(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202222131384.3 (22)申请日 2022.08.12 (73)专利权人 中国石油大 学 （华东） 地址 266580 山东省青岛市黄岛区长江西 路66号 (72)发明人 张浩鹏　张睿　边江　曹学文　 刘杨　周正航　 (74)专利代理 机构 青岛锦佳专利代理事务所 (普通合伙) 37283 专利代理师 朱玉建 (51)Int.Cl. C10L 3/10(2006.01) B01D 45/16(2006.01) B01D 50/20(2022.01) B01D 53/26(2006.01)B01D 53/00(2006.01) B01D 53/04(2006.01) (54)实用新型名称 一种循环式全旋流型超 声速分离装置 (57)摘要 本实用新型属于多组分混合气体的低温凝 结与旋流分离技术领域， 公开了一种循环式全旋 流型超声速分离装置。 该装置包括外壳以及中心 旋流部件； 外壳包括稳流收缩段、 扩压分离段 以 及循环段； 其中， 稳流收缩 段、 扩压分离段由前向 后依次设置并连接； 中心旋流部件位于稳流收缩 段和扩压分离段内； 扩压分离段包括由前向后依 次连接的Laval喷管扩张段、 集液凹槽以及二次 扩压段； 循环段位于扩压分离段的下方； 其中， 循 环段的后侧与集液凹槽相连， 循环段的前侧与 Laval喷管扩张段的中前部相连。 本实用新型通 过在Laval喷管扩张段末端连接循环段， 通过循 环段实现气体的再循环， 大大减少了气体浪费， 提高了分离效率。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 217921967 U 2022.11.29 CN 217921967 U 1.一种循环式全旋流型超声速分离装置， 其特 征在于， 包括外壳以及中心旋流部件； 外壳包括稳流收缩段、 扩压分离段以及循环段； 其中， 稳流收缩段、 扩压分离段由前向 后依次设置并连接； 中心旋流部件位于所述稳流收缩段和扩压分离段内； 扩压分离段包括由前向后依次连接的Laval喷管扩张段、 集液凹槽以及二次扩压段； 循环段位于所述扩压分离段的下 方； 其中， 循环段的后侧与集液凹槽相连， 循环段的前侧与Laval喷管扩张段的中前部相 连。 2.根据权利要求1所述的循环式全旋流型超声速分离装置， 其特 征在于， 所述循环段包括气液进流道、 循环腔、 分子 筛网状空仓以及气液 出流道； 其中， 气液进流道的一端与集液凹槽的底部连接， 另一端与循环仓的进口相连； 循环腔的底部表面呈中间低四周高的结构； 在循环腔的底部表面中间位置最低处连接有柱状的排液口， 排液口竖直朝下； 分子筛网状空仓设置 于所述循环仓内， 分子 筛网状空仓内用于放置分子 筛； 循环腔的出口与气液 出流道的一端相连； 气液出流道的另一端与 Laval喷管扩张段连接， 连接位置位于Laval喷管扩张段的中前 部。 3.根据权利要求2所述的循环式全旋流型超声速分离装置， 其特 征在于， 所述分子 筛网状空仓的顶部以及底部分别安装有能够开 合的上挡板以及下挡板 。 4.根据权利要求3所述的循环式全旋流型超声速分离装置， 其特 征在于， 所述分子 筛网状空仓的上挡板以及下挡板分别位于所述循环腔的外侧上 方以及下 方。 5.根据权利要求2所述的循环式全旋流型超声速分离装置， 其特 征在于， 所述分子 筛网状空仓 至少有一个， 且设置 于所述排液口的前侧。 6.根据权利要求2所述的循环式全旋流型超声速分离装置， 其特 征在于， 所述气液进流道向前方倾斜， 且倾斜角度为α， 该倾斜角度α满足以气液进流道入口为 原点建立空间坐标系， 气液进流道的矢量方向应与流体的速度矢量方向处于同一 直线。 7.根据权利要求2所述的循环式全旋流型超声速分离装置， 其特 征在于， 所述气液出流道向后方倾斜， 且倾斜角度为β， 该倾斜角度β满足以气液出流道出口为 原点建立空间坐标系， 气液 出流道的矢量方向应与流体的速度矢量方向处于同一 直线。 8.根据权利要求2所述的循环式全旋流型超声速分离装置， 其特 征在于， 所述气液进流道与集液凹槽、 以及气液出流道与Laval喷管扩张段之间均采用法兰连 接。 9.根据权利要求1所述的循环式全旋流型超声速分离装置， 其特 征在于， 所述稳流收缩段包括由前向后依次连接的直管 稳流段和Laval喷管渐缩段。 10.根据权利要求9所述的循环式全旋流型超声速分离装置， 其特 征在于， 所述中心旋流部件 包括中心旋流部件前 段以及中心旋流部件后段； 其中， 中心旋流部件前段位于直管稳流段以及Laval喷管渐缩段内， 中心旋流部件后段 位于Laval喷管扩张段内； 中心旋流部件前 段包括前端旋流叶片支撑体以及多个前端旋流叶片；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 217921967 U 2前端旋流叶片支撑体的前部位于直管稳流段内， 且呈半椭球型； 前端旋流叶片支撑体 的后部位于Laval喷管渐缩段内， 且具有与所述 Laval喷管渐缩段相适应的形状； 各个前端旋流叶片分别安装于前端旋流叶片支撑体的前部表面； 其中， 前端旋流叶片 的最外侧点与直管 稳流段内表面接触， 前端旋流叶片的最外侧卡在直管 稳流段的内表面； 中心旋流部件后段包括后端旋流叶片支撑体以及多个后端旋流叶片； 后端旋流叶片支撑体与前端旋流叶片支撑体连接； 后端旋流叶片支撑体采用直杆/锥形 杆结构， 其长度与Laval喷管扩张段的长度相等； 各个后端旋流叶片 沿所述后端旋流叶片支撑体的长度方向依次安装， 且沿着后端旋流 叶片支撑体的长度方向， 各个所述后端旋流叶片的尺寸由前向后依次增大。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 217921967 U 3