CN101252980A - 分离器组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于去除夹杂在气流中的材料的分离器组件。分离器组件包括具有头部部分和本体部分的壳体，头部部分提供壳体上端，本体部分提供壳体下端。分离器组件还包括护罩，所述护罩横贯壳体朝向其下端延伸以在所述护罩与下端之间留出收集空间，从气流中分离的材料可被收集在所述收集空间。在所述护罩上或绕着护罩具有至少一个开口，所述材料可通过所述开口流经所述护罩进入所述收集空间。分离器组件还包括至少覆盖护罩与本体部分上端之间的本体部分内壁的一部分的衬套。

Description

分离器组件
技术领域
本发明涉及用于去除夹杂在气流中的材料诸如气溶胶形式的液体的分离器组件。
背景技术
从气流中去除材料可能是必要的以确保气体的充分洁净以便后续应用、或使杂质对系统成分的不良影响最小。例如，去除压缩机油可能是必要的以使阀上可能引起阀故障的化学污染物和堆积物最少，去除微粒固体材料可能是必要的以使磨损最小。此外，从气流中去除例如水滴等液体可能是必要的以使下游过滤器中带入污染物最少。
很多已知的分离器组件用于压缩气体系统中，它们设计成在下游应用前从气流中去除材料。这种分离器组件包括水分离器，水分离器利用由螺旋流动气流产生的离心力将例如水的大量液体从气流中分离。这种水分离器组件通常包括上端具有待过滤气流进出端口的壳体、布置为使进入壳体的气体形成螺旋流动的多个挡板、位于进出端口与在壳体下端收集被分离材料的贮存区之间的护罩。液体排流口设置在壳体下端，液体可由所述排流口从壳体中排出。护罩典型地为平板并通过从壳体顶端延伸的连结杆悬挂于壳体内部。气流通过入口端进入壳体，从气流中分离的液体落至壳体底部，并在壳体下端聚积。护罩用于平息气体湍流以在其本身与下端之间形成“平静空间”。该平静空间有助于使将成为气流中重新夹杂液体的量最小。而且，当存在排流口时，该平静空间可使排流口正常工作。
重要的是使横贯分离器组件的压力下降最小。典型地，压缩气体系统中横贯分离器组件的压力下降越大，系统的功效越低，系统的运行成本越高。
使已从气流中去除的材料的重新夹杂最小也很重要。
发明内容
根据本发明第一方面，提供一种用于去除夹杂在气流中的材料的分离器组件，所述分离器组件包括：具有头部部分和本体部分的壳体，所述头部部分提供壳体的上端，所述本体部分提供壳体的下端；护罩，所述护罩横贯壳体朝向其下端延伸以在所述护罩与下端之间留出收集空间，从气流中分离的材料可被收集在所述收集空间，在所述护罩上或绕着护罩具有至少一个开口，所述材料可通过所述开口流经所述护罩进入所述收集空间；以及至少覆盖所述护罩与所述本体部分的上端之间的本体部分内壁的一部分的衬套。
本发明的一个优点是利用衬套可增强分离器组件的功效。例如，利用衬套可减少从气流中被分离材料的重新夹杂而回到气流中。这是因为本体部分内壁由提供承受通过分离器组件的气流所产生的内部压力所必需的强度的材料制成。制成本体部分的壁的材料的特性使得从气流中去除的材料易于附着在内壁上，而不是从内壁经护罩落下到平静空间，从而可能导致材料重新夹杂于气流中。衬套不必具有本体部分的强度和刚度。因此，衬套可由具有减少材料附着于衬套的趋势的性能的材料制成，从而减少材料重新夹杂于气流的机会。而且，很多不同类型的衬套可制成为具有不同性能。因此，可根据分离器组件的应用为分离器组件选择衬套，以使衬套的性能最适合该应用。
优选地，衬套绕本体部分的内壁完整地环状延伸。因此，衬套形式可为具有闭环截面的管状结构。替代地，衬套可由能够卷绕的板材制成，以形成具有重叠截面的管状结构。
优选地，衬套外侧的形状和尺寸使其贴切地装配在壳体本体部分内。
优选地，衬套从向着壳体上端的护罩表面朝着接近本体部分上端的一点延伸。优选地，衬套沿本体部分长度延伸向着壳体上端的护罩表面与本体部分上端之间距离的至少50％，更优选为至少75％。最优选地，衬套从朝向壳体上端的护罩表面延伸到本体部分上端。
优选地，衬套位于壳体本体部分中，使其可从本体部分取出。因衬套可取出、清洗、维护和更换，这是有利的。
优选地，衬套大致为圆形，特别是其顶视外形大致为圆形。这有助于使因衬套限定的路径的不连续所造成的气流扰动最小。已发现圆形衬套可有助于保持螺旋气流，从而保持由离心力导致的螺旋气流分离性能。此外，圆形形状的衬套可对在其内流动的螺旋气流提供较小的阻力。因此已发现采用圆形衬套可使横贯分离器组件的压力下降减小。
优选地，为不朝向壳体内侧壁的衬套一侧的衬套内侧壁表面具有减小液体附着在衬套内侧壁表面的趋势的结构。例如，优选地，衬套内侧壁表面是粗糙的。这是因为液体因表面张力易于附着在光滑的表面上，因此不易滑下衬套表面经护罩进入平静空间。这可导致液体在气流内重新夹杂的问题。优选地，衬套内侧的表面纹理为粗糙的。已发现粗糙表面可以减小液体因表面张力效应易于聚集的可能性。
也优选地，衬套内侧壁表面具有形成在其上的至少一个凹槽。而且，已发现采用凹槽可有助于从衬套内侧壁表面排出材料。使用时，该至少一个凹槽可沿大体上平行于本体部分轴线的方向延伸。替代地，该至少一个凹槽绕衬套内侧壁表面呈螺旋状延伸。因此，使用时，该至少一个凹槽可与本体部分轴线成角度延伸。优选地，该至少一个凹槽的延伸长度至少为衬套长度的50％，更优选地至少为衬套长度的75％，特别优选地至少为衬套长度90％。当多于一个凹槽时，优选地这些凹槽绕衬套等距间隔。使用时，当凹槽沿大体上平行于本体部分轴线的方向延伸时，优选地该凹槽垂直延伸。
优选地提供的衬套具有可减小液体附着在衬套内侧壁表面的趋势的结构，例如粗糙的内侧表面，而不是提供具有这种结构的壳体，因为壳体典型地由难以形成这种结构的材料制成。相反，衬套可由在其中可更易于形成这种结构的不同材料制成。例如，壳体典型地由金属材料制成，而衬套则典型地由聚合材料制成。凹槽可由具有合适形状的模具模塑而形成。粗糙纹理可由具有合适的粗糙表面模塑而形成。替代地，粗糙纹理可通过物理研磨加工而形成。例如，粗糙纹理可通过利用硬颗粒撞击衬套内侧壁表面、或通过将其与例如涂有磨粒表面的更硬粗糙表面摩擦而形成。当衬套由金属制成时，粗糙表面可通过电火花腐蚀或类似技术制成。
优选地，衬套内侧壁表面具有螺旋形延伸的膛线(rifle)结构。这可能是有利的，因为它可以在螺旋气流通过分离器组件时有助于保持螺旋气流。优选地，膛线结构由设置在衬套内侧壁表面上的至少一个脊部提供。替代地，膛线结构可由设置在衬套内侧壁表面上的至少一个凹槽提供。
护罩通过(a)护罩边缘与壳体内侧壁，和(b)护罩与壳体基座之间至少其中之一的配合而位于壳体本体部分内的分离器组件的特征可被考虑并入包括衬套的分离器组件中。
优选地，与穿过并垂直于护罩中心点延伸的护罩轴线垂直的护罩截面尺寸沿护罩轴线长度改变。优选地，衬套沿其全长具有恒定不变的截面。
优选地，将衬套作为与护罩分离的单个部件提供，因为它可允许具有不同性能的不同衬套的互换，或允许取出护罩壁进行维护和/或清洗，而不必从壳体中取出护罩。
衬套可作为在向着壳体上端的表面上绕其周边延伸的护罩壁提供。因此，衬套和护罩可作为一个整件从壳体取出。当衬套作为护罩壁提供时，优选地，该壁绕护罩的整个周边延伸。护罩和护罩壁可作为一个单独模塑件提供。替代地，护罩和护罩壁可被制成为已固定在一起的分离部件。
护罩可通过护罩、和/或护罩壁与壳体内侧壁之间的配合位于壳体本体部分内，承受因气流产生的朝向壳体下端方向的力。
护罩可通过从护罩或壳体侧壁延伸的多个肋部之间的配合位于壳体本体部分内。护罩可通过设置在护罩或壳体侧壁之一上的多个肋部与位于另一个上面且肋部可被接收在其中的对应凹槽之间的配合而位于壳体本体部分中。
护罩可通过远离其周边朝向壳体内侧壁延伸的多个肋部与壳体侧壁之间的配合而位于壳体本体部分内。护罩和肋部可为一个整体件。例如，护罩和肋部可作为一个单独模塑件提供。替代地，护罩和肋部可为固定在一起的分离部件。
优选地设置至少三个肋部，更优选地为至少四个肋部，特别优选地为至少五个肋部，例如六个肋部。优选地，肋部布置为绕护罩周边等距间隔。当提供护罩壁时，肋部可设置在护罩壁上。肋部可有不同形状和尺寸。重要的是使护罩以特定方位位于壳体内，这是有利的。此时，肋部的形状和尺寸可使护罩仅以一个方位在壳体内适当安装。肋部可位于沿护罩壁长度的任意一点。例如，肋部可位于接近护罩的护罩壁末端。优选地，肋部位于远离护罩的护罩壁末端。
内侧壁可包括可滑动接收肋部以使护罩位于本体部分之内的多个凹槽。替代地，壳体内部的宽度可朝其下端递减，以使护罩通过肋部与内侧壁之间的楔形配合位于本体部分内。
护罩可通过护罩与壳体本体部分提供的至少一个支承部件的配合而位于壳体本体部分中。例如，护罩可通过护罩与至少部分绕内侧壁延伸的至少一个凸出部的配合而位于壳体本体部分中。例如，护罩可通过朝向壳体基座的护罩表面与内侧壁上的凸出部之间的接触而位于本体部分内。可提供多个绕内侧壁间隔的凸出部。可提供绕内侧壁环状延伸的一个凸出部。
替代地，至少一个支承部件可为在壳体基座与朝向壳体下端的护罩表面之间延伸的至少一个竖直支架。优选地，提供多个竖直支架。当有多个竖直支架时，优选地，它们的位置可使与护罩配合的顶面绕朝向壳体下端的护罩表面间隔，朝向护罩该表面的周边。优选地，多个竖直支架的位置可使其顶面绕该表面等距间隔。
优选地，朝向壳体下端的护罩表面提供至少一个承口，至少一个支承部件可被接收在该承口中。这是有利的，因为承口可具有侧壁，被接收在承口中的支承部件顶端可与该侧壁啮合以防止护罩在壳体内旋转。因此，提供承口可减少护罩在壳体内的转动量。
在某些条件下，优选地，承口和支承部件的形状和尺寸可使支承部件的顶端在承口中紧密配合。这样护罩一旦已定位在本体部分中即可使支承部件被接收在承口中，护罩在壳体内完全不能旋转。这种紧密配合也可有助于将护罩固定在支承部件上。
优选地，护罩和至少一个支承部件配置为可通过除护罩和至少一个支承部件之外的一个元件使护罩被固定在支承部件上。例如，优选地，护罩可通过穿过护罩延伸并进入竖直支架的螺钉被拧紧在支承部件上。例如，护罩和/或支承部件上位于护罩与支承部件相互配合之处可有预先钻好的孔，以使螺钉易于被拧进护罩与支承部件，从而将护罩固定在支承部件上。这是有利的，因为它可帮助确保在使用时护罩不会从支承部件抬起。
护罩和壳体之间的啮合可为直接配合。例如，配合可由壳体基座内侧壁的表面或部分与护罩表面或部分相接触而提供。替代地，护罩和壳体之间的配合可为间接配合。例如，支架可被设置为在壳体与护罩之间延伸并与二者配合。特别地，竖直支架可被设置为在壳体基座与朝向壳体下端的护罩表面之间延伸。
开口可为护罩与壳体之间的空隙。空隙可作为护罩与壳体的形状和尺寸中至少一个的差距存在。空隙可绕护罩仅延伸一部分。空隙可绕护罩环状延伸。当护罩通过远离其周边朝向壳体内侧壁延伸的多个肋部与壳体侧壁之间的配合而位于壳体本体部分中时，则开口可由护罩、肋部和内侧壁之间的空隙确定。
当护罩和壳体的形状和尺寸使得护罩在壳体内贴切配合时，可使护罩周边与壳体侧壁之间几乎没有或没有空隙，则优选地开口被设置在护罩上。当开口在护罩上时，优选地开口的位置朝向护罩周边。开口形状可为任意规则或不规则的形状。例如，开口可为圆形或正方形。优选地开口的形状仿效护罩周边的形状。例如，如果护罩周边的形状为弯曲的，优选地开口形状为弯曲的。优选地开口的位置朝向护罩周边。开口朝向护罩周边越近，则开口对螺旋流造成的扰动越小。优选地，(a)从护罩周边到其中心点的距离与(b)从护罩周边到其距护罩中心最近点的开口边缘的距离(两个距离均沿护罩表面测量)的比约不小于2，更优选地约不小于4，特别优选地约不小于8。
当提供护罩壁时，则优选地开口设置在护罩上。优选地，开口设置在朝向其护罩壁接合护罩处的周边上。
优选地，分离器组件还包括位于入口端与护罩之间的引流器，其中引流器被配置为使进入气流形成螺旋流动。这是有利的，因为分离器组件可用于因螺旋流的离心力分离夹杂在气流中的材料。
大体的螺旋路径为绕轴线延伸的任意路径，以使夹杂在气体中的材料因离心力被迫向外远离轴线，朝向壳体壁。螺旋路径不必为理想的螺旋状。例如，气流的螺旋路径与壳体壁之间的距离可随气流绕壳体轴线的流动而增大或减小。例如，这种螺旋盘旋形状可使螺旋路径朝向其前端或尾端紧缩。而且，气流相对于与气流流动所绕轴线垂直的平面的角度可沿轴线增大或减小。
优选地，分离器组件包括从壳体内部延伸到排出端口的出口管，气体通过该出口管在壳体内部与排出端口之间流动。提供出口管可将朝向排出端口并远离护罩流动的气流与远离入口端而朝向护罩流动的气流隔离。这是有利的，因为它可防止远离护罩流动的气体与流向护罩的气体干扰。这在分离器组件包括位于入口端和护罩之间的引流器时尤其重要，其中引流器被配置为使进入气流形成螺旋流动。这是因为将朝向和远离护罩的气流分离可使对气体螺旋流的扰动最小。因此可保持气体螺旋流动，从而保持了气体螺旋流产生的分离性能，也由此使横贯分离器组件的压力下降最小。
优选地，出口管由聚合材料制成。优选的聚合材料包括聚烯烃(尤其是聚乙烯和聚丙烯)、聚酯、聚酰胺和聚碳酸酯等。用于出口管的聚合材料可用例如纤维材料(尤其是玻璃纤维或碳纤维)加固。除聚合材料之外还可使用例如金属等材料。
优选地，出口管通过模塑，例如通过注塑形成。
优选地，出口管通过提供在出口管和壳体上的相互配合结构之间的配合位于壳体内，克服因气流对其作用而产生的力。相互配合结构可以肋部形式设置在出口管和壳体的一个上，而凹槽设置在另外一个上。优选地，肋部设置在出口管上。
当提供护罩壁时，优选地，出口管通过提供在出口管和护罩壁上的相互配合结构之间的配合位于壳体内，克服因气流对其的作用而产生的力。相互配合结构可以肋部形式设置在出口管和护罩的一个上，且肋部可被滑动接收在其中的相应凹槽设置在另外一个上。优选地，肋部设置在出口管上。
垂直于其纵轴线截取的出口管截面形状可为任意规则或不规则的形状。优选地，出口管的截面形状通常为圆形。优选地，出口管的截面形状沿其长度保持不变。出口管截面形状的尺寸不必沿其长度保持不变。例如，当出口管的截面形状为大体圆形时，出口管的直径可沿其长度改变。
优选地，引流器固定在出口管上。引流器和出口管可作为单个部件提供。例如，引流器和出口管可由单件模塑制成。这可使分离器组件易于制造与装配。引流器和出口管可作为可固定在一起的分离部件提供。这可使不同的引流器使用不同的出口管。
当提供有引流器时，优选地出口管和引流器通过提供在引流器和壳体上的相互配合结构之间的配合位于壳体内，克服因气流对其作用而产生的力。相互配合结构可以肋部形式设置在引流器和壳体的一个上，凹槽设置在另外一个上。优选地，肋部设置在引流器上。
当提供护罩壁时，优选地出口管和引流器通过提供在引流器和护罩壁上的相互配合结构之间的配合位于壳体内，克服因气流对其作用而产生的力。相互配合结构可以肋部形式提供在引流器和护罩壁的一个上，肋部可被滑动接收在其中的相应凹槽设置在另外一个上。优选地，肋部设置在引流器上。当引流器包括多个叶片(如下文所详述)时，优选地至少其中一个肋部为叶片。
如果出口管与引流器分离形成，则优选地引流器和出口管由相同材料制成。优选地，引流器可固定在出口管上以使其能被随后取出。例如，优选地通过采用例如插销、配合螺纹或配合卡口结构等机械固定方式将引流器固定在出口管上。更优选地，出口管和引流器的形状与尺寸使得通过出口管与引流器之间的摩擦力可使出口管固定在引流器内。
在某些应用中将引流器固定在出口管上可能是有利的，以使引流器不会随后从出口管取出。此时，优选地不采用不同于引流器和出口管的材料将引流器固定在出口管。例如，优选地通过采用例如超声波或热焊接等焊接技术将引流器固定在出口管，但是，应理解可通过采用例如粘合剂等接合剂的第三种材料将引流器固定在出口管。
优选地，穿过出口管中心并在其入口端平行于出口管延伸的轴线与穿过并垂直于朝向壳体上端的护罩表面的中心点延伸的轴线是同轴的。这有助于确保远离护罩的气体进入出口管。当护罩表面被朝向壳体上端时，优选地出口管的入口端朝向护罩的碗状表面。
护罩表面可为平面。优选地，朝向壳体上端的护罩表面为碗形。当分离器组件包括位于入口端和护罩之间的引流器时，这是特别有利的，其中引流器被配置为使进入气流形成螺旋流动。这是因为护罩的碗形表面可有助于加速螺旋气流并将其朝向排出端口导回。通过保持螺旋气流、使其加速并以均匀方式将其朝向排出端口导回，已发现横贯根据本发明分离器组件的压力下降可小于横贯当前分离器组件的压力下降。有关朝向壳体上端的护罩表面为碗形的分离器组件的详细说明公开于标题为“分离器组件”的申请中，该申请与本申请同时被提交，其代理编号为P211193WO并要求英国专利申请号0515264.0和0524173.2的优先权。在该申请中公开的主要内容通过参考参考引入本说明书中。
优选地，引流器包括绕壳体轴线布置并向轴线倾斜的多个叶片，以使进入气体在壳体内通常沿螺旋路径，叶片在其中布置为绕出口管排成阵列。已发现，护罩相对于排出端口和叶片的位置可影响分离器组件的功效。如果护罩位置远离排出端口，则大部分远离护罩的气体不能到达出口管。如果护罩位置太靠近排出端口，当朝向壳体上端的护罩表面为碗形时，则可减弱加速气旋的优点。优选地，当朝向壳体上端的护罩表面为碗形时，叶片与护罩底部之间距离和朝向护罩的出口管末端与护罩底部之间距离的比值至少约为1，更优选地至少约为1.2，特别优选地至少约为1.5，例如至少约为1.7。优选地，叶片与护罩底部之间距离和朝向护罩的出口管末端与护罩底部之间距离之比不超过约2.5，更优选地不超过约2.2，特别优选地不超过约2，例如不超过1.8。
优选地，所述分离器组件包括导流器，以使流入壳体的气流在导流器上流动，使得进入气体被迫朝向壳体侧壁。优选地，导流器位于引流器的下游，以使流入壳体的气流首先在引流器上流动，然后在导流器上流动。因此，优选地，导流器位于引流器远离入口端的一侧。
优选地，导流器绕出口管环状延伸。优选地，导流器包括凸出部分，该凸出部分接近远离出口管延伸的引流器，大体上垂直于壳体轴线。优选地，该导流器包括沿大体上平行于壳体轴线的方向远离凸出部分自由端延伸的侧裙部。
优选地，导流器固定在出口管上。导流器和出口管可作为单个部件提供。例如，导流器和出口管可由单件模塑制成。这可使分离器组件易于制造与装配。导流器和出口管可作为可固定在一起的分离部件提供。这可使不同的导流器使用不同的出口管。
如果出口管与导流器分别形成，则优选地导流器和出口管由相同材料制成。优选地导流器可固定在出口管上以使其能被随后取出。例如，优选地通过采用例如插销、配合螺纹或啮合卡口结构等机械固定方式将导流器固定在出口管上。更优选地，出口管和导流器的形状与尺寸使得可通过出口管与导流器之间的摩擦力使出口管固定在导流器内。
在某些应用中将导流器固定在出口管上可能是有利的，以使导流器不会随后从出口管排出。此时，优选地不使用与引流器和出口管不同的材料将导流器固定在出口管。例如，优选地，通过采用例如超声波或热焊接等焊接技术将导流器固定在出口管。但是应理解可通过采用例如粘合剂的接合剂等第三种材料将导流器固定在出口管。
优选地，导流器由聚合材料制成。优选的聚合材料包括聚烯烃(尤其是聚乙烯和聚丙烯)、聚酯、聚酰胺和聚碳酸酯等。用于导流器的聚合材料通过例如纤维材料(尤其是玻璃纤维或碳纤维)可被加固。除了聚合材料，还可采用如金属等材料。
优选地，导流器通过例如注塑等模塑方式形成。
优选地，壳体包括排放口，用于排出从气流中分离的材料。该出口通常用于将已收集在壳体基座处的贮液器中的材料排出。该排放口优选地应无需使壳体减压就能打开。合适的排放机构公开于EP-A-81826。
本申请还描述了一种用于去除夹杂在气流中材料的分离器组件，其包括：具有头部部分和本体部分的壳体，所示头部部分提供壳体上端，所述本体部分提供壳体下端；以及护罩，所述护罩横贯壳体朝向其下端延伸以在所述护罩与下端之间留出收集空间，从气流中分离的材料可被收集在所述收集空间，在所述护罩上或绕着护罩具有至少一个开口，所述材料可通过所述开口流经所述护罩进入所述收集空间；其中，所述护罩通过(a)护罩边缘与壳体内侧壁之间，和(b)护罩与壳体基座之间的至少一种配合克服因气流作用而产生的力而被定位在壳体本体部分内。
该分离器组件具有的优点是，由于护罩安装在本体部分而非头部部分上，因而不必使用从头部部分延伸的连结杆将护罩固定在壳体中。已发现当无需壳体中的连结杆时，流经壳体的气流受到较小的阻力。因此，这可使本发明的分离器组件的功效比已知分离器组件的功效得到提高。
也已发现这可减小液体在气流中形成重新夹杂的可能性。这是因为已发现液体可附着在随后被挡在气流中的连结杆上，从而在其中形成重新夹杂。没有连结杆就消除了这种风险。
还有一个优点是，这种分离器组件更易于制造和装配。而且，连结杆容易生锈，因此需定期更换。此外，将连结杆固定在壳体和/或护罩的螺母可能变松，这可能导致性能和安全问题。因此，使用连结杆的分离器组件需要定期维护与保养。因无需连结杆，所述分离器组件克服了这些缺点。
护罩可由聚合材料或金属材料制成。其应具有足够刚度以确保在操作中护罩不会弯曲或移动。适用的材料在使用时不应对将与部件接触的液体具有任何不良反应。
护罩的顶视形状可为例如正方形、圆形、六边形。优选地，护罩的顶视形状为旋转对称形。当朝向壳体上端的护罩表面为碗形，且进入分离器组件的气体形成螺旋流动时，如下文所详述，优选地护罩大致为圆滑的，尤其当顶视时大致为圆形。大致为圆形意指护罩十分接近圆形，以使气流可在护罩上流动而不干扰气流的螺旋特性。这可有助于使因碗形护罩所限定的通道的不连续性而造成的气流扰动最小。此外，也已发现圆形护罩比其他形状的护罩可提供更好的螺旋气流加速度并将其朝向排出端口导回。这两种因素都可使横贯分离器组件的压力下降更小。优选地，顶视时的护罩形状为大致与顶视时壳体的形状相同。
护罩可作为本体部分的一部分形成。优选地，护罩和本体部分作为分离部件制成。这是有利的，因为它可允许在壳体内使用不同类型的护罩。优选地，护罩可从本体部分拆下。这是有利的，因为它可允许在壳体内更换护罩。优选地，护罩通过在本体部分中压配合被固定在本体部分内。这可方便壳体的装配。
术语“配合”在语句“……护罩通过...(a)护罩边缘与壳体内侧壁，和(b)护罩与壳体基座……之间的配合……位于壳体的本体部分内”中不一定是指护罩与侧壁或壳体基座互锁。而是指在护罩与侧壁或壳体基座之间存在机械接触，使护罩克服沿着向壳体下端方向作用的气流的力在壳体中保持在位。护罩可被锁定以防止向壳体上端移动，但这并没有向锁定护罩以防止向壳体下端移动一样重要。这种机械接触可为任意形式的机械接触。因此，配合可通过使护罩与壳体互锁的机械固连提供。机械固连可成为除护罩和壳体之外的一个元件。例如，该元件可为穿过护罩延伸并进入壳体的螺钉。替代地，配合可仅由护罩与壳体之间的物理接触提供。此外，配合可由粘合剂提供。
优选地，壳体内侧壁是粗糙的。这是因为液体因表面张力而易于附着在光滑的表面上，因此不易滑下内侧壁经过护罩进入平静空间。这可导致的问题是液体在气流内形成重新夹杂。优选地，护罩与壳体上端之间的壳体内侧壁表面的纹理是粗糙的。已发现粗糙表面可以减小因表面张力效应导致的液体聚集。因此，液体更易滑下内侧壁的表面，从而减小液体在气流内形成重新夹杂的机会。粗糙纹理可由具有合适粗糙度表面的模具形成。当模具由金属制成时，粗糙表面可通过电火花腐蚀或类似技术制成。
可提供至少覆盖护罩与本体部分上端之间的本体部分内壁的一部分的衬套。衬套可设置为在朝向壳体上端表面上绕护罩周边延伸的护罩壁。护罩可通过护罩壁与壳体内侧壁之间的配合克服因气流作用而产生的沿着向壳体下端方向的力被定位在壳体本体部分中。优选地，衬套内侧壁表面的纹理是粗糙的。优选地，衬套从护罩延伸到接近本体部分上端的一点。
壳体应由能够经受使用时所受内部压力的材料制成。例如铝及其合金以及某些钢等金属通常是优选的。
附图说明
下面将通过实例并参考附图对本发明的各实施例进行描述，其中：
图1为根据本发明分离器组件的侧剖视图；
图2为图1中所示分离器组件无壳体时的透视图；
图3为图1中所示分离器组件的示意性侧剖视图，其中显示了通过分离器组件的气流；
图4为穿过图1中所示分离器组件护罩的侧剖视图；
图5为穿过图1中所示分离器组件护罩和护罩壁的侧剖视图；
图6为图1中所示分离器组件无壳体时的断面透视图；
图7为根据本发明分离器组件本体部分下端的侧剖视图；
图8为图7中所示分离器组件的断面透视图。
具体实施方式
参见附图，图1显示了分离器组件2，它包括限定内部容积6的壳体4。壳体4包括头部部分12和本体部分14，头部部分12和本体部分14可通过在它们的接口16、18的配合螺纹相互连接。壳体4还包括位于头部部分12中使气体进入和排出分离器组件2的入口端口20和出口端口22、位于与第一端相反的壳体第二端的贮液器8、及液体排流口10。分离器组件还包括引流器(flowdirection)24、导流器(flowdeflector)26、护罩28、包括导管部分32的气流导管装置30，它们全部位于壳体4本体部分14内。
头部部分12和本体部分14由金属材料，特别是铝或其合金形成。它们可通过机加工或例如浇铸等技术形成。
本体部分14包括圆柱壁34、在圆柱壁34一端的端壁36及在圆柱壁相反一端的敞开端。从流过分离器组件的气流中分离的液体被收集在贮液器8中。液体排流口10使得被收集在贮液器8中的液体排出壳体4。适用的液体排流口10的实例公开于EP-A-0081826中。
在朝向其第二端的本体部分14中设置多个鳍状部38。鳍状部38从壳体第二端朝向壳体第一端沿圆柱壁34部分地延伸，与本体部分轴线平行。每个鳍状部38提供凸出部40，朝向接近护罩28可放置在其上的壳体头部部分的端部，如下文所详述。
当分离器组件2被组装时，头部部分12包括位于其中的主室44，主室44具有与排出端口22连通的第一端46、以及具有与壳体4的内部容积6连通的开口的第二端48。主室44由横向延伸穿过头部部分的内部圆柱壁42、以及与排出端口22相对的内部端壁50限定。
护罩28具有碗形面53和圆顶形面55。护罩28周边形状为圆形。护罩具有朝向其圆周切开的多个窗口52。窗口52使得液体从护罩之上的内部容积6中的空间经护罩28到贮液器8，如下文详述。
护罩28的直径从其周边朝向其中心点54减小。护罩28的直径朝向其中心点部分单调减小，此后朝向其中心点的其余部分逐渐减小。因此，当以图1、图3和图4剖视图显示时，护罩表面限定圆滑V形形状，其具有朝向其端部98的直边缘96和朝向其中心点54的圆滑底部。
如图4最佳显示，护罩直边缘96与护罩周边所在平面之间的角度A约为45度。此外，护罩28的直径X与护罩28的深度Y的比值约为2.8。
护罩28由例如尼龙等聚合材料形成。它可由例如注塑技术形成。
设置绕护罩28的圆周延伸的护罩壁82。护罩壁82从护罩28延伸至接近壳体本体部分14的敞开端的敞开端。护罩壁82为基本圆柱状，并且被贴切装配在壳体本体部分14内。护罩壁82的内侧84的表面纹理为粗糙的。护罩壁82的敞开端包括环状延伸的凸缘88。当装配后，凸缘88安置在壳体本体部分14的敞开端上，如下文所详述。
在护罩壁的敞开端绕护罩壁82的内侧84设置多个凹槽92，以接收气流导管装置30的肋部70，如下文所详述。在所示实施例中，两个凹槽92绕护罩壁82的敞开端间隔180度。如图2和图6最佳显示，也提供绕护罩壁82的敞开端外侧90间隔的肋部86。在所示实施例中，凹槽92也用作肋部86，因此绕护罩壁82的敞开端设置间隔180度的两个肋部86。当安装后，肋部86被滑动地容纳在外壳本体部分14的圆柱壁34是的对应凹槽56。
在所示实施例中，护罩壁82和护罩28作为单个部件设置。但是，如上所述，护罩壁82和护罩28可设置为分离部件。因此，应理解在该实施例中，护罩28和护罩壁82均有使它们能够位于壳体本体部分14中的结构。
气流导管装置30具有朝向排出端口22且具有第一轴线A的第一开口58，以及朝向壳体本体部分14且具有第二轴线B的第二开口60。第一开口58和第二开口60的轴线A、B之间的角度为90度。气流导管装置30在两开口之间提供连续流动通道，因此使用时为流过它的气体提供平滑的方向变化。气流导管装置30绕沿与第一开口58和第二开口60的轴线A，B垂直延伸的轴线C转向。(如图1所示，轴线C沿与分离器组件2剖视平面垂直的方向延伸)。
围绕气流导管装置30设置O型环78，位于在其第二开口端60绕气流导管装置外表面延伸的环形凹部中。
气流导管装置34包括垂直横贯气流导管装置34延伸的第一弯曲叶片62、第二弯曲叶片64和第三弯曲叶片66。每个叶片62、64、66绕其自身轴线弯曲，且每个叶片曲率半径相同。此外，在前缘和尾缘之间测得的每个叶片62、64、66长度均相同。叶片62、64、66绕着其弯曲的轴线平行于气流导管装置30绕着其弯曲的轴线C延伸。例如，第二叶片64绕轴线D弯曲。每个叶片62、64、66均具有凹入和凸出表面，其中每个叶片凹入表面面向气流导管装置30的第一开口58和第二开口60。因此，叶片62、64、66有助于在第一开口58和第二开口60之间引导气流。
气流导管装置30还包括分离器组件2组装时延伸进入壳体本体部分14的导管部分32。在本实施例中，气流导管装置30和导管部分32是一个部件。但是，应了解两者不必为一个部件。导管部分32限定流出内部容积6的气体的流动通道68，且与气流导管装置30的第二开口60流体连通。导管部分32的壁为圆柱形。导管部分32的直径在朝向接近第二开口60的一端更窄。
引流器24包括绕导管部分32设置的多个挡板72。当气流导管装置30位于外壳本体部分14内时，挡板72在导管部分32与本体部分圆柱壁34的内侧之间延伸。挡板形状为矩形，且布置为当气流导管装置30位于本体部分14内时使其平面相对壳体本体部分14的纵向轴线成角度延伸。
气流导管装置30还包括从导管部分32在接近第二开口60端延伸的多个肋部70。各肋部70可滑入护罩壁28上的凹槽92中，以将气流导管装置30保持在本体部分14内。在所示实施例中，两个肋部70绕导管部分32间隔180度设置。同样在所示实施例中，各肋部70也是挡板72。但是，应了解肋部70可具有不同于挡板72的结构，因此可以不是挡板。
导流器26绕导管部分32环状延伸，当气流导管装置30位于本体部分中时，导流器26形状和尺寸使其一部分朝护罩壁82内侧延伸离开导管部分。导流器26位于挡板72远离气流导管装置30的第二端60的一侧。导流器26包括接近挡板72且延伸离开导管部分32的凸出部分74、以及远离凸出部分端部延伸的侧裙部76，凸出部分与导管部分32的轴线大体垂直，侧裙部大体上与导管部分的轴线平行。
气流导管装置30由例如尼龙等聚合材料制成。气流导管装置30可由例如注塑等技术制成。气流导管装置30不同部分，例如导管部分32、肋部70、引流器24和导流器26可共同形成为一个部件、不同部件，或作为单个及不同部件的组合(即，导管部分32和导流器26可制成为一个部件，且引流器24作为此后固连在导管部分的分离部件)。
通过将护罩28和护罩壁82滑动通过本体部分，直至护罩28的半球形面55的各窗口52之间的部分位于鳍状部38的凸出部40上、且直至肋部86被接收在壳体本体部分14的圆柱侧壁34上的凹槽56内，使得护罩和护罩壁位于壳体本体部分14中，分离器组件2被装配。一旦肋部86已被凹槽56完全接收，护罩28和护罩壁82被固定地悬挂在壳体本体部分14内，且凸缘88应位于壳体本体部分14的敞开端上。此后护罩28和护罩壁82被固定地悬挂在壳体本体部分14内，护罩28和护罩壁82在壳体本体部分14内的旋转受肋部86与凹槽56的互锁所限制。
此后通过将肋部70滑动进入凹槽92直至它们位于凹槽的底部，气流导管装置30被定位在壳体本体部分14内。一旦肋部70已完全被凹槽92接收，气流导管装置30被固定地悬挂在壳体本体部分14内。因此，壳体本体部分14内的气流导管装置30的轴向位置可通过肋部70和凹槽92的形状和尺寸控制。此外，气流导管装置3的旋转受肋部70与凹槽92的互锁所限制。通过拉动气流导管装置沿其轴线离开本体部分，气流导管装置30可从壳体本体部分14被取出。
通过使头部部分主室44中的气流导管装置30穿过主室第二端48处的开口定位，壳体头部部分12被固定在壳体本体部分14上。O型环78被开口接收，并被主室44的壁压紧以形成流体密封。
壳体头部部分12和本体部分14通过使其中一个相对另一个旋转而被固定，使得在其接口16、18处的配合螺纹相互紧密互锁。在接口16、18处设置O型环80，它被接口压紧以形成流体密封。当被装配后，入口端20与壳体4的内部容积6流体连通。
通过使壳体头部部分12与本体部分14彼此相对旋转使它们的配合螺纹松开，分离器组件2可被拆开。通过气流导管装置上O型环78与头部部分12的主室44之间的摩擦和相关作用力(例如利用物理或化学作用或两者)施加在气流导管装置30上的任意旋转作用力被肋部70作用在护罩壁28上的凹槽92中提供的相反旋转驱动抵消。因此，当壳体头部部分12和本体部分14相对彼此旋转时，气流导管装置30将趋于固定在本体部分中，而不是被拉动远离带有头部部分的本体部分。因此，当头部部分12和本体部分14相互分离时，气流导管装置30将保持位于本体部分14内。
参见图7和图8所示的分离器组件替代实施例的截面。在本实施例中，壳体本体部分114通过挤压加工而不是通过浇铸加工浇铸形成，本体部分的端壁由密封板136提供。提供排流口110使得被收集在贮液器108中的液体排出壳体。提供在密封板136与面向壳体下端的护罩128的表面之间延伸的多个竖直支架102。竖直支架102位于可使其顶面104绕面向壳体密封板的护罩128的表面间隔，且朝向该表面周边。
护罩128在其面向壳体下端的表面上提供多个承口106，在所述承口中可接收竖直支架102。承口106的壁112的形状和尺寸使得竖直支架102在承口中紧密配合。护罩128通过穿过护罩128延伸进入竖直支架102的螺钉116固定在竖直支架102上。
使用中，分离器组件在大体垂直的状态使用，其壳体头部部分12位于本体部分14上方。具有待从气体中排出的夹杂材料的气体通过入口端进入分离器组件20。在所述实施例中，气体为空气，材料为水。空气从入口端口20流入，绕过引流器24的挡板72。挡板72结构和布置使气流螺旋流动，如图线条84所示。一旦气体已通过引流器24、绕过挡板72，气体则流至导流器26上。导流器26结构和布置迫使气体朝向护罩壁28向外流动。
由于夹杂在气体中的水比气体更重，当气流以螺旋方式转动时，水被朝向护罩壁82向外推动。这是由于当气体/水混合物转动时对水的离心力。此后水流下护罩壁82内侧84、穿过窗口52流经护罩28，并被收集在壳体本体部分14底部的贮液器8中。水可通过操作液体排流口10被排出贮液器8。
气体继续以螺旋运动流动远离入口端口20，直至到达护罩28。此处，气体从护罩28被反射折回朝向壳体头部部分12，如线条86所示。由于护罩30为碗形，可保持气流螺旋流动。此外，护罩作用使得螺旋气流朝向气流导管装置30的导管部分32加速。
护罩28用作对流经气流的屏障。在护罩28下方，即在护罩和壳体本体部分14的端壁36之间的区域中，气体容积中的湍流小于护罩上方的气体容积中的湍流。因此，护罩28与壳体本体部分14的端壁36之间的空间已知为“平静空间”。
此后气流穿过导管部分32、气流导管装置30并在通过排出端口22从分离器组件2被排放之前最终通过主室44。由气流导管装置30以及叶片62、64、66提供的方向平稳改变有助于当气体通过气流导管装置时使气体旋转。这有助于减小气流导管装置30中的湍流，从而有助于减小方向改变所导致的横贯气流导管装置的压力下降。

Claims (8)

1.一种用于去除夹杂在气流中的材料的分离器组件，所述分离器组件包括：
a.具有头部部分和本体部分的壳体，所述头部部分提供壳体的上端，所述本体部分提供壳体的下端；和
b.护罩，所述护罩横贯壳体朝向其下端延伸以在所述护罩与下端之间留出收集空间，从气流中分离的材料可被收集在所述收集空间，在所述护罩上或绕着护罩具有至少一个开口，所述材料可通过所述开口流经所述护罩进入所述收集空间；
c.至少覆盖所述护罩与所述本体部分的上端之间的本体部分内壁的一部分的衬套。
2.如权利要求1所述的分离器组件，其中，衬套绕本体部分内侧壁完整地环状延伸。
3.如权利要求1所述的分离器组件，其中，衬套从朝向壳体上端的护罩表面向着本体部分上端延伸。
4.如权利要求1所述的分离器组件，其中，衬套内侧壁表面具有减少液体附着到衬套内侧壁表面的趋势的结构。
5.如权利要求1所述的分离器组件，其中，衬套内侧壁表面的纹理是粗糙的。
6.如权利要求1所述的分离器组件，其中，衬套内侧壁具有位于其表面上的凹槽。
7.如权利要求1所述的分离器组件，其中，衬套内侧壁具有位于其表面上的螺旋形延伸的膛线结构。
8.如权利要求1所述的分离器组件，其中，衬套作为护罩的一部分被提供，所述护罩作为在向着壳体上端的护罩表面上绕护罩周边延伸的壁，使得护罩和衬套可作为单个部件从壳体取出。
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