锥芯式超音速冷凝旋流分离器

摘要

本发明锥芯式超音速冷凝旋流分离器属于压力气体的膨胀制冷和冷凝分离技术领域。采用了向流道中插入锥芯的结构，由改变锥芯在各处的直径，形成截面渐缩、喉部相等段、截面渐扩的流道，这样就能采用等径内孔，而避免加工困难的渐扩型小锥管流道，更使自旋强度不致因扩径而减弱。本发明利用气体自身压力膨胀降温实现低温工况，并靠缩径使自旋增强产生强大的离心力场，分离之后压力可以回升，具有无运动件、不需外部驱动、节省能源、体积很小、成本低、运行稳定可靠等优点。适用于高压，小流量的混合气体的冷凝分离，天然气和石油气中重组分的分离等，由于体积小，更适用于空间受限(如海上平台)等场合。

主权项

1.锥芯式超音速冷凝旋流分离器，主要由旋流发生器(2)、外壳锥管(3)、外壳柱管(5)、导液器(6)、支架(7)、插入式气体导出通道(8)、集液腔(11)、超音速降温分离流道(12)、喉部流道(13)、亚音速和旋流加速流道(14)和稳压腔(15)组成，其特征在于，流道居中插入变截面积的锥芯(4)，其几何结构从左到右依次是用于安装定位的凸肩和圆柱段、较大锥度的锥芯短锥段(16)、锥芯短柱段(17)、较小锥度的锥芯长渐细锥段(18)和锥芯细柱段(19)，由外壳锥管(3)和锥芯短锥段(16)形成的亚音速和旋流加速流道(14)是截面积渐缩的环形流道，由外壳柱管(5)和锥芯短柱段(17)形成的最小环状截面流道为喉部流道(13)，由外壳柱管(5)和锥芯长渐细锥段(18)形成的超音速降温分离流道(12)是截面积渐扩的环形流道，外壳柱管(5)的内截面积保持不变，插入式气体导出通道(8)具有两次扩张，第一扩张流道和第二扩张流道之间夹有一小段等截面段。