[00018]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯体一体化可拆型超音速分离器，其特征在于，包括超音速分离器壳体（1）及安装于超音速分离器壳体（1）内的一体化超音速分离器芯体（20）；所述一体化超音速分离器芯体包括轴向顺次设置的旋流段（7），Laval 喷管段（11），分离段（12）及扩压段（14）；所述Laval 喷管段（11）的末端外部固接有固定翅片（16），该固定翅片（16）与超音速分离器壳体（1）内壁适配贴合；而所述分离段（12）的分离翼（13）末端设置有分离翼末端限位环（17），该分离翼末端限位环（17）内环面与分离翼（13）末端环面固接，外环面与超音速分离器壳体（1）内壁适配贴合；分离翼（13）末端内壁与扩压管（14）间设有固定支撑板（19），该固定支撑板（19）平行于超音速分离器壳体（1）轴线设置后其上部与分离翼（13）内表面固接，下部与扩压管（14）外表面固接从而形成可整体抽出更换的一体化超音速分离器芯体（20）。2.根据权利要求1所述的一种芯体一体化可拆型超音速分离器，其特征在于,所述一体化超音速分离器芯体前端的旋流段（7）通过始端定位环（15）密封轴向定位安装于超音速分离器壳体（1）的前端法兰上，而扩压管（14）末端通过末端限位锻环（18）轴向定位于后端固定法兰...

【专利技术属性】
技术研发人员：文晓龙，冯森森，张尚文，何义明，孙冬来，刘学虎，李吉萍，谢腾腾，杨作万，张婷，王晓玲，何文涛，李轩昂，
申请(专利权)人：上海蓝滨石化设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：