一種新型臥式氣液分離器的製作方法
2023-07-20 14:11:31
專利名稱：一種新型臥式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，特別涉及一種利用離心力分離與重力沉降分離相結合的氣液分離器，屬於暖通製冷領域。
背景技術：
氣液分離器是一種用於氣液分離的裝置，其功能是安裝在氣體壓縮機的出入口用於氣液分離，分餾塔頂冷卻器後氣相除霧，各種氣體水洗塔，吸收塔的氣相除霧等。氣液分離的方法有很多，比如重力沉降、離心力分離、折流分離、填料分離等等。工業中最常用的是重力沉降分離和離心力分離兩種氣液分離方法。重力沉降分離的原理是，由於氣體與液體的密度不同，液體在與氣體一起流動時，液體會受到重力的作用，產生一個向下的速度，而氣體仍然朝著原來的方向流動，也就是說液體與氣體在重力場中有分離的傾向，向下的液體附著在壁面上匯集在一起通過排放管排出。它的優點是，設計簡單、設備製作簡單、阻力小；缺點是，分離效率低，設備體積龐大，佔用空間多。而離心力分離的原理是，由於氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起流動時，液體收到的離心力大於氣體，所以液體有離心分離的傾向，液體附著在分離壁面上由於重力的作用向下匯集到一起，通過排放管排出。它的優點是，分離效率比重力沉降高，體積比重力沉降減小很多，並且離心分離結構可以用在壓力容器內，工作穩定；缺點是，分離負荷範圍窄，超過汽液混合物規定流速後，分離效率急劇下降，阻力比重力沉降分離大。所以開發一種將離心力分離和重力沉降分離原理結合在一起的氣液分離裝置顯的尤為重要。本發明要克服現有單一原理氣液分離裝置的不足，提供一種新型臥式離心分離和重力沉降分離相結合的氣液分離裝置。該氣液分離器通過兩種氣液分離原理的結合應用，能夠減少阻力，使操作更加穩定，大幅度提高分離效率，同時設備體積小，節省了空間和製造成本。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種新型的臥式氣液分離器，該分離器的氣液混合相先經過一定距離的螺旋通道，進行離心力分離；再經過一定距離的空腔室進行重力沉降分離，能夠有效利用離心分離和重力沉降分離的綜合優點，改善分離效果，並且克服單一的重力沉降分離設備龐大、分離效果較差的缺點，增加離心分離設備，發揮其分離效率高的優點。從而實現了簡化結構、提高氣液分離效率的目的。為了解決上述問題，本發明是通過以下技術來實現的，一種新型的臥式氣液分離器，包括密封結構的殼體、液相出口管、氣相出口管、氣液兩相進口管、螺旋管、螺旋管殼體、集液腔。密封結構的殼體由圓筒形管子焊接而成，水平放置；液相出口管位於殼體的最下端，易於液相的流出，且以焊接形式與殼體連接；氣相出口管，位於密封殼體一端的頂部，與殼體通過焊接連接；氣液兩相進口管，焊接在殼體端蓋的中心處，與螺旋管的進口連通；螺旋管佔整個殼體長度的二分之一，水平放置，是由多層管道按螺旋形狀纏繞形成的管體，底部開設小孔；螺旋管殼體包裹在螺旋管外部，起支撐作用；集液腔，即筒體內部，是用於液相與氣相分離的空間。氣液兩相的混合物，從氣液兩相進口管進入螺旋管內，在螺旋管內以水平軸線為中心做旋轉運動，即離心運動，由於氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起運動時，液體受到的離心力大於氣體，所以液體有離心分離的傾向，液體附著在螺旋管壁面上由於重力的作用，從螺旋管底部的小孔流出，隨後經螺旋管殼體流入集液腔；而剩餘部分氣液混合物隨螺旋管道出口噴出，在集液腔內，液體在與氣體一起噴出時，液體會受到重力的作用，產生一個向下的速度，而氣體仍然朝著原來的方向流動，也就是說液體與氣體在重力場中有分離的傾向，向下的液體附著在密封殼體壁面上匯集在一起，隨液相出口管流出，而氣體則不斷上升，從頂部氣相出口管流出。通過離心力分離和重力沉降兩次分離，從而實現氣液分離。密封結構的殼體放置時，略微傾斜，以保證集液腔內全部液體流出。螺旋管位於螺旋管殼的內部，邊緣與殼體有一定距離，螺紋管底部外沿壁上開有若干個小孔，且開孔處無毛刺，方便液相從孔隙流出。螺紋管殼體長度約為總密封殼體長度的一半，下部有支撐，且與水平方向有一定夾角，略微傾斜，有利於液相流出，落入集液腔。螺紋管出口與水平方向夾角為100° 110°，利於進行氣液的重力沉降分離，也利於氣體從氣相出口流出。採用了上述結構方案，本發明的有益效果是該氣液分離器適用於各種氣液兩相混合物的分離，特別適用於製冷系統中經節流裝置後氣液混合劑的分離，此時氣液兩相進管與節流裝置出管連接，液相出口管連接蒸發器進口，而氣相出口管通過阻力部件直接連接至壓縮機吸氣管。通過雙重分離效果，大大提高了氣液分離效率。因此，本發明與現有氣液分離器相比，具體突出的優點在於(1)克服立式氣液分離器佔用空間大的缺點，佔用空間更小；(2)雙重分離效果的運用，既提高了分離效率，又使結構製造簡單；(3)調節性能好、操作穩定。本發明提供的一種新型的臥式氣液分離器，在結構上製造簡單，在操作上有可行性，為實際應用提供了極大的方便，可廣泛應用於蒸發、製冷制熱的氣液分離等工業操作中。
附圖1是本發明的結構示意圖，圖2為內部側視圖。
附圖中1.液相出口管2.密封結構殼體3.氣相出口管4.集液腔5.螺旋管出口
6.螺旋管7.氣液兩相進口管8.螺旋管殼體9.小孔10.支架11.螺旋管殼體液相出口
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步說明。如圖1所示，整個氣液分離器主要有兩部分構成，螺旋管6和集液腔5，螺旋管進口，即氣液兩相混合物的入口管7設置在整個密封結構殼體2的端蓋中心，與密封結構殼體2同軸，螺旋管6安裝在螺旋管殼體8內，氣液兩相混合物從7進入後，在螺旋管6內做離心運動，由於氣液密度不同，液體被甩向管的內壁，在重力作用下，沿壁面從小孔9流出，由於螺旋管殼體8略微傾斜的安裝，使液體快速從殼體底部的液相出口 11流出，螺旋管長度約為整個密封結構殼體2長度的一半，且與螺旋管殼體8底部有一定的間距，利於液體的流出。螺旋管出口管的方向與水平軸線所成角度約為100度一既利於剩餘汽液混合物進行重力沉降分離，也防止剩餘氣液混合物沿氣相出口管3直接噴射而出。剩餘氣液混合物從螺旋管出口 5噴出後，在壓力和慣性力的作用下在集液腔4內沿出口方向繼續運動，此時在重力作用和密封結構殼體的阻擋作用下，液體直接下落或到達壁面後沿壁面流下，與螺旋管殼體液相出口 11流出的液體匯集，再從液相出口管I流出。而氣體則沿著氣相出口管3排出，從而實現了氣液兩相的有效分離。本新型臥式氣液分離器，結構簡單，製造方便，利用離心分離和重力沉降分離的雙重效果，可實現分離效率大幅度提高的穩定操作。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明而並非限制本發明所描述的技術方案；因此，儘管本說明書參照上述的實施例對本發明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或者等同替換；而一切不脫離本發明的精神和範圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種新型的臥式氣液分離器，其特徵在於包括密封結構的殼體、液相出口管、氣相出口管、氣液兩相進口管、螺旋管、螺旋管殼體、集液腔。所述的密封結構的殼體由圓筒形管子焊接而成，水平放置；所述的液相出口管位於殼體的最下端，易於液相的流出，且以焊接形式與殼體連接；所述的氣相出口管，位於密封殼體一端的頂部，與殼體通過焊接連接；所述的氣液兩相進口管，焊接在殼體端蓋的中心處，與螺旋管的進口連通；所述的螺旋管佔整個殼體長度的二分之一，水平放置，是由多層管道按螺旋形狀纏繞形成的管體，底部開設小孔；所述的螺旋管殼體包裹在螺旋管外部，起支撐作用；所述的集液腔，即筒體內部，是用於液相與氣相分離的空間。氣液兩相的混合物，進入螺旋管內，在其內以水平軸線為中心做旋轉運動，即離心運動，由於氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起運動時，液體受到的離心力大於氣體，所以液體有離心分離的傾向，液體附著在螺旋管壁面上由於重力的作用，從螺旋管底部的小孔流出，隨後經螺旋管殼體流入集液腔。而剩餘氣液混合物隨螺旋管道出口噴出，在集液腔內，液體在與氣體一起噴出時，液體會受到重力的作用，產生一個向下的速度，而氣體仍然朝著原來的方向流動，也就是說液體與氣體在重力場中有分離的傾向，向下的液體附著在密封殼體壁面上匯集在一起，隨液相出口管流出，而氣體則不斷上升，從頂部氣相出口管流出。通過離心力分離和重力沉降兩次分離，從而實現氣液分離。
2.如權利要求1所述的一種新型臥式氣液分離器，其特徵在於所述的密封結構的殼體在放置時，略微傾斜，以保證集液腔內全部液體流出。
3.如權利要求1所述的一種新型臥式氣液分離器，其特徵在於所述的螺旋管位於螺旋管殼的內部，邊緣與殼體有一定距離，螺紋管底部外沿壁上開有若干個小孔，且開孔處無毛刺，方便液相從孔隙流出。
4.如權利要求1所述的一種新型臥式氣液分離器，其特徵在於所述的螺紋管殼體長度約為總密封殼體長度的一半，下部有支撐，且與水平方向有一定夾角，略微傾斜，有利於液相流出，落入集液腔。
5.如權利要求1所述的一種新型臥式氣液分離器，其特徵在於所述的螺紋管出口與水平方向夾角為100° 125°，利於進行氣液的重力沉降分離，也利於氣體從氣相出口排出。
全文摘要
本發明涉及一種新型臥式氣液分離器，由密封結構的殼體、液相出口管、氣相出口管、氣液兩相進口管、螺旋管、螺旋管殼體和集液腔組成。密封結構的殼體由圓筒形管子焊接而成，水平放置；液相出口管位於殼體的最下端，以焊接形式與殼體連接；氣相出口管，焊接在密封殼體一端的頂部；氣液兩相進口管，與螺旋管的進口連通；螺旋管，是由多層管道按螺旋形狀纏繞形成的管體，底部開設小孔；螺旋管殼體包裹在螺旋管外部，起支撐作用；集液腔，是用於液相與氣相分離的空間。氣液兩相的混合物，進入裝置後先後進行離心分離和重力沉降分離，達到氣液分離目的。該裝置結構簡單，體積小，分離效率高，可廣泛應用於蒸發、製冷制熱等工業的氣液分離操作中。
文檔編號B01D45/00GK103055608SQ20121056212
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月22日 優先權日2012年12月22日
發明者賈夢達, 李玉丹, 王俏 申請人:天津天雷科技有限公司