本发明属于石油化工,水供给中需要进行气液分离和进行气路,液路自动选择的管道。具体为对来液混合气液混合组份或者气段液段混合的管路中,气液进行分离分别导入气路管道和液路管道实现分离阀后的气路不串液,液路不串气。
背景技术:
目前石油化工领域气液分离都是通过大型分离装置进行,设备体积大,配件多,结构复杂。水供给领域在气液混合井中没有使用分离设备,直接供给用户,出现了自来水混合地下天然气的情况,破坏环境,威胁人民群众生命财产安全。目前还没有对管道的气液两种介质进行分离的专用阀门。
技术实现要素:
为了解决将输液管路中的气体分出来,输气管路中的液体分离出来或者将完成气液分离的气体组分和液体组分实现气路和液路隔离,实现液路不串气,气路不串液。本发明可以将气液混合液进行分离,也可以作为气路液路分离阀实现气路和液路隔离。
本发明解决以上技术问题采用的方案是:
本发明由一个腔体(4),两个漏斗形腔体(顶端有环形凸台),一个配重浮球,一个进口(连接圆柱腔体),一个出气口,一个出液口构成。
主腔体(4):
内部空腔可以是圆柱体,也可以是长方体或者正方体,相应的漏斗形腔体对应圆锥(圆弧)腔体和方形漏斗形腔体(内部环形凸台不变)。
配重浮球(7):
浮球密度应小于液体介质密度,需满足一下公式。
浮球浮力-l>浮球重力>l
说明:
l为内部腔体与出口输出管道的压力梯度和浮球与内部环形凸台的摩擦力之和。
浮球直径应满足以下条件:
主腔体横截面积-浮球截面积>进口截面积
进口1:
进口与被分离管道口径相同,连接方式可以采用焊接,法兰连接,快接头等多种连接方式
出口2:
出口管道口径小于等于进口口径,与漏斗形椎体连接,对外连接方式可以采用焊接,法兰连接,快接头等多种连接方式
出口3:
出口管道口径小于等于进口口径,与漏斗形椎体连接,对外连接方式可以采用焊接,法兰连接,快接头等多种连接方式
漏斗形腔体:
与主腔体联通,如果主腔体为圆柱体,则漏斗形腔体为圆形椎体,内壁与主腔体内壁出口内壁平滑连接。如果主腔体为长方体或立方体,则漏斗形腔体为方形椎体,内壁与主腔体内壁出口内壁平滑连接。
环形凸台:
两个漏斗形腔体顶端各一个,与出口管道口径相同,与漏斗形腔体连接。主要作用是与浮球配合堵塞出口管道,同时减小浮球压到环形凸台时侧壁接触面积,减小摩擦力,密封出口。
环形凸台,平台高度要略大于浮球到顶部和底部的位置,保证将管路堵塞。
组合方式:
进口1与主腔体4连接,浮球7放置于主腔体内,主腔体上下与漏斗形腔体5,6连接,漏斗形腔体与出口2,3连接,环形凸台在内部与漏斗形腔体连接。
工作过程:
当没有介质进入时,浮球在重力作用下,沿下部锥形空腔内壁滚动到底部的平台上将夜路出口堵塞。
当液体介质(或者气液混合介质)进入腔体,液体介质覆盖浮球,此时在浮力大于浮球重力,浮球浮起,堵塞的液路平台口打开,液体从出液口流出。
当液体流量较大时,液体充满墙体,浮球在浮力作用下液内腔壁和上部锥形腔壁上浮到上部平台出口位置将气路出口堵塞,保证液体介质不会沿出气口进入气路管道。
当液体流量变小,气体流量变大时,液体从出液口流出的同时,气体在腔体上部聚集,液位下降,浮球浮小于浮球重力时,浮球与上部出气口平台脱离,打开出气口,气体沿出气口。
当气体进一步增加,出液口继续流出液体,液位继续下降,浮球位置跟随液位下降,在重力作用下沿下部锥形腔内部,到底部平台将液体出口堵塞,防止气体介质沿出液口进入气路。
附图说明:
图1,图2为以圆柱形腔体为主腔体组成的气液分离阀。
1,进口
2,出气口
3,出液口
4,主腔体
5,下部漏斗形腔体
6,上部漏斗形腔体
7,配重浮球
8,底部环形凸台
9,顶部环形凸台
本发明彻底解决了,气液分离装置结构复杂,体积庞大,安全性差,应用面狭窄等问题。以阀的形式串入管道中,结构简单,体积小,应用灵活,安全性好。不仅能用于安全要求较高的石油化工领域,还可以应用于地下水脱气处理和利用,安全环保。填补了管道部件没有气液分离阀的空白。
具体实施方式
1、以dn50管路为例,进口1口径为dn50,主腔体dn125,可以选用125×125×50变径三通作为进口和主腔体。
2、浮球直径100,通过配重使浮球密度为0.5克/立方厘米。浮球外部涂1-2毫米厚聚四氟乙烯,也可涂其他材料,或者直接采用不锈钢。
3、以变径125×50接头为基础,漏斗内部焊接dn50的凸台,凸台长度为浮球进入时正好将凸台孔堵塞为宜,凸台内部边缘倒角1毫米。保证密封。
4、先将一个改装完成的125×50变径接头的125接口部分与125×125×50变径三通的125接口部分焊接。
5、再将配重浮球放入已完成焊接的125腔体内,然后在将另一个改装完成的125×50变径接头的125接口部分与125×125×50变径三通的另一个125接口焊接
6、焊接中要保证焊接同轴心。
7、通过以上步骤可以制备简易气液自动分离阀
8、以上制备的气液自动分离阀可以接入液体密度合适的气液混合管道中完成气液分离。
9、接入时要注意进口管道水平,出口管道竖直,上出口为出气口,下出口为出液口。
以上为一个较为简单方便的实时方式。为适应不同的管道和接口可以通过铸造,加工等方法
制作不同口径的气液自动分离阀。接口可为焊接接口,螺纹接口,法兰接口,快捷接口等。
制作材料可以玻璃,钢铁,铜,铝复核材料等。
1.一种将气液混合介质分离的气液自动分离阀,其特征包括:
a,由一个主腔体(4),两个漏斗形腔体(顶端有环形凸台),一个配重浮球,一个进口(连接圆柱腔体),一个出气口,一个出液口构成;
b.浮球密度应小于液体介质密度,需满足一下公式:
浮球浮力-(浮球收到的压力差与摩擦阻力之和)>浮球重力>(浮球收到的压力差与摩擦阻力之和):
c.主腔体横截面积-浮球截面积>进口截面积;
d.进口(1)与主腔体(4)连接,浮球(7)放置于主腔体内,主腔体上下与漏斗形腔体(5),(6)连接,漏斗形腔体与出口(2),(3)连接,环形凸台在内部与漏斗形腔体连接。
2.根据权利1所述腔体为圆柱形或者多边形主体,漏斗形腔体形状与主腔体相对应为圆形或多边形。
3.根据权利1所述,环形凸台边缘倒角。
4.根据权利1所述,进口水平,上下出口竖直。
5.根据权利1所述,进口,上下出口在接口形式为螺纹,压接,法兰,焊接,快接口或他们的组合。
6.根据权利1所述,阀体材料为不锈钢,碳钢,玻璃,铜,铝,合金。
7.根据权利1所述,浮球材料可以为不锈钢,碳钢,玻璃,铜,铝,合金,聚四氟乙烯。
技术总结