CN109847415B - 一种螺旋消气器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋消气器，所述消气器为两端带有封头的立式筒体结构，包括外筒体，内部筒体，稳流扇板和螺旋上升板，所述内部筒体位于消气器外筒体内部，两者同轴设置，所述内部筒体底部安装于消气器外筒体的底部封头；所述稳流扇板安装于内部筒体顶部；所述螺旋上升板安装于内部筒壁与消气器外筒壁之间形成的环形空间形成螺旋通道；气相出口安装于消气器外筒体顶部封头中心，气相出口连接有浮球阀，液相出口安装于消气器外筒体底部，消气器进口安装于消气器侧面下方。本发明的一种螺旋消气器综合利用离心力、浮力、溢流效应对液相中携带的小气泡或气团进行分离，结构简单、分离高效。

Description

一种螺旋消气器

技术领域

本发明属于油气分离与流动保障技术领域，具体涉及一种消气器。

背景技术

流体的计量分为体积计量与质量计量，质量代表了物质本身量的多少，在油品上下游交接、油品交易等重要环节多以质量流量为主，流体流过弯管时会对管壁产生科氏力，在此基础上发展起来的质量流量计因其计量精确且同时可以测得密度参数，得到了广泛的应用。

质量流量计因其测量原理的原因，对被测液体介质中所含的小气泡或小气团高度敏感，首先小气团进入质量流量计会造成测量结果的偏差甚至错误，且由于小气团的量难以得知，因此这一误差值难以消除；其次气相在质量流量计内部顶部聚集会造成流量计内部壁面强烈的冲击磨蚀损害，直至永久性损坏。

在进入质量流量计之前，被测液体介质中因静压头降低析出的小气泡或气团必须经分离除去。小气泡或气团的分离不同于高气液比的油气分离过程，分离机理也有不同，消气器就是为这一分离过程而衍生出来的质量流量计流动保障设备。高效紧凑的消气器开发具有十分重要的经济意义。现有消气方式单一，易发生小气泡的携带。中国专利CN102225252A公开了一种旋流式消气器，该专利采用了漏斗状分离筒的旋流效应进行气液分离，液相自分离筒底部流出；另一篇中国专利CN202674694U公开了一种原油管道用消气器，仅利用一次隔板的溢流效应进行油品中小气泡的消除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺旋消气器，采用螺旋流道与堰板溢流相结合的分离工艺，提供一种高效紧凑的工艺结构。以解决现有技术中消气器消除小气泡的方式单一，易发生小气泡携带的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种螺旋消气器，所述消气器为两端带有封头的立式筒体结构，包括外筒体，内部筒体，稳流扇板和螺旋上升板，所述内部筒体位于消气器外筒体内部，两者同轴设置，所述内部筒体底部安装于消气器外筒体的底部封头；所述稳流扇板安装于内部筒体顶部；所述螺旋上升板安装于内部筒壁与消气器外筒壁之间形成的环形空间形成螺旋通道；气相出口安装于消气器外筒体顶部封头中心，气相出口连接有浮球阀，液相出口安装于消气器外筒体底部，消气器进口安装于消气器侧面下方。

本发明一种螺旋消气器，其进一步特征在于：所述稳流扇板为4～10块矩形板等圆周角度安装于中心立柱形成，优选6～8块。

本发明一种螺旋消气器，其进一步特征在于：所述稳流扇板焊接于内部筒体上部位置，稳流扇板顶部距离内部筒体顶部距离0.3倍的内部筒体直径以上。稳流扇板主要作用为减小气液界面附近液相的波动，弱化溢流过程中液相冲击液面的卷吸效应，阻止气相被携带经液相出口进入质量流量计。

本发明一种螺旋消气器，其进一步特征在于：所述螺旋上升板的螺旋圈数与螺旋升角协调设计以保证气相在螺旋通道内部高效的聚集，所述螺旋圈数为3～10圈，优选5～6圈，螺旋升角为10～40°，优选20～30°。

本发明一种螺旋消气器，其进一步特征在于：所述螺旋上升板的最底端位于消气器外筒体底部封头切线处，螺旋上升板的最顶端低于消气器内部筒体顶部封头切线0.5～1倍的消气器内筒直径的距离。

为保证消气器环形空间出口流体的平稳流动，为内部筒体边沿的溢流分离创造条件，消气器环形空间截面积应保证流体的管流分区在层流范围，消气器内部筒体顶部应高于螺旋叶片顶部一个消气器内筒直径以上的距离。

本发明一种螺旋消气器，其进一步特征在于：所述浮球阀浮球伸入到消气器内筒的距离为0.2-0.5倍的消气器内筒直径。浮球阀为成熟设备，安装于气相出口，浮球位于气液界面。

气液界面位于消气器内筒体，气液界面上方为气相空间，下方为液相空间。当容器内部气相聚集到一定程度，气液界面下降，浮球阀在浮子的带动下打开，气相经气相出口排入放空系统；当气相减少，液面上升，浮球阀关闭。

本发明的基本原理是首先携带小气泡或气团的被测液相介质经消气器进口进入螺旋环道做螺旋运动，在浮力和离心力的作用下气相向螺旋环道的内侧上方移动并聚集合并；在螺旋环道内聚集合并的气相到达螺旋环道的顶部时进入气相空间，是气相的第一次分离；携带残余气泡的液相经内部筒体的边沿溢流进入内部筒体，在溢流过程中小气泡逃逸进入气相空间，是气相的第二次分离；气相空间的气相通过安装于气相出口的浮球阀控制进出排入放空系统，纯净的液相经内部筒体底部的液相出口进入质量流量计进行计量。

本发明的优点是提出了一种螺旋消气器，通过在内部筒体侧壁与消气器外筒体侧壁之间形成环形空间，螺旋上升板安装于环形空间即形成螺旋通道。携带小气泡或气团的液相介质经安装于消气器外筒体侧壁的消气器进口进入螺旋通道做螺旋运动。螺旋流道自生的离心力场促使气相向螺旋流道靠近消气器内筒体的一侧运移，小气泡或小气团在浮力的作用下向螺旋流道的顶部运移，从而气相逐渐聚集于靠近内部筒体璧面的螺旋流道上部位置。螺旋上升板将环形空间在竖直方向进行分割后螺旋通道的竖直方向距离较之环形空间的高度成倍减小，使得小气泡很容易地聚集于螺旋通道顶部，加速了小气泡的聚集。综合利用离心力、浮力、溢流效应对液相中携带的小气泡或气团进行分离，结构简单、分离高效。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但并不限制本发明的使用范围。

附图说明

图1为本发明一种螺旋式消气器主视图；

图2为本发明一种螺旋式消气器三维视图；

图3为本发明一种螺旋式消气器稳流扇板示意图；

图4为本发明一种螺旋式消气器螺旋上升板示意图。

其中所示附图标记为：1-液相出口，2-消气器出口，3-气相出口，4-消气器外筒体，5-浮球阀，6-气相空间，7-内部筒体，8-螺旋通道，9-液相空间，10-稳流扇板，11-螺旋上升板。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。

参见附图1～3本发明一种螺旋式消气器结构为两端带有封头的立式筒体结构，内部筒体7位于消气器外筒体4内部，两者轴心相同，内部筒体7底部安装于消气器外筒体4的底部封头，稳流扇板10安装于内部筒体7顶部。螺旋上升板11安装于内部筒体7壁面与消气器外筒体4壁面之间形成的环形空间形成螺旋通道8。气相出口3安装于消气器外筒体4顶部封头中心，浮球阀5安装于气相出口3，液相出口1安装于消气器外筒体4底部封头中心，消气器进口2安装于消气器外筒体4侧壁底部。

内部筒体7侧壁与消气器外筒体4侧壁之间形成环形空间，螺旋上升板11安装于环形空间即形成螺旋通道8。携带小气泡或气团的液相介质经安装于消气器外筒体4侧壁的消气器进口2进入螺旋通道8做螺旋运动。螺旋流道8自生的离心力场促使气相向螺旋通道8靠近消气器内筒体7的一侧运移，小气泡或小气团在浮力的作用下向螺旋通道8的顶部运移，从而气相逐渐聚集于靠近内部筒体7壁面的螺旋通道8上部位置。螺旋上升板11的螺旋圈数与螺旋升角协调设计以保证气相在螺旋通道8内部高效的聚集，螺旋圈数为6圈、螺旋升角为20°。消气器环形空间截面积维持流体的管流分区在层流范围，消气器内部筒体7顶部高于螺旋上升板11顶部一个消气器内部筒体7直径的距离。

浮球阀5为成熟设备，安装于气相出口3，浮球位于气液界面。气液界面位于消气器内部筒体7，气液界面上方为气相空间，下方为液相空间。

稳流扇板10为矩形板等圆周角度安装于中心立柱形成，焊接于内部筒体7上部位置。稳流扇板10主要作用为减小气液界面附近液相的波动，弱化溢流过程中液相冲击液面的卷吸效应，阻止气相被携带经液相出口1进入质量流量计。

如附图1所示，本发明的工作过程为：首先携带小气泡或气团的被测液相介质经消气器进口2进入螺旋通道8做螺旋运动，在浮力和离心力的作用下气相向螺旋通道8的内侧上方移动并聚集合并；在螺旋通道8内聚集合并的气相到达螺旋通道8的顶部时进入气相空间6，是气相的第一次分离；携带残余气泡的液相经内部筒体7的边沿溢流进入内部筒体7，在溢流过程中小气泡逃逸进入气相空间6，是气相的第二次分离；气相空间6的气相通过安装于气相出口3的浮球阀5控制进出排入放空系统，纯净的液相经内部筒体7底部的液相出口1进入质量流量计进行计量。

Claims (4)

1.一种螺旋消气器，所述消气器为两端带有封头的立式筒体结构，包括外筒体，内部筒体，稳流扇板和螺旋上升板，所述内部筒体位于消气器外筒体内部，两者同轴设置，所述内部筒体底部安装于消气器外筒体的底部封头；所述稳流扇板安装于内部筒体顶部；所述螺旋上升板安装于内部筒壁与消气器外筒壁之间形成的环形空间形成螺旋通道；气相出口安装于消气器外筒体顶部封头中心，气相出口连接有浮球阀，液相出口安装于消气器外筒体底部，与内部筒体连通；消气器进口安装于消气器外筒体侧面下方，所述稳流扇板为4～10块矩形板等圆周角度安装于中心立柱形成。

2.根据权利要求1所述的螺旋消气器，其特征在于：所述稳流扇板焊接于内部筒体上部，稳流扇板顶部距离内部筒体顶部距离为0.3倍以上的内部筒体直径。

3.根据权利要求1所述的螺旋消气器，其特征在于：所述螺旋上升板的螺旋圈数为3～10圈。

4.根据权利要求1所述的螺旋消气器，其特征在于：所述螺旋上升板的螺旋升角为10～40°。

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