CN106115845B - 一种新型高效旋流器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型高效旋流器，包括第一壳体、第二壳体和设置在第一壳体和第二壳体内的旋流腔体；第一壳体为圆柱体，第二壳体为截圆锥体，第一壳体和第二壳体相互连接；第二壳体远离第一壳体一端的尾部设置有开孔，第二壳体靠近第一壳体处设置有进水孔；旋流腔体靠近第一壳体处设置有腔体进水槽；腔体进水槽与进水孔内外相对应；旋流腔体远离第一壳体一端的尾部轴中心处设置有贯穿第二壳体的尾部开孔的底流口；旋流腔体位于第一壳体内的轴中心处设置有贯穿第一壳体的溢流口。通过改进进水结构和方式，使其由单一进水孔改为2个孔进水，配合腔体进水槽，解决了旋流过程中出现的短路流和循环流，大大提高了旋流分离效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋流器，尤其涉及一种新型高效旋流器。
背景技术
目前，含油污水除油的主要方法有：重力沉降法、物理化学法、化学混凝法、粗粒化法、过滤法、浮选法、活性炭吸附法、生物法、电磁法。由于水质不同及要求处理的深度不同，单靠一种除油方法很难达到预期的目的，所以在现场使用时，都是几种方法联合使用。
原有的旋流器的进水口置于旋流器上端，位置固定，安装时受周围条件限制比较多，安装不易；此外，原有旋流器极易产生短路流和循环流，造成旋流器效率下降，影响分离效率。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种新型高效旋流器。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种新型高效旋流器，包括第一壳体、第二壳体和设置在第一壳体和第二壳体内的旋流腔体；所述第一壳体为圆柱体，所述第二壳体为截圆锥体，所述第一壳体和所述第二壳体相互连接；所述第二壳体的内径从与所述第一壳体的连接处开始沿着轴线逐渐减小；位于所述第二壳体内的旋流腔体相应所述第二壳体的截圆锥体也为截圆锥体；相应地，所述旋流腔体靠近所述第一壳体处的直径大于远离所述第一壳体处的直径；所述第二壳体远离所述第一壳体一端的尾部设置有开孔，所述第二壳体靠近所述第一壳体处设置有进水孔；所述旋流腔体靠近所述第一壳体处设置有腔体进水槽；所述腔体进水槽与进水孔内外相对应；所述旋流腔体远离所述第一壳体一端的尾部轴中心处设置有贯穿所述第二壳体的尾部开孔的底流口；所述旋流腔体位于第一壳体内的轴中心处设置有贯穿所述第一壳体的溢流口。
优选地，所述旋流腔体的外壁与所述第二壳体的内壁之间具有腔体间隙。
优选地，所述腔体间隙为1-5cm。
优选地，所述第一壳体和所述第二壳体的连接处采用弧形连接过渡。
优选地，所述进水孔有2个且中心对称地设置在所述第二壳体的圆周上。
优选地，所述腔体进水槽为多个大小不一的弧形槽。
优选地，所述腔体进水槽靠近所述第一壳体处的开口内径大于远离所述第一壳体处的开口内径。
本发明的有益效果是，结构简单，安装方便，使用高效。通过改进新型高效旋流器的进水结构和方式，使其由单一进水孔改为2个孔进水，配合腔体进水槽的结构设计，解决了旋流过程中出现的短路流和循环流，大大提高了旋流分离效率。
附图说明
图1是本发明提供的新型高效旋流器的结构示意图；
图2是图1中A部分的局部放大示意图；
图3是本发明提供的新型高效旋流器的运动原理示意图。
图中：1、第一壳体；2、第二壳体；3、旋流腔体；4、进水孔；5、腔体进水槽；6、底流口；7、溢流口；8、内旋流；9、外旋流；10、腔体间隙；11.开孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-3所示，一种新型高效旋流器，包括第一壳体1、第二壳体2和设置在第一壳体1和第二壳体2内的旋流腔体3；其中，第一壳体1为圆柱体，第二壳体2为截圆锥体，且第一壳体1和第二壳体2相互连接；第二壳体2的内径从与第一壳体1的连接处开始沿着轴线逐渐减小，即第二壳体2与第一壳体1接触处的内径大于远离第一壳体2处的内径；位于第二壳体2内的旋流腔体3相应第二壳体2的截圆锥体也为截圆锥体；相应地，旋流腔体3靠近第一壳体1处的直径也大于其远离第一壳体1处的直径；第二壳体2远离第一壳体1一端的尾部设置有开孔11，第二壳体2靠近第一壳体1处设置有进水孔4；旋流腔体3靠近第一壳体1处设置有腔体进水槽5；其中，腔体进水槽5与进水孔4内外相对应，即腔体进水槽5位于内层的旋流腔体3上，而与之相应的进水孔4位于外层的第二壳体2上；旋流腔体3远离第一壳体1一端的尾部轴中心处设置有贯穿第二壳体2的尾部开孔11的底流口6，旋流腔体3位于第一壳体1内的轴中心处设置有贯穿第一壳体1的溢流口7。
优选地，旋流腔体3的外壁与第二壳体2的内壁之间具有腔体间隙10，且腔体间隙10为1-5cm。
优选地，第一壳体1和第二壳体2的连接处采用弧形连接过渡，此处为了减少第一壳体1和第二壳体2连接处之间的紊流。
优选地，进水孔4有2个且中心对称地设置在第二壳体2的圆周上。
优选地，腔体进水槽5为多个大小不一的弧形槽，且腔体进水槽5靠近第一壳体1处的开口内径大于远离第一壳体1处的开口内径。
本发明提供的新型高效旋流器工作过程为：原水由第二壳体2圆周上的2个进水孔4进入，沿着腔体进水槽5流入开始旋流分离；旋流在流向旋流腔体3远离第一壳体1的尾部过程中，由于第二壳体2和旋流腔体3截圆锥体段的内径逐步减小，旋流的流速会越来越大，鉴于油水二者存在密度差，于是逐步形成以水为主要的外旋流9和以较轻质的油为主的内旋流8，水通过外旋流9由尾部的底流口6流出，油则通过内旋流8由溢流口7流出，从而实现油水分离。在一般情况下，油、水分别做不同旋流运动时，会产生短路流和循环流，本发明提供的新型高效旋流器在此处改进了进水方式，大大减小了短路流和循环流的发生，提高了分离效率。
本发明提供的新型高效旋流器设计原理为：
设想液体以等角速度ω作回旋运动，在距离回转中心的径向距离也就是半径r处，有离心加速度ωr2,方向为由圆心指向圆周，则在该处，单位体积物质受到的离心力为Fc＝ρωr2；
式中：Fc——单位体积物质受到的离心力，N/m3
ρ——物体的密度，kg/m3
ω——回转角速度，rad/s
r——回转半径，m
非均匀相的液-液系统，符合斯托克公式：
即密度大的被分离到离轴心远的位置(即靠近旋流器外壁)，密度小的靠近轴心，从而实现二者的分离。
一般油水分离用水力旋流器应避免轴心处压力过低吸入空气形成轴心空气柱而影响分离效率，故溢流口和底流口要有一定背压；加之水力旋流器内液流流速大使得压降增加，所以进料压力通常在0.2-0.6MPa之间。
因为水力旋流器单管结构参数的差异，用于油水分离的水力旋流器单管处理量变动范围为0.3×10-4-1.5×10-4m3/s；当然，对于每一型号的水力旋流器，有其最佳的处理范围，即在合理的进料压力下，分离效率最高。
本发明提供的新型高效旋流器多用于处理含油污水，可用于能够产生含油污水的各个行业(包括非水溶性有机溶剂)，在以下行业应用广泛：
a.油田、石化、油库、油田洗井车含油污水；
b.港口、码头、船舶压舱含油污水；
c.冶金、机械厂、部分化工厂含油污水；
d.页岩行业含油污水及其它能够产生含油污水的场合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“中心”、“尾端”、“靠近”、“远离”、“圆周”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (2)
1.一种新型高效旋流器，其特征是，包括第一壳体、第二壳体和设置在第一壳体和第二壳体内的旋流腔体；所述第一壳体为圆柱体，所述第二壳体为截圆锥体，所述第一壳体和所述第二壳体相互连接；所述第二壳体的内径从与所述第一壳体的连接处开始沿着轴线逐渐减小；位于所述第二壳体内的旋流腔体相应所述第二壳体的截圆锥体也为截圆锥体；相应地，所述旋流腔体靠近所述第一壳体处的直径大于远离所述第一壳体处的直径；所述第二壳体远离所述第一壳体一端的尾部设置有开孔，所述第二壳体靠近所述第一壳体处设置有进水孔；所述旋流腔体靠近所述第一壳体处设置有腔体进水槽；所述腔体进水槽与进水孔内外相对应；所述旋流腔体远离所述第一壳体一端的尾部轴中心处设置有贯穿所述第二壳体的尾部开孔的底流口；所述旋流腔体位于第一壳体内的轴中心处设置有贯穿所述第一壳体的溢流口，所述旋流腔体的外壁与所述第二壳体的内壁之间具有腔体间隙，所述第一壳体和所述第二壳体的连接处采用弧形连接过渡，所述进水孔有2个且中心对称地设置在所述第二壳体的圆周上，所述腔体进水槽为多个大小不一的弧形槽，所述腔体进水槽靠近所述第一壳体处的开口内径大于远离所述第一壳体处的开口内径。
2.如权利要求1所述的新型高效旋流器，其特征是，所述腔体间隙为1-5cm。
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