離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器的製作方法

2023-05-28 13:46:01

專利名稱：離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣液分離器，特別涉及一種離心分離、折流板及過濾器相結合的分離器。
背景技術：
氣液分離器實現氣液分離的前提是氣液間的密度不同，通過重力分離、離心分離、慣性分離、過濾分離等方法實現。氣液分離器在眾多領域都有著廣泛的應用，例如壓縮空氣的油水分離、製冷領域的油氣分離、油田的氣液分離等都需要用到各種類型的分離器。目前氣液分離器有眾多結構形式。一種常見的臥式結構氣液分離器，主要結構形式是殼體內部設有擋板、預分離構件和過濾器等，這種分離器的缺點是分離容量低，設備 笨重，佔地大。另一種常見的結構形式是離心分離器，其利用氣液密度差，通過氣液混合物的高速旋轉，使液滴在分離器壁面聚集，這種設備的缺點是分離出的氣體含有液滴，變流量性差。再一種常見結構形式是多孔介質過濾，其原理是氣流通過多孔介質時，液體顆粒因過濾介質聚結功能而在濾芯的內表面聚結長大；液滴達到一定尺寸時因重力和氣流的衝擊力流出料腔，不足之處是壓降較高，且不適合液體含量較高的場合。通常根據實際需要，也有將上述方式結合使用的情況，如離心分離、擋板變流向及多孔介質過濾的氣液分離器。

發明內容
本發明的目的在於一種離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器，其先通過螺旋式預分離器實現利用離心分離機理對氣液進行預分離，然後採用倒錐形離心集液腔對預分離液體除氣，並採用過濾器對氣流中液體液滴精分。此種形式的氣液分離器不僅結構緊湊，而且氣液分離效果更好。本發明的技術方案如下
本發明提供一種離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器，其包括垂直放置圓筒狀分離器殼體、進料口、螺旋式預分離器、封閉式螺旋導流片、開放式螺旋導流片、螺旋式吸附性過濾器、倒錐形離心分離集液腔、液出口、導氣管、頂蓋、氣體淨化器、吸附性過濾器、一號倒錐形底部開口折流板、錐形頂部開口折流板、二號倒錐形底部開口折流板、折流板連接杆和多孔介質阻流板；
筒狀分離器殼體頂端設有頂蓋，中上部設有進料口，內側設有螺旋式預分離器，螺旋式預分離器與進料口相連接，筒狀分離器殼體下端設有倒錐形離心分離集液腔；
頂蓋內側面中心處設有氣體淨化器，上端設有導氣管；
倒錐形離心分離集液腔下端設有液出口 ；
螺旋式預分離器包括封閉式螺旋導流片、開放式螺旋導流片和螺旋式吸附性過濾器，螺旋式預分離器入口與進料口相連接，頂部設有封閉式螺旋導流片，底部設有開放式螺旋導流片，開放式螺旋導流片內安裝有螺旋式吸附性過濾器，螺旋式預分離器出口與倒錐形離心分離集液腔切向相交；氣體淨化器包括吸附性過濾器、一號倒錐形底部開口折流板、錐形頂部開口折流板、二號倒錐形底部開口折流板、折流板連接杆和多孔介質阻流板，氣體淨化器的折流板通過折流板連接杆連接並固定在頂蓋內側面中心處，氣體淨化器頂部為吸附性過濾器，吸附性過濾器下端設有一號倒錐形底部開口折流板，一號倒錐形底部開口折流板下方交替設有錐形頂部開口折流板和二號倒錐形底部開口折流板，二號倒錐形底部開口折流板的底部開口內設有多孔介質阻流板。所述的螺旋式預分離器的封閉式螺旋導流片的過流截面為四邊形，上下斜面，開放式螺旋導流片的底部面為 斜面，內側邊緣設有臺階，螺旋式預分離器可將殼體設為螺旋式預分離器的外側壁面(把封閉式螺旋導流片和開放式螺旋導流片焊接在殼體內側)，也可安裝螺旋式預分離器外側殼體並固定在殼體內側。所述的氣體淨化器的一號倒錐形底部開口折流板上端面直徑大於二號倒錐形底部開口折流板上端面直徑，氣體淨化器的錐形頂部開口折流板下端面直徑略小於螺旋式預分離器內側直徑，氣體淨化器的錐形頂部開口折流板和二號倒錐形底部開口折流板為多塊，相互交錯安裝。本發明的離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器具有結構緊湊的特點，在一個分離器內集成了離心分離、撞擊、冷凝捕獲、吸附過濾、慣性分離多種分離機理，滿足氣液高效分離。


圖1-1是離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器的主視圖。圖1-2是離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器的左視圖。圖1-3是離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器的俯視圖。圖2是離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器的左視剖面結構圖。圖3是離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器的左視剖面結構圖A區域局部視圖。圖中標號名稱1.圓筒狀分離器殼體，2.進料口，3.螺旋式預分離器，4.封閉式螺旋導流片，5.開放式螺旋導流片，6.螺旋式吸附性過濾器，7.倒錐形離心分離集液腔，8.液出口，9.導氣管，10.頂蓋，11.氣體淨化器，12.吸附性過濾器，13. —號倒錐形底部開口折流板，14.錐形頂部開口折流板，15. 二號倒錐形底部開口折流板，16.折流板連接杆，17.多孔介質阻流板。
具體實施例方式如附圖所示，離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器包括垂直放置圓筒狀分離器殼體I、進料口 2、螺旋式預分離器3、封閉式螺旋導流片4、開放式螺旋導流片5、螺旋式吸附性過濾器6、倒錐形離心分離集液腔7、液出口 8、導氣管9、頂蓋10、氣體淨化器11、吸附性過濾器12、一號倒錐形底部開口折流板13、錐形頂部開口折流板14、二號倒錐形底部開口折流板15、折流板連接杆16和多孔介質阻流板17 ；
筒狀分離器殼體I頂端設有頂蓋10，中上部設有進料口 2，內側設有螺旋式預分離器3，螺旋式預分離器3與進料口 2相連接，筒狀分離器殼體I下端設有倒錐形離心分離集液腔7 ；
頂蓋內側面中心處設有氣體淨化器11，上端設有導氣管9 ；
倒錐形離心分離集液腔7下端設有液出口 8 ；
螺旋式預分離器3包括封閉式螺旋導流片4、開放式螺旋導流片5和螺旋式吸附性過濾器6，螺旋式預分離器3入口與進料口 2相連接，頂部設有封閉式螺旋導流片4，底部設有開放式螺旋導流片5，開放式螺旋導流片5內安裝有螺旋式吸附性過濾器6，螺旋式預分離器3出口與倒錐形離心分離集液腔7切向相交；
氣體淨化器11包括吸附性過濾器12、一號倒錐形底部開口折流板13、錐形頂部開口折流板14、二號倒錐形底部開口折流板15、折流板連接杆16和多孔介質阻流板17，氣體 淨化器11的折流板通過折流板連接杆16連接並固定在頂蓋內側面中心處，氣體淨化器11頂部為吸附性過濾器12，吸附性過濾器12下端設有一號倒錐形底部開口折流板13，一號倒錐形底部開口折流板13下方交替設有錐形頂部開口折流板14和二號倒錐形底部開口折流板15，二號倒錐形底部開口折流板15的底部開口內設有多孔介質阻流板17。所述的螺旋式預分離器3的封閉式螺旋導流片4的過流截面為四邊形，上下斜面，開放式螺旋導流片5的底部面為斜面，內側邊緣設有臺階，螺旋式預分離器3可將殼體I設為螺旋式預分離器3的外側壁面(把封閉式螺旋導流片4和開放式螺旋導流片5焊接在殼體I內側)，也可安裝螺旋式預分離器3外側殼體並固定在殼體I內側。所述的氣體淨化器11的一號倒錐形底部開口折流板13上端面直徑大於二號倒錐形底部開口折流板15上端面直徑，氣體淨化器11的錐形頂部開口折流板14下端面直徑略小於螺旋式預分離器3內側直徑，氣體淨化器11的錐形頂部開口折流板14和二號倒錐形底部開口折流板15為多塊，相互交錯安裝。本發明的工作過程如下
在正常工作過程中，由氣體和液體組成的混合物經外輸管線送至進料口 2，該混合物進入螺旋式預分離器3，開始繞著封閉式螺旋導流片4做離心運動，在離心力作用下，密度大的液體甩向螺旋式預分離器3外側壁，大部分氣體被分離出來並靠內側壁流動，接著流入開放式螺旋導流片5，液體在離心力和重力作用下繼續向下做旋轉流動，液體中剩餘的氣體繼續在離心力作用下被分離出來，被分離出的氣體經螺旋式吸附性過濾器6進入分離器腔內，氣流在經螺旋式吸附性過濾器6時過濾掉氣流中的大部分液滴，液滴在螺旋式吸附性過濾器6內表面聚結變大，達到一定程度時在氣流衝擊力和重力作用下液滴流出螺旋式吸附性過濾器6，匯集到開放式螺旋導流片5內側邊緣附近，順著導流片與做旋轉流動的液體匯合，當液體流到倒錐形離心分離集液腔7時液體攜帶少量氣體並做切向旋轉離心運動，液體繼續在倒錐形離心分離集液腔7內旋轉流動到達液出口 8，並分離出液體中剩餘的氣體。氣體進入分離器腔內，氣體攜帶小部分液滴，向上運動撞擊到二號倒錐形底部開口折流板15,由於氣流液滴的動量大，不易改變流向，液滴被捕獲在折流板上，液滴凝聚變大在重力作用下流向倒錐形離心分離集液腔7，當經過幾次的變向後，氣流中的液滴大量被捕獲，最後氣流經吸附性過濾器12從導氣管9排出，氣流流經吸附性過濾器流12時，液體顆粒則因過濾介質聚結功能而在濾芯的內表面聚結長大；液滴達到一定尺寸時因重力和氣流的衝擊力流出過濾器，經一號倒錐形底部開口折流板13和二號倒錐形底部開口折流板15的底部開口流向倒錐形離心分離集液腔7，二號倒錐形底部開口折流板15底部開口內的多孔介質阻流板17有兩個作用，一是防止氣流短路折流板直接向上運移，二是捕獲的液滴在重力作用下經多孔介質阻流板17可流向倒錐形離心分離集液腔7。這裡需要說明的是，本發明的錐形頂部開口折流板14和二號倒錐形底部開口折流板15的數量， 以及封閉式螺旋導流片4和開放式螺旋導流片5周期數可以根據需要來確定，這屬於本領域技術人員應知，這裡不再贅述。
權利要求
1.一種離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器，其特徵在於包括垂直放置圓筒狀分離器殼體(I)、進料口(2)、螺旋式預分離器(3)、封閉式螺旋導流片(4)、開放式螺旋導流片(5)、螺旋式吸附性過濾器(6)、倒錐形離心分離集液腔(7)、液出口(8)、導氣管(9)、頂蓋(10)、氣體淨化器(11)、吸附性過濾器(12)、一號倒錐形底部開口折流板(13)、錐形頂部開口折流板(14)、二號倒錐形底部開口折流板(15)、折流板連接杆(16)和多孔介質阻流板(17)；筒狀分離器殼體(I)頂端設有頂蓋(10)，中上部設有進料口(2)，內側設有螺旋式預分離器(3)，螺旋式預分離器(3) 與進料口(2)相連接，筒狀分離器殼體(I)下端設有倒錐形離心分離集液腔(7)；頂蓋內側面中心處設有氣體淨化器(11)，上端設有導氣管(9);倒錐形離心分離集液腔(7)下端設有液出口(8);螺旋式預分離器(3)包括封閉式螺旋導流片(4)、開放式螺旋導流片(5)和螺旋式吸附性過濾器(6)，螺旋式預分離器(3)入口與進料口(2)相連接，頂部設有封閉式螺旋導流片(4)，底部設有開放式螺旋導流片(5)，開放式螺旋導流片(5)內安裝有螺旋式吸附性過濾器(6)，螺旋式預分離器(3)出口與倒錐形離心分離集液腔(7)切向相交；氣體淨化器(11)包括吸附性過濾器(12)、一號倒錐形底部開口折流板(13)、錐形頂部開口折流板(14)、二號倒錐形底部開口折流板(15)、折流板連接杆(16)和多孔介質阻流板(17)，氣體淨化器(11)的折流板通過折流板連接杆(16)連接並固定在頂蓋內側面中心處，氣體淨化器(11)頂部為吸附性過濾器(12)，吸附性過濾器(12)下端設有一號倒錐形底部開口折流板(13)，一號倒錐形底部開口折流板(13)下方交替設有錐形頂部開口折流板(14)和二號倒錐形底部開口折流板(15)，二號倒錐形底部開口折流板(15)的底部開口內設有多孔介質阻流板(17)。
2.根據權利要求I所述的一種離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器，其特徵在於所述的螺旋式預分離器(3)的封閉式螺旋導流片(4)的過流截面為四邊形，上下斜面，開放式螺旋導流片(5)的底部面為斜面，內側邊緣設有臺階，螺旋式預分離器(3)可將殼體(I)設為螺旋式預分離器(3)的外側壁面(把封閉式螺旋導流片(4)和開放式螺旋導流片(5)焊接在殼體(I)內側)，也可安裝螺旋式預分離器(3)外側殼體並固定在殼體(I)內側。
3.根據權利要求I所述的一種離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器，其特徵在於所述的氣體淨化器(11)的一號倒錐形底部開口折流板(13)上端面直徑大於二號倒錐形底部開口折流板(15)上端面直徑，氣體淨化器(11)的錐形頂部開口折流板(14)下端面直徑略小於螺旋式預分離器(3)內側直徑，氣體淨化器(11)的錐形頂部開口折流板(14)和二號倒錐形底部開口折流板(15)為多塊，相互交錯安裝。
全文摘要
本發明公開了一種離心分離、折流板及過濾器相結合的氣液分離器。垂直圓筒狀殼體上端設有頂蓋、下端設有倒錐形離心分離集液腔、中上部設有進料口、內側設有螺旋式預分離器，頂蓋上端設有導氣管、內側面中心處設有氣體淨化器，倒錐形離心分離集液腔下端設有液出口，進料口與螺旋式預分離器入口相連接；螺旋式預分離器包括封閉式螺旋導流片、開放式螺旋導流片和螺旋式吸附性過濾器；氣體淨化器包括吸附性過濾器、一號倒錐形底部開口折流板、錐形頂部開口折流板、二號倒錐形底部開口折流板、折流板連接杆和多孔介質阻流板。其結構緊湊，在一個分離器內集成了離心分離、撞擊、冷凝捕獲、吸附過濾、慣性分離多種分離機理，滿足氣液高效分離。
文檔編號B01D19/00GK102961940SQ20121047135
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者邢學軍, 賈豔豔, 史基安, 王代剛, 邢學剛 申請人:邢學軍