阅读说明：本技术 一种内置网筒式油污水分离旋流器 (Built-in net barrel type oil-sewage separation swirler ) 是由 陈勇 胡从智 王伟 陈奇益 唐冰琳 张仁坤 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种内置网筒式油污水分离旋流器,属于流体机械技术领域,包括圆筒体上外壳、圆锥形筒体下外壳,圆筒体上外壳的上端侧壁沿切向接入有液流入口,圆筒体上外壳内部设有旋流腔,圆筒体上外壳顶部焊接有下紧固法兰,下紧固法兰内部穿插有内置网筒,内置网筒顶部固接连接环,内置网筒的三分之二位于旋流腔内,内置网筒的网格从下至上由密变疏,网孔逐渐变大。本发明设置的内置网筒降低了旋流器旋转中心的摆动,使得油污之间的界面稳定,有效的提升了分离后油品的品质,同时还可加速底流管排污速度,防止底流管的堵塞及磨损。(The invention discloses a built-in screen cylinder type oil-sewage separation cyclone, which belongs to the technical field of fluid machinery and comprises an upper cylindrical shell and a lower conical cylindrical shell, wherein a liquid flow inlet is connected to the side wall of the upper end of the upper cylindrical shell in a tangential manner, a cyclone cavity is arranged inside the upper cylindrical shell, a lower fastening flange is welded to the top of the upper cylindrical shell, a built-in screen cylinder is inserted into the lower fastening flange in a penetrating manner, the top of the built-in screen cylinder is fixedly connected with a connecting ring, two thirds of the built-in screen cylinder is positioned in the cyclone cavity, grids of the built-in screen cylinder are changed from dense to sparse from bottom. The built-in mesh cylinder reduces the swing of the rotation center of the cyclone, stabilizes the interface between oil stains, effectively improves the quality of the separated oil product, and can accelerate the blowdown speed of the underflow pipe and prevent the blockage and abrasion of the underflow pipe.)

一种内置网筒式油污水分离旋流器

技术领域

本发明属于流体机械技术领域，具体涉及一种内置网筒式油污水分离旋流器。

背景技术

油污水中含有天然石油、石油产品、焦油及其分馏物质等油类物质，以及污泥、铁锈和沙石等固体颗粒。在处理前需要做三相分离。目前，对于三相分离器主要采用重力式沉降罐。这种重力沉降式设备体积较大，内部通常设置有堰板等组件，结构较为复杂。另外，由于是采用重力作用进行分离处理，因此具有处理时间长、工作不连续及占地面积庞大等突出的弊端。但是，对于油水很难分离。旋流器作为一种分离设备已经在我国获得了一定的应用，这种三相分离器的分离原理是利用介质间的密度差而进行离心分离的，密度差越大，分离效果相对就越好。旋流器可以把油和水、渣分离，回收利用。但是由于旋流器旋转中心摆动，会导致已经分离的颗粒、水和油会再次在中心区混合，导致分离的油品质下降。因此，如何改进旋流器的结构、改善旋流器分离效果已成为油污水处理行业及相关行业实践中的一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内置网筒式油污水分离旋流器，设置的内置网筒降低了旋流器旋转中心的摆动，使得油污之间的界面稳定，有效的提升了分离后油品的品质，同时还可加速底流管排污速度，防止底流管的堵塞及磨损。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：一种内置网筒式油污水分离旋流器，包括圆筒体上外壳、圆锥形筒体下外壳，圆筒体上外壳的上端侧壁沿切向接入有液流入口，圆筒体上外壳内部设有旋流腔，圆筒体上外壳顶部焊接有下紧固法兰，下紧固法兰内部穿插有内置网筒，内置网筒顶部固接连接环，内置网筒的三分之二位于旋流腔内，内置网筒的网格从下至上由密变疏，网孔逐渐变大。该种旋流器具有分离效率高、结构简单紧凑、适用面广等许多突出的优点，同目前常用的旋流器相比，这种新结构的旋流器拥有一内置网筒结构，混合油污水从入口进入后，壁面和网筒间导流通道沿壁面向下旋转流动，产生离心力，在旋转过程中迅速形成油层、水层、水渣层。由于旋流器特殊水力学特性，内部形成向上旋转流动。内置网筒稳定了旋转中心的摆动，使得油层和水层之间界面稳定，网格的存在也使得油更稳定进入上升流。本结构旋流器可多级串联，并根据油、水、渣比例调节各级网筒直径。

作为优选，连接环上方设有上紧固法兰，上紧固法兰、连接环与下紧固法兰之间开设有位置相同的螺纹孔，其通过螺钉连接，上紧固法兰内部插接有上溢流管，上溢流管底端位于内置网筒内，内置网筒直径大于上溢流管直径小于三分之二圆筒体上外壳直径。通过上下法兰的连接方式，使旋流器的密封性有较好的保障，在分离过程中油层会经过上溢流管溢出以便分离，内置网筒直径大于上溢流管直径小于三分之二圆筒体上外壳直径，确保了油污水分离的稳定性，且刚进入旋流腔的油污水可绕壁面和网筒间导流通道快速旋转。

作为优选，液流入口的内壁贴合有耐磨橡胶，液流入口的出液端与导向圆台相对应，导向圆台套设于内置网筒外侧，且导向圆台的顶部连接旋流腔顶面。液流入口内壁设置的耐磨橡胶增强了液流入口的耐磨性能，延长了液流入口的使用寿命，油污水通过液流入口，首先会沿导向圆台倾斜面做螺旋向下运动，圆台对油污水有导向作用，使得油污水连续运动，避免了短路流的存在。由于导向圆台的存在，油污水不是直接向下，而是导向圆台的斜面切向运动，在压力作用下增加了分离液的切向速度，该连续运动的油污水会被引流至内置网筒***继续做向下螺旋运动，直至旋转至分离腔进行油污分离。

作为优选，圆筒体上外壳底部连接上外壳法兰，上外壳法兰通过螺钉与圆锥形筒体下外壳顶部的下外壳法兰连接，圆锥形筒体下外壳内部开设有分离腔，圆锥形筒体下外壳末端固连底流管。由于圆锥形筒体下外壳内部设置的分离腔之间会逐渐缩小，水渣层、水层在锥段离心力的作用下具有向分离腔内壁沉降的趋势，水渣层、水层受到较大的离心力的作用，向旋流器内壁面运动形成外旋流从底流管排出，位于中部的油层会向上运动通过溢流管排出形成溢流。

变流器设置在内置网筒下方，且与旋流腔内壁固定连接，变流器可以进一步加快油污水的旋转动能，提高油污水的分离效果，导流球头将内置网筒引流下的油污水分流至相邻的旋流叶片之间，旋流叶片上段与圆柱载体垂直可使油污水更好的流入，旋流叶片中段向一侧弯曲，弯曲弧度可通过特定公式计算，旋流叶片中段加快了油污水螺旋向下的速度，确保了油污可在分离腔内分离，旋流叶片下段延伸至圆柱载体底部用于对油污水进行导流至锥形引流头，设置的旋流叶片上段、中段、下端的厚度依次递减同样为了加快油污水向下旋转的流速，旋流叶片下段最薄，相邻旋流叶片下段的间距相应增大，其油污水的速度也同样会加快，流至分离腔内分离出的油污会向上通过变流器中部的通孔往溢流管溢出，污水及水渣由于离心重力会底流管流出。

分离腔的锥形壁面环布有筋板，筋板内侧设有内锥，内锥顶部的开口处与分离腔的顶部设有间隙，且内锥的开口处开设有排沙孔，排沙孔侧壁连接有挡流块，内锥顶部的壁面上开设有锥形槽。内锥的设计可使油污水中的颗粒物质分离出来，避免了油污水及内部含有的颗粒与分离腔内壁长期摩擦所造成的损耗，旋转的油污水运动至内锥内时，颗粒物质由于重力、离心力会通过排沙孔甩出，并经过内锥与分离腔之间设有的间隙向下落，剩余的油污水再向下螺旋运动直至分离，挡流块连接在排沙孔的内壁，能有效防止初步进入内锥内部的油污水在旋转时分散，确保油污水后续的分离，内锥壁面上开设的锥形槽，能起到一定的导流作用，内锥使用后发生磨损可定时取出更换，减小设备维护成本。

作为优选，底流管内壁设有防堵组件，防堵组件包括半圆形的滚柱，滚柱位于底流管侧壁开设的凹孔内，底流管侧壁开设的凹孔至少有个，每个凹孔内均设有滚柱，滚柱中部连接有滚轴，且滚柱与滚轴之间设有间隙，滚轴中部与底流管侧壁连接，每个凹孔外侧均连接有倾斜的进气支管，进气支管连接L形进气主管，L形进气主管的进气端位于底流管外部，L形进气主管的横向端穿插有堵杆，堵杆的中部连接弹性绳一端，弹性绳另一端连接顶盖内部顶面，顶盖位于L形进气主管横向端的外侧，堵杆的顶部边缘处连接有限位块，堵杆底部连接横向设置的推板。分离腔内分离出的颗粒杂质、污水会通过自身重力及离心力向底流管流出，流出底流管的污水、颗粒会对底流管内的推板产生冲击力，受到冲击力的推板会带动两端连接的堵杆向下移动，由于弹性绳的拉力及限位块的设置，堵杆向下移动的距离被有效的限制，堵杆拉开后L形进气主管内通的气体会迅速窜入进气支管，再从倾斜设置的进气支管吹出至滚柱表面，使滚柱快速旋转，加快了污水、颗粒物杂质流出的速度，减少了颗粒物杂质长期累积而产生的堵塞，同时也避免颗粒物杂质与底流管内壁直接接触，极大程度上减小了底流管内壁的磨损，延长了旋流器整体的使用寿命，当污水全部排出后，弹性绳会拉动堵杆与推板重新复位，堵住L形进气主管不使其进气。

作为优选，圆锥形筒体下外壳、底流管、内置网筒和上溢流管的中心轴线均于圆筒体上外壳的中心轴线相重合。上述部件的中心轴线重合可确保油污水的分离效率，分离后的污水沿分离腔螺旋向下，油污通过溢流管向上溢出。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明内部设置内置网筒稳定了旋转中心的摆动，使得油层和水层之间界面稳定，网格的存在也使得油更稳定进入上升流，油污水经过变流器后其螺旋向下的流速会进一步加快，有利于油污水在分离腔内进行分离，分离后的油污通过溢流管溢出，污水、杂质通过底流管流出，底流管内部的防堵组件可减小颗粒物质长期积累而产生的堵塞，同时也可避免颗粒物质与底流管内部直接接触，延长了旋流器整体的使用寿命。

附图标记说明：1圆筒体上外壳；2液流入口；3上外壳法兰；4下紧固法兰；5圆锥形筒体下外壳；6下外壳法兰；7底流管；8内置网筒；9连接环；10上溢流管；11上紧固法兰；12导向圆台；13变流器；131导流球头；132圆柱载体；133锥形引流头；134旋流叶片；14旋流腔；15耐磨橡胶；16分离腔；17防堵组件；171滚轴；172滚柱；173进气支管；174L形进气主管；175推板；176堵杆；177顶盖；178弹性绳；179限位块；18筋板；19内锥；20排沙孔；21挡流块；22锥形槽。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种内置网筒式油污水分离旋流器各部件拆分示意图；

图2为本发明一种内置网筒式油污水分离旋流器的内部结构示意图；

图3为本发明内置网筒的结构示意图；

图4为本发明圆锥形筒体下外壳的俯视图；

图5为本发明变流器的结构示意图；

图6为本发明导向圆台的结构示意图；

图7为本发明内锥的结构示意图；

图8为本发明A处放大图；

图9为本发明推板未受力，弹性绳未张开的示意图；

图10为本发明推板受力，弹性绳张开的示意图；

图11为本发明的实验数据图。

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作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1：

参见图1-10所示，一种内置网筒式油污水分离旋流器，包括圆筒体上外壳1、圆锥形筒体下外壳5，圆筒体上外壳1的上端侧壁沿切向接入有液流入口2，圆筒体上外壳1内部设有旋流腔14，圆筒体上外壳1顶部焊接有下紧固法兰4，下紧固法兰4内部穿插有内置网筒8，内置网筒8顶部固接连接环9，内置网筒8的三分之二位于旋流腔14内，内置网筒8的网格从下至上由密变疏，网孔逐渐变大。该种旋流器具有分离效率高、结构简单紧凑、适用面广等许多突出的优点，同目前常用的旋流器相比，这种新结构的旋流器拥有一内置网筒结构，混合油污水从入口进入后，壁面和网筒间导流通道沿壁面向下旋转流动，产生离心力，在旋转过程中迅速形成油层、水层、水渣层。由于旋流器特殊水力学特性，内部形成向上旋转流动。内置网筒稳定了旋转中心的摆动，使得油层和水层之间界面稳定，网格的存在也使得油更稳定进入上升流。本结构旋流器可多级串联，并根据油、水、渣比例调节各级网筒直径。

连接环9上方设有上紧固法兰11，上紧固法兰11、连接环9与下紧固法兰4之间开设有位置相同的螺纹孔，其通过螺钉连接，上紧固法兰11内部插接有上溢流管10，上溢流管10底端位于内置网筒8内，内置网筒8直径大于上溢流管10直径小于三分之二圆筒体上外壳1直径。通过上下法兰的连接方式，使旋流器的密封性有较好的保障，在分离过程中油层会经过上溢流管溢出以便分离，内置网筒直径大于上溢流管直径小于三分之二圆筒体上外壳直径，确保了油污水分离的稳定性，且刚进入旋流腔的油污水可绕壁面和网筒间导流通道快速旋转。

液流入口2的内壁贴合有耐磨橡胶15，液流入口2的出液端与导向圆台12相对应，导向圆台12套设于内置网筒8外侧，且导向圆台12的顶部连接旋流腔14顶面。液流入口内壁设置的耐磨橡胶增强了液流入口的耐磨性能，延长了液流入口的使用寿命，油污水通过液流入口，首先会沿导向圆台倾斜面做螺旋向下运动，圆台对油污水有导向作用，使得油污水连续运动，避免了盖下短路流的存在。由于导向圆台的存在，油污水不是直接向下，而是导向圆台的斜面切向运动，在压力作用下增加了分离液的切向速度，该连续运动的油污水会被引流至内置网筒***继续做向下螺旋运动，直至旋转至分离腔进行油污分离。

圆筒体上外壳1底部连接上外壳法兰3，上外壳法兰3通过螺钉与圆锥形筒体下外壳5顶部的下外壳法兰6连接，圆锥形筒体下外壳5内部开设有分离腔16，圆锥形筒体下外壳5末端固连底流管7。由于圆锥形筒体下外壳内部设置的分离腔之间会逐渐缩小，水渣层、水层在锥段离心力的作用下具有向分离腔内壁沉降的趋势，水渣层、水层受到较大的离心力的作用，向旋流器内壁面运动形成外旋流从底流管排出，位于中部的油层会向上运动通过溢流管排出形成溢流。

内置网筒8底部设有变流器13，变流器13中部设有贯通的通孔，变流器13包括导流球头131，导流球头131下方连接圆柱载体132，圆柱载体132下方连接锥形引流头133，圆柱载体132表面环布有旋流叶片134，旋流叶片134分为三段，旋流叶片134的上段与圆柱载体132垂直，中段向一侧弯曲，下段沿中段底部延伸至圆柱载体132底部。变流器设置在内置网筒下方，且与旋流腔内壁固定连接，变流器可以进一步加快油污水的旋转动能，提高油污水的分离效果，导流球头将内置网筒引流下的油污水分流至相邻的旋流叶片之间，旋流叶片上段与圆柱载体垂直可使油污水更好的流入，旋流叶片中段向一侧弯曲，弯曲弧度可通过特定公式计算，旋流叶片中段加快了油污水螺旋向下的速度，确保了油污可在分离腔内分离，旋流叶片下段延伸至圆柱载体底部用于对油污水进行导流至锥形引流头，设置的旋流叶片上段、中段、下端的厚度依次递减同样为了加快油污水向下旋转的流速，旋流叶片下段最薄，相邻旋流叶片下段的间距相应增大，其油污水的速度也同样会加快，流至分离腔内分离出的油污会向上通过变流器中部的通孔往溢流管溢出，污水及水渣由于离心重力会底流管流出。

分离腔16的锥形壁面环布有筋板18，筋板18内侧设有内锥19，内锥19顶部的开口处与分离腔16的顶部设有间隙，且内锥19的开口处开设有排沙孔20，排沙孔20侧壁连接有挡流块21，内锥19顶部的壁面上开设有锥形槽22。内锥的设计可使油污水中的颗粒物质分离出来，避免了油污水及内部含有的颗粒与分离腔内壁长期摩擦所造成的损耗，旋转的油污水运动至内锥内时，颗粒物质由于重力、离心力会通过排沙孔甩出，经过内锥与分离腔之间设有的间隙向下落，剩余的油污水再向下螺旋运动直至分离，挡流块连接在排沙孔的内壁，能有效防止初步进入内锥内部的油污水在旋转时分散，确保油污水后续的分离，内锥壁面上开设的锥形槽，能起到一定的导流作用，内锥使用后发生磨损可定时取出更换，减小设备维护成本。

底流管7内壁设有防堵组件17，防堵组件17包括半圆形的滚柱172，滚柱172位于底流管7侧壁开设的凹孔内，底流管7侧壁开设的凹孔至少有4个，每个凹孔内均设有滚柱172，滚柱172中部连接有滚轴171，且滚柱172与滚轴171之间设有间隙，滚轴171中部与底流管7侧壁连接，每个凹孔外侧均连接有倾斜的进气支管173，进气支管173连接L形进气主管174，L形进气主管174的进气端位于底流管7外部，L形进气主管174的横向端穿插有堵杆176，堵杆176的中部连接弹性绳178一端，弹性绳178另一端连接顶盖177内部顶面，顶盖177位于L形进气主管174横向端的外侧，堵杆176的顶部边缘处连接有限位块179，堵杆176底部连接横向设置的推板175。分离腔内分离出的颗粒杂质、污水会通过自身重力及离心力向底流管流出，流出底流管的污水、颗粒会对底流管内的推板产生冲击力，受到冲击力的推板会带动两端连接的堵杆向下移动，由于弹性绳的拉力及限位块的设置，堵杆向下移动的距离被有效的限制，堵杆拉开后L形进气主管内通的气体会迅速窜入进气支管，再从倾斜设置的进气支管吹出至滚柱表面，使滚柱快速旋转，加快了污水、颗粒物杂质流出的速度，减少了颗粒物杂质长期累积而产生的堵塞，同时也避免颗粒物杂质与底流管内壁直接接触，极大程度上减小了底流管内壁的磨损，延长了旋流器整体的使用寿命，当污水全部排出后，弹性绳会拉动堵杆与推板重新复位，堵住L形进气主管不使其进气。

圆锥形筒体下外壳5、底流管7、内置网筒8和上溢流管10的中心轴线均于圆筒体上外壳1的中心轴线相重合。上述部件的中心轴线重合可确保油污水的分离效率，分离后的污水沿分离腔螺旋向下，油污通过溢流管向上溢出。

实施例2：

本发明的一种内置网筒式油污水分离旋流器在实际运作过程中：工作时，由外部水泵提供足够的压力，将油污水从液流入口2的切向方向进入圆筒体上壳体1内的旋流腔14内，油污水沿着导向圆台12的斜面做向下的螺旋运动，向下运动的油污水会经过圆筒体上壳体1的壁面和内置网筒8间的导流通道及变流器13，再进入圆锥形筒体下外壳5内的分离腔16，在分离腔16内的油污水旋转速度会进一步加快，沿径向的压力不等，靠近轴线附近的压力最低，而分离腔边壁出压力最高，这就使得油污边旋转边向上运动，污水及颗粒物质会向下运动，通过底流管7排出，在排污水的过程中，污水会对底流管7内的防堵组件17产生向下的压力，使防堵组件17运作，防止旋流器在长期工作状态下底流管7出现堵塞及磨损。

实施例3：

选用本发明旋流器（实验组）与普通旋流器（对照组），两组旋流器的额定处理量均为6

/h，分流比为12％，需要处理的油水混合的介质的油浓度控制在2000mg/L，选用GL-4-80W/90的机油，运动粘度在14.5-23m

/s之间，将该种油介质与水通过一定比例的混合，得到油水混合的介质，再用油泵将油水混合的介质经过静态混分别注入实验组与对照组中，测试两组旋流器的分离效率；如附图11可知，本发明旋流器（实验组）的分离效率在95％左右，而普通旋流器（对照组）的分离效率在87％左右，比本发明旋流器（实验组）的分离效率低8％，可以看出本发明旋流器的分离效率要优于普通旋流器。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。