CN100536989C - 分滴器装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种在一流动通道中或流动通道上设置的分滴器装置(2)，用以从在流动通道(1)流动的介质中分离液体颗粒和/或固体颗粒。该装置具有一框架(11)，其包括一底板、一盖板和一在框架下端用于液体/固体收集和排走的槽区域(4)、一盖区域(7)和一侧面区域、以及由框架(11)保持的多个相互平行设置的分滴器成型件(3)。框架(11)具有至少一个用于偏转流动和/或提高流动阻力和/或降低流速的装置，其设置在框架的槽区域、盖区域和/或侧面区域中和/或接近于上述区域。借此在相当大程度上消除带走或泄漏流动。

Description

分滴器装置

技术领域

本发明涉及一种在一流动通道中或其上设置的分滴器装置用以从在流动通道中流动的介质中分离出液体颗粒和/或固体颗粒，其包括一框架，该框架具有一底板、一盖板和一在框架下端用于液体/固体收集和排出的设置低于流动通道的底壁的槽区域、一盖区域和一侧面区域以及由框架支持的多个相互平行设置的分滴器成型件。

背景技术

这样的分滴器装置是已知的并且总的来说应用是满意的。但特别在高的流速或高的滞止压力的情况下在这样的分离装置中虽然就分离能力来说成型件本身适用于这样高的流速和滞止压力，但由于采用的框架系统出现问题。特别是由于在框架下端的槽区域引起这样的问题，因为通过很高的流速可能带走在槽区域内收集的液体或相应的固体。为了避免这样的带走，人们已将槽区域设置在流动通道的底壁的下方，从而在层流条件下槽区域本身可以根本不受流动的介质的影响。但实际上流动的一定部分进入槽区域并且在槽区域的端部又从其中浮现，此时通过相应的向上流动引起所述的带走。因此虽然分滴器成型件象这样就分离能力来说完全适用于这样高的流速，但该能力总的来说又被流体容纳的流体或固体颗粒降低或分离能力的一部分又被破坏。

因此在这样的高速应用中分离能力不再首先取决于特别的分离成型件的构成，而取决于分滴器装置的总体结构，例如其槽区域的设置或构造。

为了避免这样的从槽区域中带走的问题，人们可以加大尺寸，利用该尺寸使分滴器装置向下方伸出于流动通道(槽区域的高度)，以便加大液体/固体位面在槽区域内直到流动通道的底壁的间距。但其缺点是，必须将分滴器装置或相应的框架构成特别大的，这提高材料费用和增大空间需要。

此外这样的框架具有一由盖板构成的盖区域和一侧面区域，它们同样超出流动通道的横截面延伸。在这些区域内也可能出现问题，在这里特别可能出现泄漏问题，如果流体以高速进入这些区域内的话。由此也降低分滴器装置的分离能力。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种开头所述型式的分滴器装置，其总体上的特征在于一特别高的分离能力，同时较小的结构尺寸。

按照本发明在一所述类型的分滴器装置中这样达到该目的，即框架具有至少一个用以偏转流动和提高流动阻力和/或降低流速的装置，该装置设置在框架的槽区域、盖区域和/或侧面区域中和/或接近于上述区域。

利用本发明的方案采取措施以便防止由于分滴器装置的总体结构的问题又降低了分滴器成型件的本身的分离能力。换言之，按照本发明的措施在这样的分滴器装置中可以提高允许的流出速度。按照本发明设置至少一个用以偏转流动、提高流动阻力或降低流速的装置，其中该装置设置在至少一个成问题的区域，即槽区域、盖区域或侧面区域或接近于上述区域。一用于偏转设置的装置使规定通过流动通道的横截面的流体尽可能地偏转。从而其不会进入成问题的区域，并且在那里不会发生带走或泄漏。这意味着，使预定通过流动通道的横截面的流体横截面在进入分滴器装置时从有问题的区域转向或变窄，由此没有流动分量可以进入有问题的区域内。

另一本发明的措施涉及提高流动阻力。一种这样的装置优选本身设置在有问题的区域(槽区域、盖区域或侧面区域)，以便关于进入这些区域的流动分量产生一拦阻作用并且按这种方式降低在这些区域内的流速，以便防止带走或泄漏。

还有另一措施涉及设置一用来降低流速的装置。一种这样的装置一般也具有降低流速或最高速度并从而防止带走或泄漏流动的目的。一种这样的装置优选设置在分滴器装置的入口端上，以便降低在该区域内由于流动偏转引起的最高速度。

如上所述，按照本发明构成的分滴器装置特别适用于具有高流速和高滞止压力的系统，因为在这些系统中增强地出现上述问题。按照本发明同时防止因系统的上述问题又降低分滴器的本来很好的分离能力。

这样的本发明特别适用的应用情况例如是内燃机、特别是柴油机，但也包括压缩机和许多其他的应用领域、特别是在化学的领域内、天然气领域内等。利用本发明的方案同时成功地提供一种适用于这样的系统的高速分滴器或高功率分滴器。

分滴器成型件本身对于本发明不是关键的。可以采用任何已知的成型件，但其优选应该适于这样的高速应用或高功率应用，以便不因分滴器成型件的减小的分离作用又使通过本发明达到的优点消失。

在本发明的一优选的实施形式中将用于提高流动阻力的装置构成为在槽区域、盖区域和/或侧面区域中和/或接近于上述区域设置的隔板。这样的隔板优选本身设置在有问题的区域内、特别是在槽区域内。借此挡住浸入槽中的高速流动分量，从而不可能或只以减小的程度发生液体带走。因此通过阻挡和阻力增大降低从有问题的区域出来的流速并从而避免带走。此外，通过该拦阻作用在隔板之前的区域内达到一更好的分离。此外避免泄漏流动并消除有问题的最高速度。

在盖区域或侧面区域设置一隔板时达到类似的效果。

本发明的另一优选的实施形式的特征在于，用于流动偏转的装置构成为在槽区域、盖区域和/或侧面区域中和/或接近于上述区域设置的楔。关于“楔”在这里指的是每个连续的横截面缩小部。优选将这样的楔设置在流动通道与分滴器装置之间的过渡位置上。借此实现一流动偏移，从而由高速流动直接冲击有问题的区域。借此消除或降低在有问题的或关键的区域内可能的最高速度。一这样的楔优选接近于分滴器装置的槽区域设置，以便引起来源于流动通道的流动的一向上定向的偏转并且按这种方式防止浸入流体进入槽区域内。借此达到使槽区域在相当程度上处于流动之外，从而不会发生带走。

在本发明的又一实施形式中，用于降低流速的装置构成为在槽区域、盖区域和/或侧面区域中和/或接近于上述区域设置的孔板。优选将一这样的孔板同样设置在流动通道与分滴器装置之间的过渡位置上。借此改变气流而避免在关键的区域内的最高速度或消除作为不均匀分布存在于分滴器装置之前的峰值。此外借此实现通过本发明实施的流动偏转(例如经由一设置的楔)引起的最高速度的降低。因此优选邻接楔设置孔板，以便再次消除因通过楔的流动偏转产生的最高速度。如果邻接槽区域设置楔，则孔板优选位于楔之上。

按照应用情况相互组合和优化三个上述的用于偏转流动。提高流动阻力或降低流速的本发明的装置。通过经验的实验并考虑到相应的特殊情况可以达到一相应的优化。这样例如可以已足够的是，在槽区域内设置一单独的隔板以防止带走分离的物质。但优选一这样的隔板与一邻近于槽区域设置的楔和一在其上方设置的孔板相组合应用。楔在其中引起流动的偏转，从而只还有微小的流动分量可以进入槽区域内。在楔之上设置的孔板降低因偏转引起的最高速度，并且隔板阻挡一仍存在的从槽区域出来的向上流动，该向上流动导致带走。

自然也可以同时存在多个用于流动偏转、提高流动阻力或降低流速的装置，例如多个隔板、多个楔或多个孔板。

当一隔板设置在槽区域内时，其将该区域分成两部分，它们优选具有分别分开的排出口。

优选用于提高流动阻力的装置、特别是隔板设置在位于下游的框架半体的内部。借此达到使通过实现的流动拦阻，主要在前面的、亦即在框架的位于上游的部分实施分离，因此减轻位于下游的框架半体的负担。由此排除在位于下游的框架半体内的流动的向上分量。这是特别重要的，因为因此在该关键的区域内不会发生带走，其降低分滴器装置的分离能力。

用于避免这样的带走的另一措施在于，在一分滴器装置中，其具有设有捕集凸耳的分滴器成型件，在槽区域内设置的至少一个排出口沿流动方向设置在各捕集凸耳的后面。借此产生的效果是，在捕集凸耳(捕集槽)的区域内存在的最大的滞止压力不可能到达排出口，因为该排出口沿流动方向设置在捕集凸耳的后面。因此也产生不这么强的向上流动，其对流动状况产生不利的影响并且可能导致带走或卷走。

优选紧接在各捕集凸耳后面设置排出口，以便在最大的分离位置与排出口之间的距离保持尽可能小。

如上所述，一优选的实施形式的特征在于，隔板将槽区域分成两个部分包括相应的分开的排出口。在这种情况下符合目的地将沿流动方向在隔板后面设置的排出口设置在分滴器成型件的捕集凸耳的后面。按这种方式确保在关键的区域，亦即沿流动方向在隔板的后面不引起从排出口出来的带走，因为排出口从捕集凸耳中的最大滞止压力的区域沿流动方向偏移到捕集凸耳的后面。

按照本发明用于偏转流动和/或提高流动阻力和/或降低流速的装置设置在分滴器成型件区域内或其前面或其后面。符合目的地将用于提高流动阻力的装置(隔板)设置在分滴器成型件区域内，而将用于偏转流动和降低流速的装置(楔、孔板)优选设置在分滴器成型件区域之前。但这并不排除这些装置也可以沿流动方向设置在实际的分滴器成型件区域之后。

用于偏转流动的装置优选构成为楔。在另一实施形式中其构成为封闭的板。该实施形式保证一特别好的组装可能性。

至于孔板的构成，则可将其这样地构成，使在孔板的下面的区域内发生一特别大的速度降低，其向上逐步地或连续地降低。这可以这样达到，即孔板具有小孔，这些小孔具有从下向上渐增的孔径。在另一实施形式中重叠地设置多个具有不同大小的小孔的孔板，其中优选具有最小小孔的孔板设置在下面。

至于隔板的构成，则在一实施形式中特别适用的是将隔板构成梳形的，其中各个梳齿从下面向各分滴器成型件中间空隙中延伸并且基本上阻挡各分滴器成型件中间空隙。在另一实施形式中隔板由在各分滴器成型件上安装的用于分滴器成型件中间空隙的各阻挡元件构成。这些阻挡元件在这里可以构成角形的，以便提供一在分滴器成型件上的支承面。该支承面可以焊接或粘合在成型件上。重要的是，在全部的实施形式中将各中间空隙或通道基本上阻挡在各个成型件之间。

在又一实施形式中将隔板构成为直的连续的板，并且将分滴器成型件构成缝隙的和安装在分滴器板上。

因此本发明的教导提供一系列在实际的分滴器成型件之外的流动偏转功能的可能性。其优选应用于高功率分滴器中，其例如应用于船舶柴油机、大型柴油机、发电站柴油机中。

规定的各个措施应用于在分滴器装置的框架的槽区域、盖区域、和/或侧面区域中和/或接近于上述区域。

附图说明

以下借助一实施例结合附图详细地说明本发明。其中：

图1通过一流动通道的一部分以及与其相连接的分滴器装置的示意的垂直剖视图；

图2通过按图1的流动通道以及分滴器装置的水平剖视图；

图3通过一分滴器装置的另一实施形式的流动通道的水平剖视图；

图4一隔板的一特别的实施形式的示意俯视图；

图5一隔板的另一实施形式的示意正视图；以及

图6一按又一实施形式的隔板的示意侧视图。

具体实施方式

图1示出一流动通道1的一部分，一载有液体的气态介质流过该流动通道。由所示的箭头表示流动方向。为分离在介质中存在的液体，流动通道1通入一分滴器装置2。该分滴器装置2包括一框架11，其具有两个侧壁12(示于图2中)、一上面的盖区域7和一下面的槽区域4。盖区域7位于流动通道1的上方，而槽区域4位于流动通道的下方。在框架11内设置多个的垂直和相互平行设置的分滴器成型件3，其中涉及一已知结构形式的叠片分滴器成型件。在图中没有很详细地示出这些分滴器成型件。由于它们是已知的，在这方面对此没有其他的细节必须说明。无论如何通过由薄片成型件实现的流动偏转达到液滴的分离，其沿成型件向下流动并且收集于槽区域4内。槽区域4在其底板2上具有各个缝隙形排出口6，经由它们收集的液体可以进入在其下面设置的各槽5中，液体经由它们排走。

图1和2所示的分滴器装置由于其构造主要具有三个有问题的区域，其特别在通道内流动的介质的很高的流速时可能导致分离困难，亦即通过分滴器成型件达到的良好的和适于高流速的分离能力又可能降低。在这方面涉及槽区域4、盖区域7和接近于侧壁12设置的侧面区域13。在这些区域内，当以高速流动的气流的一部分进入这些区域内时发生液体带走或泄漏流动，其总的来说降低分离能力。

为了避免这些问题，在流动通道1与分滴器装置2之间的过渡位置在流动通道的下部区域中设置一楔形的流动偏转装置8，其向上偏转流动并防止流动分量进入槽区域4。在楔形的装置8之上设有一孔板10，其用于降低因流动偏转产生的最高流速。因此孔板10经由从现在起减小的流动横截面通过分滴器装置再次导致流速的均匀化。此外在槽区域4内设置一隔板9，其大致在中心分开槽区域并且从槽区域的底板向上伸出到大致楔形的偏转装置8的高度。虽然流动分量浸过装置8和10的该隔板9用于提高在槽区域4内的流动阻力并从而导致，借此不可能发生高速的向上流动，其可能带走槽区域内收集的液体。一相应的隔板设置在盖区域7内并且从框架的盖板同样大致在中心向下延伸到进入流动通道1的横截面的一小的距离。该隔板在盖区域内具有相应的拦阻目的。

通过规定的各个措施，因此在排出端上达到一在相当大程度上均匀的流动(除通过分滴器成型件本身达到的流动偏转之外)，因为在相当大程度上避免了流动分量侵入槽区域和盖区域内。在该实施形式中在分滴器装置的侧面区域13内没有规定特别的措施。这自然也可以是这种情况。

图3示出一分滴器装置的另一实施形式的流动通道的水平剖视图。以下基本上只描述该装置采用的与图1和2中所示的分滴器装置不同的各个部分。

在图3所示的分滴器装置中，框架11如在图1和2的实施形式中相应地构成并且同样具有两侧壁12、一上面的盖区域和一下面的槽区域4。在框架11内设置多个垂直的和相互平行设置的分滴器成型件3，其中涉及一已知结构形式的叠片分滴器。只示意地示出这种分滴器成型件并且构成薄片状的。其在各个波峰上具有捕集凸耳(Fangnasen)14，其相对流动方向渐增地敞开，从而构成捕集槽。这样的包括捕集凸耳的成型件是已知的，从而在这里不必再详细讨论其功能。

通过由叠片成型件实现的流动偏转达到液滴的分离，其沿成型件向下流动并且收集于槽区域4内。此时最强的分离发生在捕集凸耳14或捕集槽的区域内，因为在这里形成最大的滞止压力。

在该实施形式中也在槽区域4内设置一隔板9，其如图1和2的实施形式的隔板类似地构成。但该隔板不同于图1和2的实施形式并不设置在框架中的大致的中心处，而设置在位于下游的框架半体的内部。通过由隔板达到的流动阻力增大在任何情况下避免，在位于下游的、亦即沿流动方向位于隔板后面的区域内不发生向上流动，其可能导致带走。这种效果还要进一步这样加强，即将在该区域内设置的排出缝隙15不直接设置在各捕集凸耳14的下方，而沿流动方向位于捕集凸耳之后。按这种方式使排出缝隙15从最大滞止压力的区域向外偏移，这同样有助于避免带走。

在位于上游的区域内(从隔板9看去)设置的排出缝隙16位于该区域内大致在中心处并且在那里设置在捕集凸耳14的下方。在该发生最大分离的区域内容忍流动浸入排出缝隙中。由此可能再次带走的液体接着在随后的区域内又被分离。

图4和5示出隔板9的不同的实施形式。在图4所示的实施形式中隔板由多个在分滴器成型件3上安装的阻挡元件17构成，其阻挡各分滴器成型件中间空隙或通道。各阻挡元件构成角形的并且以一表面紧贴在分滴器成型件上，其可以与成型件相焊接或粘合。

在图5示意示出的实施形式中隔板18整体地构成并具有一梳子的形式，其中各个梳齿19在各分滴器成型件3之间的通道中向上延伸。隔板19在这里可以固定在分滴器装置的框架上。

在图6所示的实施形式中，隔板9构成为直的连续的板，而分滴器成型件3是有缝隙的并且在该板上。

最后还应指出，各分滴器成型件3一直延伸到槽区域4的底面。

Claims (16)

1.一种在一流动通道中或流动通道上设置的分滴器装置，用以从在流动通道中流动的介质中分离出液体颗粒和/或固体颗粒，其包括一框架，该框架具有一底板、一盖板和一在框架下端用于液体/固体收集和排走的、设置低于流动通道底壁的槽区域、一盖区域和一侧面区域以及由框架保持的多个相互平行设置的分滴器成型件；其中框架(11)具有至少一个用于提高流动阻力的装置，所述用于提高流动阻力的装置构成为在槽区域(4)设置的隔板(9)，其特征在于，隔板(9，18)设置在各分滴器成型件的区域中，并且在下方的区域中基本上阻挡在各个分滴器成型件(3)之间的中间空隙或通道。

2.按照权利要求1所述的分滴器装置，其特征在于，隔板(9，18)将槽区域(4)分成具有分别分开的排出口(6)的两部分。

3.按照权利要求1或2所述的分滴器装置，其特征在于，隔板(9，18)在位于下游的框架半体内。

4.按照权利要求1或2所述的分滴器装置，该分滴器装置具有设有捕集凸耳(14)的分滴器成型件(3)，其特征在于，槽区域(4)具有至少一个排出口(15)，该排出口沿流动方向设置在捕集凸耳(14)的后面。

5.按照权利要求4所述的分滴器装置，其特征在于，排出口(15)紧接各捕集凸耳(14)后面设置。

6.按照权利要求4所述的分滴器装置，其特征在于，沿流动方向在隔板(9，18)后面设置的排出口(15)设置在各捕集凸耳(14)的后面。

7.按照权利要求1或2所述的分滴器装置，其特征在于，隔板(18)构成梳形的，其中各个梳齿(19)从下面向各分滴器成型件的中间空隙中延伸并且基本上阻挡分滴器成型件的中间空隙。

8.按照权利要求1或2所述的分滴器装置，其特征在于，隔板(9)由在各分滴器成型件(3)上安装的、用于分滴器成型件中间空隙的阻挡元件(17)构成。

9.按照权利要求1或2所述的分滴器装置，其特征在于，隔板(9)构成为直的连续的板，在该板上安装有缝隙构成的分滴器成型件(3)。

10.按照权利要求1或2所述的分滴器装置，其特征在于，所述分滴器装置包括用于流动偏转的装置，所述用于流动偏转的装置构成为在槽区域、盖区域和/或侧面区域(4、7、13)中和/或接近于上述区域设置的楔(8)。

11.按照权利要求1或2所述的分滴器装置，其特征在于，所述分滴器装置包括用于降低流速的装置，所述用于降低流速的装置构成为在槽区域、盖区域和/或侧面区域(4、7、13)中和/或接近于上述区域设置的孔板(10)。

12.按照权利要求10所述的分滴器装置，其特征在于，楔(8)设置在流动通道(1)与分滴器装置(2)之间的过渡位置上。

13.按照权利要求11所述的分滴器装置，其特征在于，孔板(10)邻接于楔(8)地设置。

14.按照权利要求11所述的分滴器装置，其特征在于，孔板(10)具有小孔，这些小孔具有从下向上渐增的孔径。

15.按照权利要求11所述的分滴器装置，其特征在于，重叠地设置多个孔板(10)。

16.按照权利要求1或2所述的分滴器装置，其特征在于，各分滴器成型件(3)延伸到槽区域(4)的底面。

Images