專利名稱：一種離心旋流器的制作方法
技術領域：
本發明涉及石油鉆井和采集用的裝備領域，尤其涉及一種能有效分離不同大小顆粒的離心旋流器。
背景技術：
旋流器作為一種常見的分離分級設備，其工作原理是離心沉降。當待分離的兩相 (或三相)混合液以一定壓力從旋流器周邊切向進入旋流器內后，產生強烈的三維橢圓型強旋轉剪切湍流運動。由于粗顆粒(或重相)與細顆粒(或輕相)之間存在著粒度差(或密度差)，其受到的離心力、向心浮力、流體曳力等大小不同，受離心沉降作用，大部分粗顆粒(或重相)經旋流器底流口排出，而大部分細顆粒(或輕相)由溢流管排出，從而達到分離分級的目的。現有的旋流器由于需要為混合液提供旋轉通道，其尺寸相對較大，例如，一個內徑為8厘米的離心旋流器(用于微細過濾分離)，則需要100厘米的流道，這樣導致了旋流器的尺寸大大增加，尤其在需要更大內徑的領域，離心旋流器的尺寸則變得更大。為此，本發明的設計者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設計，綜合長期多年從事相關產業的經驗和成果，研究設計出一種離心旋流器，以克服上述缺陷。

發明內容
本發明的目的在于提供一種離心旋流器，其結構簡單，使用方便，能減少旋流器尺寸，降低了成本，同時還提高了分離效率。為實現上述目的，本發明公開了一種離心旋流器，其包含入口連接部、頂蓋、底座以及外壁，該入口連接部通過進流道連通泵，以將顆粒混懸液由泵噴入該離心旋流器，該底座設置有排出口，該排出口與排出管連通以排出粗顆粒，外壁位于頂蓋和底座之間且與它們固定連接，其特征在于該外壁為螺旋狀，其內設有螺旋壁，該螺旋壁向內螺旋延伸多圈，以在入口連接部和排出口之間形成有矩形截面的螺旋通道；該外壁具有相同的高度，該螺旋壁在螺旋通道的入口連接部處具有與外壁同樣的高度，其高度沿著螺旋通道朝著排出口 6逐漸減低，直到在排出口的螺旋通道處，該螺旋壁的高度與底座相等。其中，外壁頂部設置有外周凸緣，該外周凸緣與頂蓋通過環形排列于凸緣圓周上的多個螺栓進行連接。其中，在外周凸緣與頂蓋之間設置有0型密封圈。其中，該底座上的排出口連接有連接件，該連接件通過螺栓固定于該底座，該底座和連接件之間設置有0型密封圈。其中，頂蓋上設置有溢流口，該溢流口與溢流管道連通以排出細顆粒。
其中，該螺旋通道的寬度基本相同以保持基本相同的線速度。其中，在外壁和螺旋壁的表面涂覆有陶瓷耐磨層。其中，頂蓋上設置有溢流管，該溢流管與溢流管道連通以排出細顆粒。其中，該旋流器的外壁為鋼制成；且該旋流器包含有由耐磨材料制成的碗狀部，該碗狀部包含該螺旋壁、設置有下出口的底壁以及單獨的具有上出口的環狀頂板，該底壁貼靠于底座上，該環狀頂板貼靠于頂蓋，該螺旋壁的最外圈貼靠于外壁。通過上述結構，本發明的離心旋流器通過螺旋通道和螺旋壁的結構，減少了尺寸， 實現了離心力的增大，從而提高了分離效率，降低了成本和時間。本發明將通過下面的具體實施例進行進一步的詳細描述，且進一步結合對附圖的說明將得到更加清楚和明顯的了解。


圖1顯示了本發明離心旋流器的第一實施例的俯視剖視圖。圖2顯示了本發明離心旋流器的第一實施例的正視剖視圖。圖3顯示了本發明離心旋流器的第二實施例的俯視剖視圖。圖4顯示了本發明離心旋流器的第二實施例的正視剖視圖。圖5顯示了本發明離心旋流器的第三實施例的正視剖視圖。圖6顯示了本發明離心旋流器的第四實施例的正視剖視圖。
具體實施例方式參見圖1和圖2，顯示了本發明離心旋流器的第一實施例，該離心旋流器10包含入口連接部11、溢流口 15和排出口 16，該入口連接部11通過進流道12連通泵13，以將顆粒混懸液由泵13噴入該離心旋流器10，該溢流口 15與溢流管道14連通以排出細顆粒，該排出口 16與排出管17連通以排出粗顆粒，優選的是，該排出管17連接有閥18。該旋流器10包含設置有該溢流口 15的頂蓋20、設置有該排出口 16的底座21以及形成為螺旋狀的外壁22，在外壁22內還具有螺旋壁24，該螺旋壁M向內螺旋延伸多圈， 以在入口連接部11和排出口 16之間形成有矩形截面的螺旋通道25。該外壁22具有相同的高度且在其頂部設置有外周凸緣30，該外周凸緣30與頂蓋20固定連接，優選的是，通過環形排列于凸緣圓周上的多個螺栓31進行連接，優選的是，在外周凸緣30與頂蓋20之間設置有0型密封圈。該外壁22與底座21可通過焊接固定，優選的是，該外壁22可通過設置底部的外周凸緣與底座21進行螺栓固定。該底座21上的排出口 16連接有連接件33，該連接件33通過螺栓固定于該底座 21上，優選的是，該底座21和連接件33之間設置有0型密封圈。其中，該螺旋壁M在螺旋通道25的入口連接部11處具有與外壁22同樣的高度，其高度沿著螺旋通道25朝著排出口 16逐漸減低，直到在排出口 16的螺旋通道25處，該螺旋壁M的高度與底座21相等 (既為零)。通過這種形式的旋流器，混懸液從入口連接部11進入，沿切線方向從螺旋通道 25開始流動，由于螺旋通道25的半徑逐漸減少，混懸液的線速度基本保持恒定，但其角速度則沿著螺旋通道25逐漸增加，由此使得其離心力逐漸增大。在沿著螺旋通道25運行的過程中，混懸液中的粗顆粒由于重力的作用逐漸向下行，直到它們到達排出口 16。
在該第一實施例中，該螺旋通道25的寬度基本相同以保持基本相同的線速度，而且，由于在混懸液中的固定顆粒將對外壁22和螺旋壁M產生沖擊和腐蝕，因此，在外壁22 和螺旋壁M的表面涂覆有耐磨層35，優選的是，該耐磨層35為陶瓷耐磨層。而在圖3-4顯示的本發明的第二實施例中，該旋流器的外壁40為鋼制成，且具有設置有排出口 16’的底座41，以及具有與第一實施例相同的頂蓋42;且該旋流器包含有由陶瓷或其他耐磨材料制成的碗狀部44，該碗狀部44包含螺旋壁45、設置有下出口 47的底壁46以及單獨的具有上出口 49的環狀頂板48，該底壁46貼靠于底座41上，該環狀頂板 48貼靠于頂蓋42，該螺旋壁45的最外圈貼靠于外壁40，由此，碗狀部44可便于更換，節約了成本，降低了對鋼的材料的需求。圖5-6顯示了本發明的第三至四實施例，在圖5所示的第三實施例中，該旋流器 50的排出口 56與上述實施例相同，而溢流口則替換為溢流管55 ；在圖6所示的第五實施例總，該旋流器60的排出口 66為彎管，而溢流管65則同樣從底部穿出進行溢流。顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本發明的公開內容、應用或使用。雖然已經在實施例中描述過并且在附圖中描述了實施例，但本發明不限制由附圖示例和在實施例中描述的作為目前認為的最佳模式以實施本發明的教導的特定例子，本發明的范圍將包括落入前面的說明書和所附的權利要求的任何實施例。
權利要求
1.一種離心旋流器，其包含入口連接部、頂蓋、底座以及外壁，該入口連接部通過進流道連通泵，以將顆粒混懸液由泵噴入該離心旋流器，該底座設置有排出口，該排出口與排出管連通以排出粗顆粒，外壁位于頂蓋和底座之間且與它們固定連接，其特征在于該外壁為螺旋狀，其內設有螺旋壁，該螺旋壁向內螺旋延伸多圈，以在入口連接部和排出口之間形成有矩形截面的螺旋通道；該外壁具有相同的高度，該螺旋壁在螺旋通道的入口連接部處具有與外壁同樣的高度，其高度沿著螺旋通道朝著排出口 6逐漸減低，直到在排出口的螺旋通道處，該螺旋壁的高度與底座相等。
2.如權利要求1所述的離心旋流器，其特征在于，外壁頂部設置有外周凸緣，該外周凸緣與頂蓋通過環形排列于凸緣圓周上的多個螺栓進行連接。
3.如權利要求2所述的離心旋流器，其特征在于，在外周凸緣與頂蓋之間設置有0型密封圈。
4.如權利要求1所述的離心旋流器，其特征在于，該底座上的排出口連接有連接件，該連接件通過螺栓固定于該底座，該底座和連接件之間設置有0型密封圈。
5.如權利要求1至4中任一所述的離心旋流器，其特征在于，頂蓋上設置有溢流口，該溢流口與溢流管道連通以排出細顆粒。
6.如權利要求1至4中任一所述的離心旋流器，其特征在于，該螺旋通道的寬度基本相同以保持基本相同的線速度。
7.如權利要求1至4中任一所述的離心旋流器，其特征在于，在外壁和螺旋壁的表面涂覆有陶瓷耐磨層。
8.如權利要求1至4中任一所述的離心旋流器，其特征在于，頂蓋上設置有溢流管，該溢流管與溢流管道連通以排出細顆粒。
9.如權利要求1所述的離心旋流器，其特征在于，該旋流器的外壁為鋼制成；且該旋流器包含有由耐磨材料制成的碗狀部，該碗狀部包含該螺旋壁、設置有下出口的底壁以及單獨的具有上出口的環狀頂板，該底壁貼靠于底座上，該環狀頂板貼靠于頂蓋，該螺旋壁的最外圈貼靠于外壁。
全文摘要
一種離心旋流器，其包含入口連接部、頂蓋、底座以及外壁，該入口連接部通過進流道連通泵，以將顆粒混懸液由泵噴入該離心旋流器，該底座設置有排出口，該排出口與排出管連通以排出粗顆粒，外壁位于頂蓋和底座之間且與它們固定連接，該外壁為螺旋狀，其內設有螺旋壁，該螺旋壁向內螺旋延伸多圈，以在入口連接部和排出口之間形成有矩形截面的螺旋通道；其結構簡單，使用方便，能減少旋流器尺寸，降低了成本，同時還提高了分離效率。
文檔編號B04C5/103GK102363139SQ20111034851
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者曾維松 申請人:成都鑫三洋科技發展有限公司