CN101073735A - 用于将液滴从气体中分离出来的多级装置 - Google Patents

Abstract

具有用于将分离出来的液体排出的排流管路的空气除油元件，其中所述排流管路集成安装在支撑体上。

Description

用于将液滴从气体中分离出来的多级装置

技术领域

本发明涉及一种用于将液滴从气体中分离出来的装置，尤其是一种空气除油元件。用于将液滴从气体中分离的分离器比如用于将水和/或油从空气中分离出来。所述分离器尤其用于在压缩机中给空气除油。

背景技术

与液体接触的气流会富集液滴。液滴会以机械方式比如在气体流经液体时或者在液体上面导引气流时被带走。在螺旋式压缩机中，比如空气与油接触。在此，油用于对压缩机进行密封、冷却和润滑。液滴也会在气流中因冷凝而形成，比如因冷凝在蒸汽流中产生液滴。在制造压缩空气时，会出现大约200℃的温度。比如在使用螺旋式压缩机时输入的油的一部分会因这种温度而蒸发。在随后冷却时油蒸汽冷凝成小液滴及雾。此时，螺旋式压缩机的小油滴具有大约0.01微米到100微米的数量级的直径。

液滴分离器用于将液滴从气体中分离出来。液滴分离器可以将液相与气相分开。液滴分离器可以用于对废气流进行净化。利用液滴分离器可以将一同携带的液滴从过程气流中分离出来。通过分离，可以减少设备部件的腐蚀或侵蚀，或者也可以减少在设备部件上的附着物或沉积物。液滴分离器比如用于给压缩空气除油。

液滴分离器可以是惯性分离器。在惯性分离器中利用液滴的惯性，用于在壁体上分离液滴。惯性分离器特别适合于较大的、大多数直径在大约20微米以上的液滴。液滴分离器的一种简单形式就是一种挡板。使用挡板时，将夹杂着液滴的气流导向一块板，使得该气流改变方向。由于惯性，包含在气流中的液滴会保持其方向，撞击该板并且从那里排出。另一种惯性分离则利用了离心力。在使用离心分离器时，气流被导向弯曲的轨道上。由于离心力，液滴被以尽可能大的弯曲半径在外面的轨道上导向。由此，液滴就会集中在这个外面的区域中。而后，液滴例如可以在沿着气流的外部区域的壁体上分离出来。液滴可以从该壁体上排出。作为替代方案，也可以仅仅将气体从气流的具有较低液滴浓度的内部区域中取出。作为离心分离器可以比如使用不同类型的旋风分离器。

液滴分离器可以是排流元件。使用排流元件时，将夹杂着液滴的气流导引穿过网状的和/或多细孔的排流结构。比如金属丝编织网或者比如由塑料或玻璃纤维制成的纤维网可以用作排流结构。液滴穿过排流结构的速度比气流慢。液滴因重力而移向该排流结构的在大地测量学上处于下面的区域，聚集起来并且可以排出。

由气流携带的液滴越大，所述惯性分离就越有效。聚结元件用于增大液滴。在聚结元件中，气流被导引穿过网状的和/或多细孔的聚结结构。比如金属丝编织网或者比如由塑料或玻璃纤维制成的纤维网可以用作聚结结构。气流跟随流线。流滴也可以不跟随流线并且附着在所述聚结结构的分界面上。在该聚结结构上形成一层液膜。小液滴聚合成更大的液滴，也就是说它们聚结起来。增大的液滴离开所述聚结结构。聚结元件也可以显示出一种排流效应。在此，所述液滴在该聚结结构上形成液膜，移向在大地测量学上处于下面的区域，并且可以从那里排出。因此，可以构造出一种组合式的聚结及排流元件。离开所述聚结结构的较大的并且由此较重的液滴在气流中落下并且也可以由此从气流中去除。

根据使用领域，本领域的普通技术人员熟悉用于将液体从气体中分离出来的排流及聚结元件以及惯性分离器的不同组合。在给来自压缩机的压缩空气除油方面，已经公开了下述系统。在压力容器中，在上端部上放入圆柱形的导流板。由该导流板形成的圆筒向下朝压力容器内部敞开。压缩空气按切线方向流到该导流板及压力容器壁体之间，由此在压力容器壁体上实现了油的粗分离，被分离出来的油回输到所述压缩机中。压缩空气从下面流进所述空气除油元件中，该空气除油元件处于由所述导流板构成的圆筒内部。该空气除油元件包括一个或多个聚结和/或排流级，比如由硼硅盐玻璃纤维制成的聚结结构以及由聚酯纤维网制成的排流结构。这种由硼硅盐玻璃纤维制成的纤维网以及这种聚酯纤维网分别套到由金属制成的支撑体上。空气除油元件被从外向里通流。小液滴在聚结结构中聚合成更大的液滴，并且部分地在聚结结构中沉降下来。更大的、离开该聚结结构的液滴则进一步在排流结构中沉降下来，并且聚集在该空气除油元件的底部。聚集在该空气除油元件底部上的油通过排流管路回输给压缩机。经过除油的压缩空气由压力容器输送到蓄压容器中。

所说明的用于空气除油的、比如用在螺旋式压缩机中的系统的缺点是，要单独构造出所述的排流管路。该排流管路是一种管子，该管子自由地在多数情况下放置在所述空气除油元件的中间，并且与该空气除油元件固定在一起。所述排流管路在多数情况下向上从所述空气除油元件中引出并且而后必须与管路比如与通往压缩机的软管相连接，以便能够将油回输。因此，所述排流管路对力作用是敏感的，所述力作用会在所述排流管路从空气除油元件中引出的区域中施加给该管路。在制造所述空气除油元件的过程中会出现错误定位。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种用于将液体从气体中分离出来的装置，该装置在制造技术方面实现了所述排流管路更加容易的定位。

另一项任务是提供一种用于将液体从气体中分离出来的装置，在该装置中所述排流管路对力作用的敏感性较小。

这些以及其它的任务通过一种用于将液体从气体中分离出来的装置得到解决，在该装置中将排流管路集成安装在支撑管上。将所述排流管路安装在支撑管上，由此省去在制造时所述排流管路的自身定位。将所述排流管路安装在支撑管上，由此还可以使所述排流管路更好地经受机械负荷。

所述排流管路可以焊接、喷注在支撑管上或者与支撑管制造成一体。所述排流管路也可以插入所述支撑管的管状固定座中或者也可以夹在支撑管上。通过不同的固定方案，可以优化制造所述用于将液体从气体中分离出来的装置。

优选在所述支撑体上设置一个空隙，所述排流管路可以放入该空隙中。该空隙比如可以是安装在支撑体上的管道，所述排流管路可以插入该管道中。如果所述支撑体由多个模块组成，那么所述排流管路也可以一体地从多个模块的管状空隙中穿过，由此就不需要在所述支撑体模块之间对所述排流管路进行密封。

本发明优选的改进方案的这些以及其它特征除了由权利要求中获得以外，还由说明书及附图中获得，其中所述单个的特征可以分别单独地或多个特征以组合的形式在本发明的实施方式中和在其它领域得到实现，并且是优选的以及可以得到保护的实施方式，这里对这些实施方式来说要求进行保护。

附图说明

图1a是一种用于将液体从气体中分离出来的装置，该装置如可以在具有螺旋式压缩机的空气压缩系统中用于空气除油，

图1b是图1a所示的装置，其中该装置被分解成多个组成部分，

图2是一种用于将液体从气体中分离出来的作为替代方案的装置，具有可以由多根支撑管组成的主分离器，该装置如可以在具有螺旋式压缩机的空气压缩系统中用于空气除油。

具体实施方式

在具有螺旋式压缩机的空气压缩系统中，在螺旋式压缩机中产生压缩空气的时候输送具有大约5千克油/立方米空气的空气。这里的油不仅用于对压缩机进行润滑而且用于密封。传统的空气压缩系统用于提供所谓的无油的压缩空气，也就是说，应该提供具有大约1到3毫克/立方米空气的油含量的压缩空气，在这种空气压缩系统中，必须对含油的压缩空气进行除油处理。在传统的空气压缩系统中，在压力容器中进行粗分离。含油空气切向流进该压力容器中，以此实现粗分离。在该过程中，空气围绕着压力容器中的圆柱形嵌件流动，在该压力容器中布置了用于进一步对油进行分离的空气除油元件。通过切向流入以及在作为挡板的压力容器壁体上对油进行的分离，可以在压力容器中将到达所述空气除油元件处的压缩空气中的油浓度降低到大约2到5克/立方米空气。分离出来的油重新输送给该压缩机。在图1a和b所示的本发明的实施方式中，所述含油的空气任意地流入所述压力容器中。含油的空气在压力容器中从下面流过用作粗分离器的内嵌式旋风分离器的导向器10。该导向器10用密封唇11仅仅不完全地相对于压力容器壁体密封，使得油可以沿着压力容器的壁体往下流。所述压力容器由此被分成原始空气区域和粗分离器区域。通过一种如此构造的粗分离器，可以将油浓度降低到0.5克/立方米空气以下。在壁体上或者在粗分离器上分离出来的油在压力容器的下部区域中聚集起来，并且可以从那里用返油管路回输给压缩机。通过与传统的用于空气除油的系统相比更低的油浓度，就为主分离器14和/或精分离器15的设计提供了自由度，因为必须达到较低的分离率。空气从所述粗分离器区域流过主分离器，该主分离器在图1a的实施方式中构造为放置在支撑管12上的、由硼硅盐玻璃纤维制成的、作为聚结结构的纤维网13。在流经该纤维网13时，较小的油滴连接成较大的油滴，与此同时这些油滴在所述聚结结构中滴落。落下的油滴在第一凹槽16中与大的油滴聚合，所述大的油滴从所述聚结结构中渗出并且在所述支撑管12内部按照大地测量学上的观点在气流中向下下落。通过第一排流管路17将分离出来的油从所述凹槽16中回输。所述第一排流管路17在图1a和1b中焊接在支撑管12上。从主分离器14流向精分离器15的空气流现在基本上包括较大的油滴，这些较大的油滴可以在精分离器15中被分离出来。在图1a和1b所示的实施方式中，反向旋风分离器18用于精分离。在该反向旋风分离器中，空气被置于旋转之中，使得油滴在该反向旋风分离器18的壁体19上分离出来。这些油滴在该反向旋风分离器18的壁体19上滑进第二凹槽20中，并且通过第二排流管路21又从该第二凹槽20回输给压缩机。所述第二排流管路21在图1a和1b所示的实施方式中与所述第一排流管路17相耦合，但它也可以独立敷设。所述精分离器15包括间隔垫块22，在该间隔垫块22的上端上安装了一个紧固环。所述用于将液体从气体中分离的装置可以用该紧固环23固定在压力容器中。安装在主分离器14的上端上的隔板25用密封件24相对于压力容器密封。该隔板25将所述粗分离器气体区域与已除油的、离开所述精分离器15的空气隔开。

在图1b中，示出了所述用于将液体从气体中分离出来的装置的模块式结构。所述构造为内嵌式旋风分离器10的粗分离器10、主分离器14以及精分离器15构造为标准组件。这些标准组件可以比如用卡口式连接件并合在一起。轴颈26和用于轴颈26的卡口27用于将所述精分离器15耦联到主分离器14上。当然也可以设想其它的插接连接件、定位连接件或螺纹连接件。同样所述标准组件可以焊接在一起。图1b所示的单个标准组件可以全部由塑料制成，尤其可以由玻璃纤维增强型聚酰胺制成。所述第一排流管路17可以借助于振动焊接、超声焊接或镜光反射焊接(Spiegelschweiβen)固定在支撑管上。所需要的密封件11、26或者其它密封件可以喷注而成或者作为O型密封圈放入槽中。通过模块式的结构可以使不同的用于标准组件的元件彼此互换。由此，比如可使用螺旋式旋风分离器或第二内嵌式旋风分离器代替反向旋风分离器18。可以使用具有不同高度的主分离器，这样的主分离器的聚结结构具有不同大小的表面。如果所述标准组件粗分离器、主分离器和精分离器以可分开的方式彼此连接，那么在保养时也可以仅仅更换一个单个的标准组件。比如可以将所述内嵌式旋风分离器10及精分离器15构造为耐用部件，并且仅仅更换所述具有纤维网13的主分离器14。

在图2中示出了所述用于将液体从气体中分离出来的装置的一种实施方式，其中该装置具有可以由多根支撑管组成的主分离器，并且该装置被分解成其零件。在图2的实施方式中，内嵌式旋风分离器30用作粗分离器。所述内嵌式旋风分离器30可以通过间距块31用定位连接件37与集油凹槽32以可分开的方式相连接。所述集油凹槽32可以通过插接连接件38与第一支撑管33相连接。与所述第一支撑管33结构相同的第二支撑管34可以用插接连接件38插到所述第一支撑管33上。这里可以补加其它附加的未示出的支撑管。在图2的示意图中没有示出将该支撑管包围的纤维网。该纤维网可以卷绕在所述支撑体上并且与闭锁件35粘合在一起。在将纤维网卷与所述闭锁件粘合在一起时，排流管路17的一部分与该排流管路的另一部分并且/或者与该排流管路的连接件粘合在一起，用于在闭锁件35上连接到压力容器上。而后又可以通过插接连接件将闭锁件35套装到所述第二支撑管34上。在该闭锁件35中可以装入螺旋式旋风分离器36作为精分离器。在图2的实施方式中，所述螺旋式旋风分离器36用卡口式连接件39以可分开的方式安装在所述闭锁件35上。在插接在一起的支撑管33、34上可以夹上所述第一排流管路17。作为替代方案，所述排流管路17可以插入在支撑体模块33和34上的空隙中。优选将单构件的排流管路17插入所述支撑体模块33、34的管状空隙中。但也可以将排流管路17安装在所述单个的支撑体模块33、34上，而后在组装所述支撑体模决33、34时使其彼此密封。

Claims (9)

1.空气除油元件，其包括用于将分离的液体从所述装置中排出的排流管路，其中所述排流管路集成地安装在支撑体上。

2.按权利要求1所述的用于空气压缩机尤其用于螺旋式压缩机的装置。

3.按前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述排流管路焊接、卡夹、粘结、喷注在支撑管上，与支撑管制成一体或者装入支撑管的固定座中。

4.按前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述排流管路装入所述支撑体的空隙中。

5.按前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述排流管路插入所述支撑体的管状空隙中。

6.按前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述集成安装的排流管路在将卷粘合在所述支撑体上时与端圆盘相连接。

7.按前述权利要求中任一项所述的装置，其中单构件的排流管路安装在由多个构件组成的支撑体上。

8.按前述权利要求中任一项所述的装入压力容器中的空气除油元件。

9.包括按权利要求1到8中任一项所述的空气除油元件的空气压缩设备。

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