专利名称：螺旋气液固分离器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气、液、固混合物的分离装置。
背景技术：
现有的气液固分离器主要依靠重力。气液固混合物由分离器上部的切入口进，并沿器壁旋转；在重力作用下，依靠液滴和气体的比重差使气液分离，气向上.而液滴、固态砂向下。在离心力有作用下，由于液滴的比重大于气的比重，故液滴沿器壁向下，气体继续向上运动；有的分离器还装有分离膜或筛板。
采用这些传统的气液分离装置，由于要保证有足够的下降的时间和必要的空间。所以导致装置的体积很大。另外，有的装置中有过滤膜或筛板，清洗和更换很麻烦。
工业生产中存在很多气、液(固)混合物需要分离，一般的技术要么分离效率低、要么技术复杂，制造、运行成本高，安装维修困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺旋气液固分离器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一立柱6周围有螺旋状的叶片7，叶片7与方形箱体5相连的任意一点离立柱6中心点的距离随箱体5形状变化而变化，称为一组变径螺旋体；一组以上变径螺旋体和箱体5构成留有进气口1和出气口4的密闭容器，相邻组变径螺旋体中位置相对应的叶片7相互连接，使混合气流在箱体5、叶片7、立柱6所构成的螺旋腔体2中流动。箱体5内侧有导流槽3。如采用圆形箱体，将立柱6偏心安装也能达到变径的效果。
混合气体的运动速度经验上以5-8米/秒为佳，混合物中由于各粒子的质量和速度不同，每个粒子所获得的离心力也不同，获得离心力大的粒子会迅速被分离到流体的外缘，并且两股流体汇聚时，性质类似的粒子会凝聚成更大的粒子，在下一个螺旋运动中获得更大的离心力，在离心力的作用下，这些粒子会脱离运行轨道由导流槽3进入预定的通道；而获得离心力小的粒子会继续沿螺旋腔体作螺旋运动。同时由于流体在作螺旋运动时，螺旋体是变径和变螺距的螺旋，粒子的运动速度也是随螺旋形状的变化而变化，粒子获得的离心力也是不断变化的，流体的紊流程度增加，在流体运动中相近性质的粒子会积聚形成较大粒子，有助于流体的分离。
本发明的有益效果是，给待分离气流粒子的一定的运行速度，使待分离的气流以不规则的螺旋形状的线路前进，在进行不规则螺旋运动时，不同状态的物质，如气态、固态、液态的物质将获得不同的离心力，从而达到分离目的，分离效果好，运行成本低，能耗低。一般分离器表示分离效果重要指标含湿量≥8％，本发明的分离效果，含湿量可达到≤2％。一般经过三到四级螺旋分离后，气体中的含杂量可以降至相当低的水平，具体指标由螺旋腔体的结构参数和流体进入速度共同控制。
图1是实施例的结构示意图。
图2是反向螺旋结构示意图。
图3是同向螺旋结构示意图。
图4是并列反向螺旋粒子运动示意。
图5是并列同向螺旋粒子运动示意。
图中1.进气口，2.螺旋腔体，3.导流槽，4.出气口，5.箱体，6.立柱，7.螺旋叶片。
具体实施例方式
如图1至图5，一圆形立柱6周围有螺旋状的叶片7，叶片7与方形箱体5相连的任意一点离立柱6中心点的距离随方形箱体5形状变化而变化，称为一组变径螺旋体；两组变径螺旋体和方形箱体5构成留有进气口1和出气口4的密闭容器，相邻组变径螺旋体中位置相对应的叶片7相互连接，使混合气流在箱体5、叶片7、立柱6所构成的螺旋腔体2中流动。方形箱体5内侧有导流槽3。如采用圆形箱体，将立柱6偏心安装也能达到变径的效果。
在箱体5中，并排安装有两组同向或反向旋转的变径螺旋体，并且该组螺旋体是由大变小的，以保证流体速度由慢变快，流体中粒子获得的离心力由小变大，另外因为螺旋叶片7的外缘并非圆周而是延至长方形连接形成了螺旋的变径，由于螺旋腔的旋转半径发生改变，粒子的线速度如图示位置时，由较快v1变向较慢v2再变向较快v3，从而改变了粒子的速度达到改变粒子获得的离心力大小。当混合流体按一定速度进入进气口1时，流体一分为二进入腔体2中，沿螺旋线方向作螺旋运动，并获得离心力F＝m*v2/r。在v1区，由于粒子在较快速度下运动，获得较大离心力的作用，流体中粒子按质量大小分离，质量大的粒子很快被分离到螺旋腔体的靠外沿部分；在v2区，其螺旋腔体容积变大，粒子速度也发生改变，速度v2较慢，粒子获得的离心力也跟着变小，重力作用相对变强，流体紊流程度加大。在紊流过程中，同性质粒子碰撞积聚成更大粒子，质量增加，获得的离心力增大、重力增大；在v3区，由于螺旋腔体容积再变小，粒子速度加快，获得的离心力再增大，离心力作用相对重力作用变强，两股螺旋流体以相同旋向旋转相遇时，边界流体会发生相对碰撞，前提是安装时两螺旋体需一定错位，粒子进一步积聚成更大粒子；两股螺旋流体以相反旋向旋转相遇时，边界流体会发生粒子叠加积聚成更大粒子。粒子变大后，在离心旋转运动时会获得更大离心力，被抛向导流槽3离开混合流体，在重力作用下沿导流槽3汇聚成液流。流体中的气体由于获得的离心力很小，气体沿螺旋方向向出气口4运动，达到气液分离。并且由于螺旋叶片上任意一点到立柱中心点的距离是变化的，流体速度会随半径变小而加快，上一级分离过程没分离出的较小一些的液(固)粒子由于获得的离心力加大而被抛向螺旋外沿，进行上述模式的混合流体的分离过程。
图2和图3的t1、t2、t3的长度尺寸不相等，表示变径螺旋体的螺距也发生改变，能在一定程度上提高分离效果。
用三组或四组以及四组以上变径螺旋体构成的分离器，也能达到上述分离效果。
权利要求
1.一种螺旋气液固分离器，其特征是一立柱(6)周围有螺旋状的叶片(7)，叶片(7)与箱体(5)相连的任意一点离立柱(6)中心点的距离随箱体(5)形状变化而变化，称为一组变径螺旋体；一组以上的变径螺旋体和箱体(5)构成留有进气口(1)和出气口(4)的密闭容器，相邻组变径螺旋体中位置相对应的叶片(7)相互连接，使混合气流在箱体(5)、叶片(7)、立柱(6)所构成的螺旋腔体(2)中流动。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋气液固分离器，其特征是优选方案为选择两组变径螺旋体。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋气液固分离器，其特征是箱体(5)内侧有导流槽(3)。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋气液固分离器，其特征是箱体为方形或圆形。
全文摘要
一种螺旋气液固分离器，属于一种气、液、固混合物的分离装置。主要是解决现有分离器结构复杂、分离效果不理想等问题。其技术方案要点是一立柱6周围有螺旋状的叶片7，叶片7与方形箱体5相连的任意一点离立柱6中心点的距离随箱体5形状变化而变化，称为一组变径螺旋体；一组以上变径螺旋体和箱体5构成留有进气口1和出气口4的密闭容器，相邻组变径螺旋体中位置相对应的叶片7相互连接，使混合气流在箱体5、叶片7、立柱6所构成的螺旋腔体2中流动。箱体5内侧有导流槽3。它主要是用于气、液、固混合物的分离。
文档编号B01D45/12GK1883754SQ20061003169
公开日2006年12月27日 申请日期2006年5月19日 优先权日2006年5月19日
发明者彭京城, 易应洪 申请人:易应洪