CN101116786A - 气液分离装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气液分离装置及方法，该气液分离装置包括一壳体及一管道；所述壳体具有一容置室以及与该容置室连通的入液口和出液口；所述管道设置于所述容置室中，将所述壳体的入液口与出液口相连；所述管道的侧壁上形成有若干穿孔，将该管道的内部与所述容置室相连。上述气液分离装置具有结构简单、体积小、阻力低等优点。

Description

气液分离装置及方法
技术领域
本发明涉及一种从液体中分离气体的装置及方法。
背景技术
液体的管路输送中应用十分广泛，如液压、液冷等。由于气体在液体中具有一定的溶解性，使液体中常混入有气体，当液体混入气体后，常常会造成能量的损失，更甚者，会影响到输送泵的工作寿命。这种情况，在液体压力较大的场合，由于气体的溶解性增大而更为明显。
因此，为使上述液体输送管路能够正常运转，需要对液体进行气液分离，然而，由于液体在管路输送过程中，输送泵将大气泡分散成细小气泡，且整个回路必须处于密封状态，使从液体中排除气体变得非常困难。
常用的气液分离装置一般配备有大的储液槽、过滤或旋转叶轮等，这些气液分离装置存在着一些不足，例如，体积大、阻力高、结构复杂等。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种改进的气液分离装置及方法。
一种气液分离装置，包括一壳体及一管道；所述壳体具有一容置室以及与该容置室连通的入液口和出液口；所述管道设置于所述容置室中，将所述壳体的入液口与出液口相连；所述管道的侧壁上形成有若干穿孔，将该管道的内部与所述容置室相连。
一种气液分离方法，用于分离一循环回路的工作液体中混入的气体，包括如下步骤，
(A)将所述循环回路中混有气体的高速工作液体导入淹没于容置室中的静态工作液体中的管道内；
(B)令所述高速液体经过所述管道上的穿孔进入到所述容置室中，高速液体进入到容置室中后流速和紊流度均下降，液体中携带的小气泡部分相互结合成大气泡而析出；
(C)将脱气后的工作液体从所述管道导出，再次进入所述循环回路中。
本发明与现有技术相比，具有体积小、结构简单、阻力低等优点。
下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明气液分离装置一个实施例的局部剖视图。
图2是图1所示气液分离装置的管道的结构示意图。
图3是图1所示气液分离装置在移除管道后的轴向剖视图。
具体实施方式
图1至图3示出了本发明气液分离装置的一个实施例，其可用于电脑CPU散热用液冷回路中，为液冷回路中的工作液体脱气。该气液分离装置主要包括壳体10以及管道20。壳体10具有容置室11以及与容置室11连通的入液口12及出液口13，容置室11的内径大于且最好远大于管道20的外径。管道20设置于容置室11内，且其入液端21和出液端23分别与壳体10的入液口12和出液口13对应，将壳体10的入液口12与出液口13相连。
壳体10大体呈圆柱状，其包括圆筒状本体14以及分别封盖于圆筒状本体14两端的端板15、16。端板15、16与圆筒状本体14一体成形，界定出上述的容置室11，以收集从液体中分离出来的气体。壳体10的端板16上部还设有一与容置室11连通的排气阀19，以便容置室11中收集的气体的达到预定气压时，将气体排出。端板15、16的中部分别设置上述的入液口12和出液口13，入液口12和出液口13分别朝内侧延伸出有凸缘17、18。可以理解的是，壳体10并不局限于圆柱状，其也可以呈长方体等其他形状；入液口121和出液口131也不局限于设置在端板12、13的中部，其也可以设于偏离中心的位置。
管道20大体呈圆筒状，其具有入液端21、侧壁22以及出液端23，入液端21和出液端23分别嵌置于壳体10的入液口12和出液口13的凸缘17、18中，将壳体10的入液口12与出液口13连通。在本实施例中，为使从入液口12进入管道20的液体流速增加，使管道20的内径小于入液口12的孔径。管道20的入液端21和出液端23还分别径向延设环缘24、25，环缘24、25的外径与凸缘17、18的内径相适应，以使环缘24、25分别嵌置于壳体10的凸缘17、18中时，管道20的入液端21和出液端23分别与壳体10的入液口12和出液13正对，并且最好共轴。
管道20的侧壁22上开设若干圆形穿孔26，穿孔26将管道20的内部与壳体10的容置室11连通，以使流经管道20的高速液体可以通过穿孔26进入到容置室11中。这些穿孔21在管道20长度方向上被分成若干间隔分布的组，每一组穿孔21均间隔分布在管道20的周向上。在本实施例中，为了适应进入管道20中液体的流速随着液体与入液端21的距离增加而减小的态势，令同组穿孔21的孔径相等，不同组穿孔21的孔径随着穿孔21与管道20的入液端21距离的增加而减小。可以理解的是，管道20的穿孔26并不局限于圆形，其也可以为长方形、椭圆形等其他形状。
本实施例中，为了进一步提高气液分离效果，还在管道20内沿长度方向上设置一螺旋形导流板30，以使流经管道20的液体产生旋流，从而藉由离心力的作用加速气液分离。螺旋形导流板30在本实施例中可采用金属薄片加工而成，并通过焊接或过盈配合等方式固定于管道20的内壁面，螺旋形导流板30可以分布于管道20的整个或部分长度上。
下面结合工作原理对上述气液分离装置做进一步说明：
上述气液分离装置在工作前，一般先将壳体10呈水平放置，并令排气阀19位于壳体10的上方位置，再往壳体10的容置室11内注入适量的工作液体，使管道20完全被淹没于液体中，但该工作液体液面应当低于所述排气阀19的位置，以便收集于容置室11中的气体能够被及时排出。
在工作时，来自循环回路(未图示)中的高速液体首先从壳体10的入液口12进入管道20中，由于管道20的内径小于入液口12的孔径，使液体在管道20的流速增加。然后，由于进入到管道20内的高速液体压力大于管道20外的静态液体，使至少部分高速液体经过管道20的穿孔26进入到容置室11中，高速液体从体积较小的管道20中进入体积较大的容置室11后，流速迅速下降，紊流度也随着降低，液体中携带的小气泡会部分相互结合成大气泡而析出，并被收集在容置室11中液体上方空间内。最后，脱气后的液体再从管道20上接近出液口13处的穿孔26进入到管道20中，再从出液口12流出，返回循环回路进行新一轮循环。如此往复循环，从而达到循环回路中工作液体脱气的目的。
另外，当管道20中设置有螺旋形导流板30，从入液口12进入管道20的液体会呈螺旋运动，产生离心力，由于密度的不同使小气泡聚集成大气泡，浮力增加而从液体中分离，从而可以进一步提高上述气液分离装置的气液效率。

Claims (12)

1.一种气液分离装置，包括一壳体，该壳体具有一容置室以及与该容置室连通的入液口和出液口，其特征在于：还包括一管道，该管道设置于所述容置室中，将所述壳体的入液口与出液口相连；所述管道的侧壁上形成有若干穿孔，这些穿孔将该管道的内部与所述容置室相连。
2.如权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于：所述管道内设置有螺旋导流板。
3.如权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于：所述管道的穿孔在管道长度方向上被分呈若干间隔分布的组。
4.如权利要求3所述的气液分离装置，其特征在于：不同组穿孔的孔径随着穿孔至所述管道的入液端的距离的增加而减小。
5.如权利要求3所述的气液分离装置，其特征在于：同组穿孔在所述管道的周向上间隔分布。
6.如权利要求1至5任一项所述的气液分离装置，其特征在于：所述管道呈圆筒状，其入液端和出液端分别与所述壳体的入液口和出液口正对。
7.如权利要求6所述的气液分离装置，其特征在于：所述管道的内径小于所述壳体的入液口的孔径。
8.如权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于：所述壳体呈圆柱状，其包括圆筒状本体以及位于圆筒状本体端部的端板。
9.如权利要求8所述的气液分离装置，其特征在于：所述壳体的入液口和出液口分别位于所述壳体两端板的中部。
10.一种气液分离方法，用于分离一循环回路的工作液体中混入的气体，其特征在于：包括如下步骤，
(A)将所述循环回路中混有气体的高速工作液体导入淹没于容置室中的静态工作液体中的管道内；
(B)令所述高速液体经过所述管道上的穿孔进入到所述容置室中，高速液体进入到容置室中后流速和紊流度均下降，液体中携带的小气泡部分相互结合成大气泡而析出；
(C)将脱气后的工作液体从所述管道导出，再次进入所述循环回路中。
11.如权利要求10所述的气液分离方法，其特征在于：进一步包括步骤(D)，令所述高速液体进入所述管道中后呈螺旋形运动。
12.如权利要求11所述的气液分离方法，其特征在于：所述高速液体的螺旋形运动是通过设置于所述管道中的螺旋形导流板来实现的。
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