CN118022506B - 一种汽水分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分离装置技术领域，具体为一种汽水分离装置，包括球形容器，蒸汽输入管，以及旋风分离器，蒸汽输入管的出口端和旋风分离器的上表面之间固定连通有转接管，转接管固定贯穿设有与旋风分离器同轴设置的排汽管，排汽管的底部且位于旋风分离器内转动配合有过渡管，过渡管的内壁固定套接有推进叶轮，过渡管的外壁固定套接有旋风涡轮，旋风分离器的内壁上且位于旋风涡轮的正下方固定设有器壁座，器壁座的轴心处开设有倒锥形孔。本发明将蒸汽沿径向进入旋风分离器，有助于蒸汽在旋风分离器内部更均匀地分布，进一步提高分离效率，并且有助于保持旋风分离器内部气流的稳定性，减少旋转流动的干扰，进一步提高分离效果。

Description

一种汽水分离装置

技术领域

本发明涉及分离装置技术领域，具体为一种汽水分离装置。

背景技术

目前，为满足油田热力采油的高干度注汽需求，油田稠油开发生产工艺一般将球形汽水分离器与注汽锅炉配套使用，可以将蒸汽的干度由75%左右提高到95%以上。

公开号为CN202438213U的中国实用新型公开了球形汽水分离器，其包括球形容器和内置于球形容器中的旋风分离器。旋风分离器靠气流切向引入造成的旋转运动，使蒸汽中具有较大惯性离心力的液滴甩向外壁面实现分离，但气体沿着切线进入的方式存在以下缺陷：1.容易造成气体在旋风分离器内部分布不均匀，影响分离效果；2.容易造成气体在旋风分离器内流动阻力大，对壁面磨损也较严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽水分离装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽水分离装置，包括球形容器，固定贯穿所述球形容器的蒸汽输入管，以及固定设于所述球形容器内且与所述蒸汽输入管固定连通的旋风分离器，所述蒸汽输入管的出口端和所述旋风分离器的上表面之间固定连通有转接管，所述转接管固定贯穿设有与所述旋风分离器同轴设置的排汽管，所述排汽管的底部且位于所述旋风分离器内转动配合有过渡管，所述过渡管的内壁固定套接有推进叶轮，所述过渡管的外壁固定套接有旋风涡轮，所述旋风分离器的内壁上且位于所述旋风涡轮的正下方固定设有器壁座，所述器壁座的轴心处开设有倒锥形孔，蒸汽沿轴向吹向所述旋风涡轮并推动其旋转，离开所述旋风涡轮的蒸汽呈螺旋形向下进入所述倒锥形孔。

可选的，所述旋风分离器包括上壳体和下壳体，所述上壳体的底部与所述下壳体的顶部可拆卸连接，所述上壳体的上表面开设有蒸汽进口，所述下壳体的底部开设有出水口，所述旋风涡轮间隙套设于所述下壳体内。

可选的，所述旋风分离器设有四组，四组所述旋风分离器在水平方向呈正方形设置，所述下壳体远离所述球形容器的球心的侧壁固定设有支架，所述支架与所述球形容器的内壁可拆卸连接。

可选的，所述转接管为九十度弯管，所述转接管的第一端处于水平方向且与所述蒸汽输入管可拆卸连接，所述转接管的第二端处于竖直方向且与所述上壳体可拆卸连接，所述转接管的第二端与所述排汽管同轴设置且与所述蒸汽进口连通，所述排汽管的顶部贯穿所述转接管。

可选的，所述旋风涡轮包括圆台体，一体成型于所述圆台体底部的圆柱体，以及开设于所述圆柱体外壁上的若干个旋涡槽；若干个所述旋涡槽关于所述圆柱体的轴心呈环形均匀设置，所述旋涡槽的顶部延伸至所述圆台体的外表面，且所述旋涡槽的底部贯穿所述圆柱体的下表面。

可选的，所述旋风涡轮的下方设有丝网分离器，所述丝网分离器包括固定设于所述下壳体内壁上的环形架，固定设于环形架内壁上且呈环形均匀设置的若干个加强片板，以及固定设于相邻两个所述加强片板之间的丝网；所述丝网设于所述旋涡槽的正下方。

可选的，所述加强片板的上表面为尖端，所述加强片板上远离所述环形架的端部固定设有轴套，所述轴套的内壁与所述过渡管的底部外壁转动连接，所述过渡管的外壁卡扣连接有卡簧，所述卡簧的上表面与所述轴套的下表面抵接。

可选的，所述丝网分离器还包括固定设于所述过渡管外壁上的旋转杆，以及固定设于所述旋转杆下表面的毛刷，所述毛刷的下表面与所述丝网的上表面抵接。

可选的，所述排汽管的底部一体成型有扩张管，所述扩张管为锥形管结构，所述扩张管的内壁固定设有与所述过渡管的转动连接的推力轴承。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1.本发明将蒸汽沿径向进入旋风分离器，有助于蒸汽在旋风分离器内部更均匀地分布，进一步提高分离效率，并且有助于保持旋风分离器内部气流的稳定性，减少旋转流动的干扰，进一步提高分离效果；

2.本发明中离开旋涡槽的细小液滴可以被丝网直接捕获，降低旋风分离难度，过渡管自身的旋转可以带动毛刷刷扫丝网的上表面，可以显著降低丝网上的液滴含量，确保丝网保持长效的分离能力；

3.本发明中扩张管作为旋风涡轮的在先引导，扩张管可以引导蒸汽产生偏离排汽管轴心的运动趋势，提高蒸汽进入旋涡槽的效果，并且扩张管通过推力轴承为过渡管进行轴向旋转提供稳定的旋转支撑，确保蒸汽可以平稳进入排汽管；

4.本发明中过渡管在旋风涡轮的驱动下旋转可以带动推进叶轮旋转，推进叶轮可以进入过渡管的蒸汽产生推动作用，形成加压，减少蒸汽进出旋风分离器的压力损失；

5.本发明中支架与球形容器的内壁可拆卸连接，支架在为旋风分离器提供支撑的同时，可以减少球形容器内水产生的涡流，有效避免水流旋转而引起的水位偏移，为检测球形容器内液位提供保障。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中旋风分离器的局部剖视图；

图3为图2中A部放大的结构示意图；

图4为本发明中环形架、加强片板、丝网和轴套的半剖图；

图5为本发明中旋风涡轮的结构示意图；

图6为本发明中过渡管和推进叶轮的仰视图。

图中：1、球形容器；2、蒸汽输入管；3、旋风分离器；301、上壳体；302、下壳体；303、蒸汽进口；304、出水口；4、转接管；5、排汽管；501、扩张管；502、推力轴承；6、过渡管；7、推进叶轮；8、旋风涡轮；801、圆台体；802、圆柱体；803、旋涡槽；9、丝网分离器；901、环形架；902、加强片板；903、丝网；904、轴套；905、卡簧；906、旋转杆；907、毛刷；10、器壁座；11、倒锥形孔；12、支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：请参阅图1，本发明提供了一种汽水分离装置，包括球形容器1，固定贯穿球形容器1的蒸汽输入管2，以及固定设于球形容器1内且与蒸汽输入管2固定连通的旋风分离器3，蒸汽输入管2的出口端和旋风分离器3的上表面之间固定连通有转接管4。请参阅图2，转接管4固定贯穿设有与旋风分离器3同轴设置的排汽管5，排汽管5的底部且位于旋风分离器3内转动配合有过渡管6，请参阅图6，过渡管6的内壁固定套接有推进叶轮7。过渡管6的外壁固定套接有旋风涡轮8，旋风分离器3的内壁上且位于旋风涡轮8的正下方固定设有器壁座10，器壁座10的轴心处开设有倒锥形孔11，蒸汽沿轴向吹向旋风涡轮8并推动其旋转，离开旋风涡轮8的蒸汽呈螺旋形向下进入倒锥形孔11。

请参阅图2，在上述实施例的基础之上，旋风分离器3包括上壳体301和下壳体302，上壳体301的底部与下壳体302的顶部可拆卸连接，上壳体301的上表面开设有蒸汽进口303，下壳体302的底部开设有出水口304，旋风涡轮8间隙套设于下壳体302内。旋风分离器3设有四组，四组旋风分离器3在水平方向呈正方形设置，下壳体302远离球形容器1的球心的侧壁固定设有支架12，支架12与球形容器1的内壁可拆卸连接，支架12在为旋风分离器3提供支撑的同时，可以减少球形容器1内水产生的涡流，有效避免水流旋转而引起的水位偏移，为检测球形容器1内液位提供保障。转接管4为九十度弯管，转接管4的第一端处于水平方向且与蒸汽输入管2可拆卸连接，转接管4的第二端处于竖直方向且与上壳体301可拆卸连接，转接管4的第二端与排汽管5同轴设置且与蒸汽进口303连通，排汽管5的顶部贯穿转接管4。

请参阅图5，在上述实施例的基础之上，旋风涡轮8包括圆台体801，一体成型于圆台体801底部的圆柱体802，以及开设于圆柱体802外壁上的若干个旋涡槽803。若干个旋涡槽803关于圆柱体802的轴心呈环形均匀设置，旋涡槽803的顶部延伸至圆台体801的外表面，且旋涡槽803的底部贯穿圆柱体802的下表面。

注汽锅炉生产的蒸汽通过管道进入蒸汽输入管2，经过转接管4的引导，本发明将蒸汽沿径向进入旋风分离器3，有助于蒸汽在旋风分离器3内部更均匀地分布，进一步提高分离效率，并且有助于保持旋风分离器3内部气流的稳定性，减少旋转流动的干扰，进一步提高分离效果。进入上壳体301的蒸汽沿轴向吹向圆台体801，圆台体801引导蒸汽向偏离轴心方向移动，促进蒸汽可以进入旋涡槽803，蒸汽经过旋涡槽803时对圆柱体802产生推动力，实现旋风涡轮8旋转，而从旋涡槽803流出的蒸汽进行螺旋形向下的运动，形成强烈的旋涡。由于蒸汽进行螺旋形向下运动会产生离心力，蒸汽中夹带的具有较大惯性离心力的液滴会被甩向器壁座10，从而实现汽水分离。蒸汽沿着倒锥形孔11下降而向轴向收缩，并向上形成二次涡流进入过渡管6。从过渡管6向上流出的蒸汽先进入排汽管5，然后进入球形容器1内。在球形容器1设置有百叶窗分离器，百叶窗分离器可以对蒸汽进行膜式分离，使蒸汽进一步被分离，并最终从球形容器1的顶部输出进行下一个工段。而从器壁座10流下的水经出水口304流出，并汇集到球形容器1的底部。

请参阅图6，推进叶轮7有叶轮环和若干个叶片一体成型，叶轮环的外壁与过渡管6的内壁固定连接，若干个叶片组成推进式桨叶，过渡管6在旋风涡轮8的驱动下旋转可以带动推进叶轮7旋转，推进叶轮7可以进入过渡管6的蒸汽产生推动作用，形成加压，减少蒸汽进出旋风分离器3的压力损失。

请参阅图2至图4，在上述实施例的基础之上，旋风涡轮8的下方设有丝网分离器9，丝网分离器9包括固定设于下壳体302内壁上的环形架901，固定设于环形架901内壁上且呈环形均匀设置的若干个加强片板902，固定设于相邻两个加强片板902之间的丝网903，固定设于过渡管6外壁上的旋转杆906，以及固定设于旋转杆906下表面的毛刷907。

其中，丝网903为单层波纹型气液过滤网，丝网903设于旋涡槽803的正下方，离开旋涡槽803的蒸汽首先经过丝网903的过滤，蒸汽中夹带的细小液滴可以被丝网903直接捕获，降低旋风分离难度。由于毛刷907的下表面与丝网903的上表面抵接，过渡管6自身的旋转可以带动毛刷907刷扫丝网903的上表面，可以显著降低丝网903上的液滴含量，确保丝网903保持长效的分离能力。设计加强片板902的上表面为尖端，有助于减少蒸汽冲击加强片板902的压力损失。

此外，加强片板902上远离环形架901的端部固定设有轴套904，轴套904的内壁与过渡管6的底部外壁转动连接，过渡管6的外壁卡扣连接有卡簧905，卡簧905的上表面与轴套904的下表面抵接。本发明通过轴套904和卡簧905为过渡管6进行轴向旋转提供稳定的旋转支撑，确保蒸汽可以平稳进入排汽管5。

请参阅图2，在上述实施例的基础之上，排汽管5的底部一体成型有扩张管501，扩张管501为锥形管结构，扩张管501的内壁固定设有与过渡管6的转动连接的推力轴承502。本发明中扩张管501作为旋风涡轮8的在先引导，扩张管501可以引导蒸汽产生偏离排汽管5轴心的运动趋势，提高蒸汽进入旋涡槽803的效果，并且扩张管501通过推力轴承502为过渡管6进行轴向旋转提供稳定的旋转支撑，确保蒸汽可以平稳进入排汽管5。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种汽水分离装置，包括球形容器(1)，固定贯穿所述球形容器(1)的蒸汽输入管(2)，以及固定设于所述球形容器(1)内且与所述蒸汽输入管(2)固定连通的旋风分离器(3)，其特征在于：所述蒸汽输入管(2)的出口端和所述旋风分离器(3)的上表面之间固定连通有转接管(4)，所述转接管(4)固定贯穿设有与所述旋风分离器(3)同轴设置的排汽管(5)，所述排汽管(5)的底部且位于所述旋风分离器(3)内转动配合有过渡管(6)，所述过渡管(6)的内壁固定套接有推进叶轮(7)，所述过渡管(6)的外壁固定套接有旋风涡轮(8)，所述旋风分离器(3)的内壁上且位于所述旋风涡轮(8)的正下方固定设有器壁座(10)，所述器壁座(10)的轴心处开设有倒锥形孔(11)，蒸汽沿轴向吹向所述旋风涡轮(8)并推动其旋转，离开所述旋风涡轮(8)的蒸汽呈螺旋形向下进入所述倒锥形孔(11)。

2.根据权利要求1所述的一种汽水分离装置，其特征在于：所述旋风分离器(3)包括上壳体(301)和下壳体(302)，所述上壳体(301)的底部与所述下壳体(302)的顶部可拆卸连接，所述上壳体(301)的上表面开设有蒸汽进口(303)，所述下壳体(302)的底部开设有出水口(304)，所述旋风涡轮(8)间隙套设于所述下壳体(302)内。

3.根据权利要求2所述的一种汽水分离装置，其特征在于：所述旋风分离器(3)设有四组，四组所述旋风分离器(3)在水平方向呈正方形设置，所述下壳体(302)远离所述球形容器(1)的球心的侧壁固定设有支架(12)，所述支架(12)与所述球形容器(1)的内壁可拆卸连接。

4.根据权利要求2所述的一种汽水分离装置，其特征在于：所述转接管(4)为九十度弯管，所述转接管(4)的第一端处于水平方向且与所述蒸汽输入管(2)可拆卸连接，所述转接管(4)的第二端处于竖直方向且与所述上壳体(301)可拆卸连接，所述转接管(4)的第二端与所述排汽管(5)同轴设置且与所述蒸汽进口(303)连通，所述排汽管(5)的顶部贯穿所述转接管(4)。

5.根据权利要求2所述的一种汽水分离装置，其特征在于：所述旋风涡轮(8)包括圆台体(801)，一体成型于所述圆台体(801)底部的圆柱体(802)，以及开设于所述圆柱体(802)外壁上的若干个旋涡槽(803)；若干个所述旋涡槽(803)关于所述圆柱体(802)的轴心呈环形均匀设置，所述旋涡槽(803)的顶部延伸至所述圆台体(801)的外表面，且所述旋涡槽(803)的底部贯穿所述圆柱体(802)的下表面。

6.根据权利要求5所述的一种汽水分离装置，其特征在于：所述旋风涡轮(8)的下方设有丝网分离器(9)，所述丝网分离器(9)包括固定设于所述下壳体(302)内壁上的环形架(901)，固定设于环形架(901)内壁上且呈环形均匀设置的若干个加强片板(902)，以及固定设于相邻两个所述加强片板(902)之间的丝网(903)；所述丝网(903)设于所述旋涡槽(803)的正下方。

7.根据权利要求6所述的一种汽水分离装置，其特征在于：所述加强片板(902)的上表面为尖端，所述加强片板(902)上远离所述环形架(901)的端部固定设有轴套(904)，所述轴套(904)的内壁与所述过渡管(6)的底部外壁转动连接，所述过渡管(6)的外壁卡扣连接有卡簧(905)，所述卡簧(905)的上表面与所述轴套(904)的下表面抵接。

8.根据权利要求6所述的一种汽水分离装置，其特征在于：所述丝网分离器(9)还包括固定设于所述过渡管(6)外壁上的旋转杆(906)，以及固定设于所述旋转杆(906)下表面的毛刷(907)，所述毛刷(907)的下表面与所述丝网(903)的上表面抵接。

9.根据权利要求1或8所述的一种汽水分离装置，其特征在于：所述排汽管(5)的底部一体成型有扩张管(501)，所述扩张管(501)为锥形管结构，所述扩张管(501)的内壁固定设有与所述过渡管(6)的转动连接的推力轴承(502)。