CN101272839B - 旋流式分离组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于去除气流中的夹带物的分离组件(2)。分离组件(2)包括外壳(4)，所述外壳具有用于待去除夹带物的气体的入口(20)和出口(22)。所述入口(20)和出口(22)朝向外壳的上端设置。引流器(24)设置为使得流入外壳(4)的气体流过引流器(24)，从而使进入的气流在外壳内沿着基本螺旋形路径流动。分离组件(2)还包括遮挡件(28)，所述遮挡件朝向外壳的下端延伸横跨外壳，从而在遮挡件与可在其内收集从气流分离的夹带物的下端之间形成收集空间(8)。在遮挡件中或周围设有至少一个开口(52)，夹带物可以通过该开口流过遮挡件而流入收集空间(8)。遮挡件(28)的朝向外壳上端的表面为碗形。

Description

旋流式分离组件

技术领域

本发明涉及一种用于去除气流中夹带的诸如气溶胶形式的液体等物质的分离组件。

背景技术

可能需要从气流中去除夹带物以确保气体对于随后的应用足够清洁，或者使杂质对系统的部件所产生的不利影响降至最低。举例来说，可能需要去除浓缩油，以便使阀上的化学污染和积聚(可能导致阀故障)降至最低，并且可能需要去除固态颗粒物以便使磨损降至最低。

另外，可能需要从气流中去除液体诸如水滴，以便使下游过滤器的污染负荷降至最低。

用在压缩气体系统中的分离组件是公知的，所述分离组件设计为在下游应用之前从气流中去除夹带物。这种分离组件包括水分离器，所述水分离器利用螺旋形流动的气流所产生的离心力从气流中分离出诸如水等分散液体。这种水分离组件通常包括外壳、多个挡板以及遮挡件，其中，在所述外壳的上端具有用于待过滤气流的入口和出口，所述挡板布置为使进入外壳的气体进行螺旋流动，所述遮挡件位于入口、出口和外壳下端的用于收集分离物的贮液器之间。可以在外壳的下端设置液体排出口，经由该排出口从外壳去除液体。遮挡件通常是平板，并且通过从外壳顶端延伸的系杆悬垂在外壳内。气流经由入口进入外壳。从气流中分离出的液体流到外壳的底部，并且在此处聚集在外壳的下端。遮挡件用于抑止紊乱的气流从而在遮挡件与所述下端之间产生“静区”。该静区有助于避免液体再次夹带于气流中。另外，当存在排出口时，静区使排出口可以适当地工作。

重要的是降低分离组件上的压降。通常，在压缩气系统中，分离组件上的压降越高，该系统的效率越低，并且该系统的操作成本越高。

发明内容

因此，在一方面，本发明提供一种用于去除气流中的夹带物的分离组件，其包括：外壳，所述外壳具有用于待去除夹带物的气体的入口和出口，所述入口和出口朝向外壳的上端设置，所述外壳还具有引流器，所述引流器设置为使得流入外壳的气体流过引流器，从而使进入的气体在外壳内沿着基本螺旋形路径流动；以及遮挡件，其朝向外壳的下端延伸横跨外壳，从而在遮挡件与可在其内收集从气流分离的夹带物的下端之间形成收集空间，在遮挡件中或周围设有至少一个开口夹带物可以通过该开口流过遮挡件而流入收集空间，其中遮挡件的朝向外壳上端的表面从一侧以横截面看为碗形，其特征在于，所述遮挡件最接近其周边的横截面形状的一部分是直的，且所述遮挡件的横截面形状以凹形平滑地弯曲延伸到其中点，使得表面形状是具有圆角末端的倒置锥形的碗，并且所述遮挡件在其大部分表面上未形成有任何穿孔。

本发明的组件具有如下优点：遮挡件的碗形表面可以有助于促进气体的螺旋形流动，并且将气流朝向出口引回去。这与公知的平面遮挡件形成对比，其中平面遮挡件导致气体的螺旋形流动以随意(因此低效率)的方式朝向出口返回。已经发现，通过保持螺旋形流动并以均匀的方式将气流朝向出口引回去，根据本发明的分离组件上的压降可以小于目前的分离组件上的压降。此外，已经发现，通过促进气体的螺旋形流动，分离组件的分离特性得以改进。

令人惊讶的是，已经发现，即使遮挡件的朝向外壳上端的表面为碗形，也未有收集在遮挡件中的夹带物。这是因为当气体在碗形表面上方流动时碗形表面使气体维持螺旋形流动，因此，由于离心力而迫使碗形表面上的夹带物向外朝向外壳的壁。

遮挡件可以由聚合材料或者金属材料制成。这种材料应该具有足够的刚度以确保在操作过程中遮挡件不会挠曲或者移动。适当的材料应该在使用中与元件将要接触的流体不存在任何不利的反应。

优选的是，遮挡件是实心的，即遮挡件的大部分表面上没有穿孔。

基本螺旋形路径为任何如下路径，即围绕轴线延伸使得由于离心力而迫使气体中的夹带物背离轴线朝外，即朝向外壳的壁。螺旋形路径并非必须为标准螺旋形。举例来说，气流的螺旋形路径与外壳的壁之间的距离可以随着气流围绕外壳轴线的流动而增大或减小。举例来说，螺旋线可以形成为螺旋形路径朝向其前端或后端变紧。此外，气流和与其流动所围绕的轴线垂直的平面之间的角度可以沿着轴线增大或减小。

优选的是，外壳的内侧壁是粗糙的。这是因为由于表面张力使得液体趋于附着于光滑表面上，因此不容易沿着内侧壁落下而穿过遮挡件到达静区。这可能产生液体再次夹带于气流中的问题。优选的是，遮挡件和外壳上端之间的外壳内侧壁的表面纹理是粗糙的。已经发现，粗糙表面减少了液体由于表面张力作用而聚集的现象。因此，液体趋于更容易沿着内侧壁的表面落下，减少了液体再次夹带于气流中的机会。可以利用大致粗糙的表面进行模制而形成粗糙纹理。当模具由金属制成时，可以通过电火花腐蚀或者类似的技术来形成粗糙表面。

可以在遮挡件的指向外壳上端的表面上设置围绕遮挡件的周边延伸的遮挡壁。优选的是，遮挡壁围绕遮挡件的整个周边延伸。优选的是，遮挡壁的形状和尺寸使其紧密配合在外壳内。外壳可以包括头部和本体部分，下面将要更详细地说明。优选的是，遮挡壁从遮挡件的指向外壳上端的表面延伸到靠近本体部分上端的位置处。

优选的是，当从上方看时，遮挡壁大致为修圆的形状，特别是大致为圆形。这可以有助于使由于遮挡壁所限定的不连续路径所引起的气流紊乱最小。已经发现，圆形遮挡壁可以有助于使气体维持螺旋形流动，从而维持离心力所引起的螺旋形气流的分离特性。此外，圆形遮挡壁可以对其中的螺旋形气流流动的阻力更小。因此，已经发现，具有圆形遮挡壁的分离组件上的压降更小。

优选的是，遮挡壁的内侧壁的表面，即，遮挡壁的非面向外壳内侧壁的侧面是粗糙的。这是因为由于表面张力使得液体趋于附着于光滑表面上，因此不容易沿着遮挡壁的内侧壁表面落下而穿过遮挡件到达静区。这可能产生液体再次夹带于气流中的问题。优选的是，遮挡壁的内侧壁表面纹理是粗糙的。已经发现，粗糙表面减少了液体由于表面张力作用而聚集的现象。优选的是，提供具有粗糙内侧面的遮挡壁而不是提供具有粗糙内侧壁面的外壳体，这是因为外壳体通常由难以形成粗糙表面的材料制成。相比之下，遮挡壁可以由能够更容易形成粗糙表面的不同材料制成。举例来说，外壳体通常由金属材料制成，而遮挡壁通常由聚合材料制成。可以利用大致粗糙的表面进行模制而形成粗糙纹理。当模具由金属制成时，可以通过电火花腐蚀或者类似的技术来形成粗糙表面。

优选的是，遮挡件和遮挡壁作为单一件提供。举例来说，遮挡件和遮挡壁可以作为单个模制件被提供。作为选择，遮挡件和遮挡壁可以由已经固定在一起的分离件构成。

通过遮挡壁与外壳内侧壁之间的接合，遮挡件可以逆着由气流对其的作用而产生的沿着朝向外壳下端方向的力而定位于外壳本体部分内部。

所述开口可以是遮挡件和外壳之间的间隙。所述间隙可以由于遮挡件和外壳的形状和尺寸的至少一方面不同而存在。所述间隙可以由于遮挡件周边与外壳侧壁的间距而存在。当遮挡件位于外壳内部时，遮挡件的周边由遮挡件的最靠近外壳上端的边缘所限定。所述间隙可以仅仅部分地围绕遮挡件延伸。所述间隙也可以围绕遮挡件环形地延伸。当遮挡件通过多个背离其周边朝向外壳内侧壁延伸的肋与外壳侧壁之间的接合而位于外壳本体部分内时，所述开口可以由遮挡件、肋与外壳内侧壁之间的间隙所限定。

当存在遮挡壁时，优选的是，所述开口设置在遮挡件中。优选的是，所述开口朝向遮挡件的周边设置在遮挡壁与遮挡件相接的地方。

当遮挡件和外壳的形状和尺寸满足：遮挡件紧密配合在外壳内以至于遮挡件周边与外壳侧壁之间只有一点或者没有间隙时，优选的是，所述开口设置在遮挡件中。当所述开口位于遮挡件中时，优选的是，所述开口朝向遮挡件的周边设置。所述开口可以具有任何规则或者不规则的形状。举例来说，所述开口可以为圆形或者方形。优选的是，开口的形状与遮挡件周边的形状相一致。举例来说，如果遮挡件周边的形状是曲形的，那么优选的是，开口的形状是曲形的。优选的是，所述开口朝向遮挡件的周边设置。开口离遮挡件的周边越近，开口对螺旋形流动引起的紊乱越小。优选的是，(a)遮挡件周边到遮挡件中点的距离与(b)遮挡件周边到最靠近遮挡件中心的开口边缘(在开口的最靠近遮挡件中心的位置处)的距离(两种距离都是沿着遮挡件的表面测量而得)之间的比值不小于大约2，更优选的是不小于大约4，特别优选的是，不小于大约8。

遮挡件的背离外壳上端的表面形状并非必须是碗形表面的反面形状。举例来说，遮挡件的背离外壳上端的表面形状可以是任何规则或者不规则的形状。举例来说，遮挡件的背离外壳上端的表面形状可以是立方形、锥形或者部分球形。

优选的是，遮挡件的碗形表面平滑地弯曲延伸到其中点。然而，遮挡件的碗形表面并非必须从其周边恒定地弯曲延伸到其中点。因此，当从侧面观看遮挡件时，遮挡件的碗形表面的横截面并非必须是部分圆形或者椭圆形。优选的是，从遮挡件的宽度朝向遮挡件的底部减小的比率恒定的角度来讲，遮挡件的宽度在朝向其中点的中途单调地减小，而从遮挡件的宽度减小的比率朝向遮挡件的底部增大的角度来讲，剩余部分的遮挡件的宽度朝向其中点渐进地减小。优选的是，当从遮挡件侧面观看时，遮挡件的碗形表面的一部分横截面形状是曲形的，一部分横截面形状是直的。因此，遮挡件的碗形表面朝向其中央的横截面形状可以是曲形的，而朝向其周边的横截面形状是直的。在这种情况下，遮挡件的碗形表面的横截面形状大致是具有圆角末端的三角形形状。因此，优选的是，碗形表面的形状可以是具有圆角末端的倒锥形。当遮挡件的碗形表面朝向其周边的横截面形状是直的时，优选的是，遮挡件的直部和与经过碗形表面的中点并垂直于碗形表面延伸的轴线相平行的线之间的角度不大于70°，更优选的是不大于60°，特别优选的是不大于50°，例如45°。优选的是，遮挡件的直部和与经过碗形表面的中点并垂直于碗形表面延伸的轴线相平行的线之间的角度不小于20°，更优选的是不小于30°，特别优选的是不小于40°。

当从上方观看时，遮挡件的形状可以是例如方形或者六边形。优选的是，当从上方观看时，遮挡件的形状是旋转对称的。优选的是，当从上方观看时，遮挡件大致为修圆的形状。提供修圆形状的形遮挡件而不是提供诸如方形遮挡件等非修圆的形状遮挡件是有利的，这是因为非修圆的形状遮挡件可能存在边缘，液滴会聚集在此处并随后再次夹带于气流中。特别优选的是，当从上方观看时，遮挡件大致为圆形。大致圆形的遮挡件是指遮挡件特别接近于圆形，以至于气体可以在遮挡件上流动，而不扰乱气流的螺旋形特性。这可以有助于使由于遮挡件限定的不连续路径所引起的气流紊乱最小。此外，已经发现，圆形遮挡件相比其他形状的遮挡件可以更好地使气体朝向出口的螺旋形流动加速。这些因素都可以导致分离组件上的压降更小。

优选的是，当从上方看时，外壳大致为修圆的形状，特别是大致为圆形。这可以有助于使由于外壳壁所限定的不连续路径所引起的气流紊乱最小。已经发现，圆形外壳可以有助于使气体维持螺旋形流动，从而维持离心力所引起的螺旋形气流的分离特性。此外，圆形外壳可以对其中的螺旋形气流流动的阻力更小。因此，已经发现，具有圆形外壳的分离组件上的压降更小。

优选的是，遮挡件的宽度与深度的比值至少为大约2，更优选的是，至少为大约2.5，特别优选的是，至少为大约2.8，更优选的是，至少为大约3，例如至少为大约3.2。优选的是，遮挡件的宽度与深度的比值不大于大约4，特别优选的是，不大于大约3.8，更优选的是，不大于大约3.5，例如不大于大约3.3。遮挡件的深度可以测量为：包含遮挡件周边的平面与遮挡件的面向外壳上端的表面上的最低点之间的直线最大距离。遮挡件的宽度可以测量为：遮挡件周边上的相对两点之间的直线最大距离。因此，当从上方观看遮挡件为圆形时，遮挡件的宽度可以是遮挡件在周边的直径。

优选的是，分离组件包括从外壳内部延伸至出口的流出管，气体经由该流出管在外壳内部与出口之间流动。设置流出管可以将朝向出口并且背离遮挡件流动的气流与背离入口并且朝向遮挡件流动的气流隔离。这是有利的，因为这可以避免背离遮挡件流动的气体与朝向遮挡件流动的气体相干扰。这对于使螺旋形气流受到的干扰最小是重要的，从而保持螺旋形气流所引起的分离特性，并使组件上的压降最小。

优选的是，流出管由聚合材料构成。优选的聚合材料包括聚烯烃(特别是聚乙烯和聚丙烯)、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯等。用于流出管的聚合材料可以例如通过纤维材料(特别是玻璃纤维或碳纤维)增强。也可以使用聚合材料之外的其它材料例如金属。

优选的是，流出管通过模制方法例如通过注射成型而形成。

优选的是，通过设置于流出管和外壳上的相互接合结构之间的接合，流出管逆着气流对其作用所产生的力位于外壳内。所述相互接合结构可以为设置在流出管和外壳中一者上的肋以及设置在另一者上的槽的形式。优选的是，所述肋设置在流出管上。

当存在遮挡壁时，优选的是，通过设置于流出管和遮挡壁上的相互接合结构之间的接合，流出管逆着气流对其作用所产生的力位于外壳内。所述相互接合结构可以为设置在流出管和遮挡壁中一者上的肋以及设置在另一者上可使肋滑动地容纳于其中的槽的形式。优选的是，所述肋设置在流出管上。

垂直于流出管的纵轴截取的流出管的横截面可以为任何规则或者不规则形状。优选的是，流出管的横截面形状大致为修圆的形状。优选的是，流出管的横截面形状沿其长度方向是恒定的。流出管的横截面形状的尺寸并非必须沿其长度方向是恒定的。举例来说，当流出管的横截面形状大致为修圆的形状时，流出管的直径可以沿其长度方向改变。

优选的是，引流器固定于流出管。引流器和流出管可以作为单一件提供。举例来说，引流器和流出管可以由单个模具形成。这可以使得能够容易地制造并装配组件。引流器和流出管可以作为可以固定于一起的分离件提供。这可以允许不同的引流器与不同的流出管一起使用。

如果流出管与引流器分离地形成，那么优选的是，引流器和流出管由相同材料构成。优选的是，引流器可以固定于流出管使得随后可以将引流器取出。举例来说，优选的是，通过使用机械紧固方式诸如锁栓、配合螺纹或接合卡销结构等将引流器固定于流出管。更优选的是，引流器和流出管的形状和尺寸使得流出管通过流出管与引流器之间的摩擦力保持在引流器内。

在一些应用场合中有利的是，将引流器固定于流出管使得随后不可以从流出管取出引流器。在该情况下，优选的是，不使用与引流器和流出管不同的材料将引流器固定于流出管。举例来说，优选的是，通过使用焊接技术例如超声波焊接或热焊接等将引流器固定于流出管。然而，可以认识到，可以通过使用第三方材料例如粘合剂(如，粘接剂)将引流器固定于流出管。

优选的是，流出管的流入端面对着遮挡件的碗形表面。这可以有助于确保背离遮挡件流动的气体进入流出管。优选的是，经过流出管的中心并在其流入端处平行于流出管延伸的轴线与经过碗形表面的中点并垂直于碗形表面延伸的轴线是同轴的。

优选的是，引流器包括多个叶片，所述多个叶片围绕外壳的轴线布置并且相对于该轴线倾斜，从而使进入的气体在外壳内沿着基本螺旋形路径流动，其中叶片围绕流出管以阵列形式布置。

已经发现，遮挡件相对于出口和叶片的位置可以影响组件的效率。如果遮挡件的位置太远离出口，那么背离遮挡件流动的气体中很大一部分不能到达流出管。如果遮挡件的位置太靠近出口，那么就可能失去促进气旋的优势。优选的是，叶片与遮挡件的面向外壳上端的表面上的最低点之间的距离和流出管的面向遮挡件的端部与遮挡件的面向外壳上端的表面上的最低点之间的距离的比值至少为大约1，更优选的是，至少为大约1.2，特别优选的是，至少为大约1.5，例如至少为大约1.7。优选的是，叶片与遮挡件的面向外壳上端的表面上的最低点之间的距离和流出管的面向遮挡件的端部与遮挡件的面向外壳上端的表面上的最低点之间的距离的比值不超过大约2.5，更优选的是，不超过大约2.2，特别优选的是，不超过大约2，例如不超过大约1.8。

优选的是，该分离组件包括偏流器，以至于流入外壳的气体流过偏流器，从而将进入的气体推向外壳的侧壁。优选的是，偏流器位于引流器的下游，使得流入外壳的气流首先流过引流器，然后流过偏流器。因此，优选的是，偏流器位于引流器的远离入口的一侧。

优选的是，偏流器围绕流出管环形地延伸。优选的是，偏流器包括位于引流器附近的凸出部分，该凸出部分基本上垂直于外壳的轴线背离流出管延伸。优选的是，偏流器还包括侧裙部，其朝着基本上平行于外壳轴线的方向背离凸出部分的自由端延伸。

优选的是，偏流器固定于流出管。偏流器和流出管可以作为单一件提供。举例来说，偏流器和流出管可以由单个模具形成。这可以使得能够容易地制造并装配组件。偏流器和流出管可以作为可以固定于一起的分离件提供。这可以允许不同的偏流器与不同的流出管一起使用。

如果流出管与偏流器分离地形成，那么优选的是，偏流器和流出管由相同材料构成。优选的是，偏流器可以固定于流出管使得随后可以将偏流器取出。举例来说，优选的是，通过使用机械紧固方式诸如锁栓、配合螺纹或接合卡销结构等将偏流器固定于流出管。更优选的是，偏流器和流出管的形状和尺寸使得流出管通过流出管与偏流器之间的摩擦力保持在偏流器内。

在一些应用场合中有利的是，将偏流器固定于流出管使得随后不可以从流出管取出偏流器。在该情况下，优选的是，不使用与偏流器和流出管不同的材料将偏流器固定于流出管。举例来说，优选的是，偏流器通过使用焊接技术例如超声波焊接或热焊接等固定于流出管。然而，可以认识到，可以通过使用第三方材料例如粘合剂(如，粘接剂)将偏流器固定于流出管。

优选的是，偏流器由聚合材料构成。优选的聚合材料包括聚烯烃(特别是聚乙烯和聚丙烯)、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯等。用于偏流器的聚合材料可以例如通过纤维材料(特别是玻璃纤维或碳纤维)增强。也可以使用聚合材料之外的其它材料例如金属。

优选的是，偏流器通过模制方法例如通过注射成型而形成。

优选的是，外壳具有提供外壳上端的头部和提供外壳下端的本体部分。优选的是，通过(a)遮挡件的边缘与外壳内侧壁之间的接合以及(b)遮挡件与外壳基部之间的接合中至少一种接合，遮挡件逆着由气流对其作用而产生的沿着朝向外壳下端方向的力而定位于外壳本体部分内部。这是有利的，因为并非必须使用从头部延伸的系杆将遮挡件固定于外壳内。已经发现，通过消除外壳内对设置系杆的需要，可以使经过外壳流动的气体受到的阻力更小。因此，这可以使本发明组件的效率与公知的组件相比得到提高。在名称为“分离组件(SeparatorAssembly)”的专利申请(WO 2007012823)中公开了如下分离组件的细节，即，其中通过(a)遮挡件的边缘与外壳内侧壁之间的接合以及(b)遮挡件与外壳基部之间的接合中至少一种接合，遮挡件逆着由气流对其作用而产生的沿着朝向外壳下端方向的力而定位于外壳本体部分内部，所述专利申请以代理人案卷号P211194WO与本申请一起提交，并且要求英国专利申请No.0515266.5和0524181.5的优先权。上述申请中公开的主题以引用的方式包含在本申请的说明书中。

遮挡件可以通过多个背离其周边朝向外壳内侧壁延伸的肋与外壳侧壁之间的接合而位于外壳本体部分内。遮挡件和肋可以是单一件。举例来说，遮挡件和肋可以作为单个模制件被提供。作为选择，遮挡件和肋可以是能够固定在一起的分离件。

优选的是，设置有至少三个肋，更优选的是，至少四个肋，特别优选的是，至少五个肋，例如六个肋。优选的是，这些肋布置为围绕遮挡件的周边等距地间隔开。这些肋的形状和尺寸可以是不同的。如果使遮挡件以特定方向位于外壳内是重要的，那么这样是有利的。在这种情况下，这些肋的形状和尺寸可以使得遮挡件仅沿一个方向适当地配合在外壳内。当这些肋围绕遮挡件的周边设置时，优选的是，它们是碗形表面表面的延伸部分。因此，优选的是，这些肋和碗形表面的表面提供气体在其上流动的连续面。如果从侧面观看时遮挡件的碗形表面的横截面形状朝向遮挡件周边是直的，优选的是，在肋开始延伸的周边附近，这些肋以与周边相同的方向延伸。如果从侧面观看时遮挡件的碗形表面的横截面形状是曲形的，优选的是，肋从周边以与遮挡件周边处相同的曲率延伸。

内侧壁可以包括肋可以滑动地容纳在其中的多个槽，以便将遮挡件设置在本体部分内。作为选择，外壳内部的宽度可以朝外壳下端减小，从而通过肋和内侧壁之间的楔式配合将遮挡件设置在本体部分内。

可以通过遮挡件与至少一个至少部分地围绕内侧壁延伸的凸出部的接合将遮挡件设置在外壳本体部分内。举例来说，可以通过面向外壳基部的表面与内侧壁上的凸出部之间的接触将遮挡件设置在外壳本体部分内。可以设置多个围绕内侧壁间隔开的凸出部。可以设置一个围绕内侧壁环形延伸的凸出部。

遮挡件和外壳之间的接合可以是直接的。举例来说，可以通过遮挡件的表面或者一部分与外壳基部的内侧壁的表面或者一部分相接触来提供这种接合。作为选择，遮挡件和外壳之间的接合可以是间接的。举例来说，可以设置在外壳和遮挡件之间延伸并使外壳和遮挡件相接合的支承部。具体地说，可以设置在外壳的基部和遮挡件的面向外壳下端的表面之间延伸的竖立支承部。

优选的是，外壳包括用于已经从气流中分离出的物质的排出口。该排出口通常用于去除已经收集在位于外壳下端的贮液器中的物质。该排出口应该优选能够在不对外壳减压的情况下打开。在EP-A-81826中公开了合适的排出机构。

外壳应该由能够承受使用中所经受的内压的材料构成。金属通常是优选的，例如铝及其合金以及某些钢。

附图说明

现在将参照附图仅仅作为示例地描述本发明的实施方式，其中：

图1是根据本发明的分离组件的侧面剖视图；

图2是图1所示分离组件去掉外壳的透视图；

图3是图1所示分离组件的示意性侧面剖视图，示出通过组件的气体流动；

图4是图1所示分离组件的遮挡件的侧面剖视图；

图5是图1所示分离组件的遮挡件和遮挡壁的侧面剖视图；

图6是图1所示分离组件去掉外壳的剖切透视图。

具体实施方式

参考附图，图1示出分离组件2，其包括限定内部容腔6的外壳4。外壳4包括头部12以及本体部分14，该头部和本体部分可以通过其接合面16、18处的配合螺纹相互连接。外壳4还包括：位于头部12中的入口20和出口22，其用于气体进入和流出分离组件2；贮液器8，其位于外壳的与第一端相对的第二端处；以及液体排出口10。分离组件还包括引流器24、偏流器26、遮挡件28以及含有管道部分32的流道装置30，这些部件都位于外壳4的本体部分14内。

头部12和本体部分14由金属材料、特别是铝或其合金构成。它们可以通过机械加工或者通过例如铸造等技术形成。

本体部分14包括：柱形壁34；端壁36，其位于柱形壁34的一端；以及开口端，其位于柱形壁的相对一端。从流过分离组件的气流中分离出来的液体收集在贮液器8中。液体排出口10允许收集在贮液器8中的液体从外壳4中排出。在EP-A-0081826中公开了合适的液体排出口10的实例。

多个翅片38朝向本体部分14的第二端设置在本体部分中。翅片38从外壳的第二端平行于本体部分的轴线朝向外壳的第一端沿着柱形壁34部分地延伸。每个翅片38提供朝向外壳头端附近的端部的凸出部40，遮挡件28可以坐靠于其上，下面将要更详细地说明。

头部12在其内部包括主腔44，该主腔44具有与出口22连通的第一端46以及第二端48，该第二端具有在分离组件2组装之后与外壳4的内部容腔6连通的开口。主腔44由在头部内横向延伸的柱形内壁42以及与出口22相对的内端壁50限定。

遮挡件28具有碗形表面53和拱形面55。遮挡件28的周边为圆形形状。遮挡件具有多个朝向其周围切除的窗口52。窗口52允许液体从遮挡件上方内部容腔6中的空间通过遮挡件28到达贮液器8，下面将要更详细地说明。

遮挡件28的直径背离其周边朝向其中点54减小。遮挡件28的直径在朝向其中点的中途单调地减小，然后剩余部分朝向其中点渐进地减小。因此，当截取如图1、3和4所示的横截面时，遮挡件的面限定修圆的V形，该V形具有朝向端部98的直边缘96以及朝向其中点54的修圆底部。

如图4最佳显示，遮挡件的直边缘96与遮挡件的周边所在的平面之间的角度A大约为45°。此外，遮挡件28的直径X与遮挡件28的深度Y之间的比值大约为2.8。

遮挡件28由诸如尼龙等聚合材料构成。它可以通过诸如注射成型等技术形成。

遮挡壁82设置为围绕遮挡件28的周边延伸。遮挡壁82从遮挡件28延伸至外壳本体部分14的开口端附近的开口端。遮挡壁82大致为柱形形状，并且紧密配合于外壳本体部分14内。遮挡壁82的内侧84的表面具有粗糙纹理。遮挡壁82的开口端包括环形延伸的唇缘88。当组装之后，唇缘88靠在外壳本体部分14的开口端上，下面将要更详细地说明。

多个槽92在遮挡壁82的开口端围绕遮挡壁的内侧84设置，用于容纳流道装置30的肋70，下面将要更详细地说明。在图示的实施方式中，两个槽92围绕遮挡壁82的开口端以180°间隔开。如图2和图6最佳显示，还设置有围绕遮挡壁82的开口端的外侧90间隔开的肋86。在图示实施方式中，槽92也用作肋86，因此设置有围绕遮挡壁82的开口端以180°间隔开的两个肋86。当组装之后，肋86滑动容纳在外壳本体部分14的柱形壁34中的对应槽56中。

流道装置30具有：第一开口58，其指向出口22并且具有第一轴线A；以及第二开口60，其指向外壳的本体部分14并且具有第二轴线B。第一开口58的轴线A与第二开口60的轴线B之间的角度为90°。流道装置30提供两个开口之间的连续流动路径，因此在使用中提供气流流动方向的平滑变化。流道装置30围绕与第一开口58的轴线A和第二开口60的轴线B垂直地延伸的轴线C转向。(如图1所示，轴线C与分离组件2的横截面所截取的平面垂直地延伸)。

O型圈78围绕流道装置30设置在环形凹部中，该环形凹部在流道装置的第二开口60端围绕流道装置的外表面延伸。

流道装置30包括垂直地经过流道装置30延伸的第一曲形叶片62、第二曲形叶片64和第三曲形叶片66。叶片62、64、66分别围绕其自身的轴线弯曲并且每个叶片的曲率半径相同。此外，在叶片62、64、66的前缘与后缘之间测量所得的各叶片长度都相同。叶片62、64、66弯曲所围绕的轴线与流道装置30弯曲所围绕的轴线C平行地延伸。举例来说，第二叶片64围绕轴线D弯曲。叶片62、64、66分别具有凹面和凸面，其中每个叶片的凹面面向流道装置30的第一开口58与第二开口60。因此，叶片62、64、66帮助引导第一开口58与第二开口60之间的气体流动。

流道装置30还包括管道部分32，当将分离组件2组装之后该管道部分32伸入外壳本体部分14。在该实施方式中，流道装置30和管道部分32为一件。然而，可以认识到，它们并非必须为一件。管道部分32限定用于气体离开内部容腔6的流动路径68，并且与流道装置30的第二开口60流体连通。管道部分32的壁为柱形。管道部分32的直径朝向其位于第二开口60附近的端部缩小。

引流器24包括多个围绕管道部分32设置的挡板72。当流道装置30位于外部本体部分14中时，挡板72在管道部分32与本体部分的柱形壁34的内侧之间延伸。挡板具有矩形形状，并且布置为当流道装置30位于本体部分14中时挡板的平面表面与外壳本体部分14的纵轴成角度地延伸。

流道装置30还包括多个在其靠近第二开口60的端部背离管道部分32延伸的肋70。肋70可以滑入遮挡壁82的槽92中，以便于将流道装置30保持在本体部分14内。在图示实施方式中，两个肋70围绕管道部分32以180°间隔地设置。另外，在图示实施方式中，每个肋70也作为挡板72。然而，可以认识到，肋70可以具有与挡板72不同的构造，并因此不作为挡板。

偏流器26围绕管道部分32环形地延伸，并且其形状和尺寸使其在流道装置30位于本体部分中时背离管道部分部分地朝向遮挡壁82的内侧延伸。偏流器26位于挡板72的远离流道装置30的第二开口60的一侧上。偏流器26包括：挡板72附近的凸出部分74，其基本上垂直于管道部分32的轴线背离管道部分32延伸；以及侧裙部76，其基本上平行于管道部分的轴线背离凸出部分的端部延伸。

流道装置30由例如尼龙等聚合材料构成。流道装置30可以通过诸如注射成型等技术形成。流道装置30的不同部件，例如管道部分32、肋70、引流器24和偏流器26可以共同形成为单一件，形成为不同件或者形成为单一件与不同件的组合(即，管道部分32和偏流器26可以形成为单一件，而引流器24形成为分离件，然后固定在管道部分上)。

通过如下方式组装分离组件2，即，通过将遮挡件28和遮挡壁82滑动经过本体部分，直到遮挡件28的拱形面55的窗口52之间的部分靠在翅片38的凸出部40上，并且直到肋86容纳在外壳本体部分14的柱形侧壁34中的槽56中，从而使遮挡件28和遮挡壁82位于外壳本体部分14中。在肋86已经完全由槽56容纳之后，遮挡件28和遮挡壁82牢固地悬挂在外壳本体部分14内，并且唇缘88应该靠在外壳本体部分14的开口端上。遮挡件28和遮挡壁82于是牢固地悬挂在外壳本体部分14内，并且遮挡件28和遮挡壁82在外壳本体部分14内的旋转因为肋86与槽56之间的互锁而受到限制。

然后通过将肋70滑入槽92中直到肋70靠在槽的底部上而将流道装置30置于外壳本体部分14中。在肋70已经完全由槽92容纳之后，流道装置30牢固地悬挂在外壳本体部分14内。因此，流道装置30在外壳本体部分14内的轴向位置可以通过肋70和槽92的形状和尺寸来控制。此外，肋70与槽92之间的互锁避免流道装置30进行旋转。通过沿着本体部分的轴线背离本体部分拉出流道装置，可以从外壳本体部分14中取出流道装置30。

通过使流道装置30经由主腔第二端48处的开口置于头部的主腔44中，而将外壳头部12固定于外壳本体部分14。O型圈78由开口容纳，并且受主腔44的壁压缩而形成流体密封。

通过将外壳头部12和本体部分14相对于彼此旋转，使其接合面16、18处的配合螺纹彼此紧固而互锁，外壳头部12和本体部分14便固定在一起。O型圈80设置在接合面16、18处，并且受接合面压缩而形成流体密封。当组装之后，入口20与外壳4的内部容腔6流体连通。

通过将外壳头部12和本体部分14相对于彼此旋转，使其配合螺纹松开，可以拆卸分离组件2。由流道装置上的O型圈78与头部12的主腔44之间的摩擦和相关力(例如，由两者的物理或化学作用而产生的力)而施加于流道装置30上的任何旋转力都由作用于遮挡壁82的槽92上的肋70提供的相反旋转力抵消。因此，当相对于彼此旋转外壳头部12和本体部分14时，流道装置30将趋于留在本体部分内，而非与头部一起背离本体部分拉出。因此，当使外壳头部12和本体部分14相对于彼此分离时，流道装置30仍将保持于本体部分14内。

在使用中，分离组件在基本上竖直的位置中使用，外壳头部12位于本体部分14上方。含有要去除的夹带物的气体经过入口20进入分离组件。在所述实施方式中，气体为空气而夹带物为水。空气背离入口20流动，经过引流器24的挡板72。挡板72的构造和布置使得气流进行螺旋流动，如线84所示。在气体已经经过挡板72通过引流器24之后，气体流过偏流器26。偏流器26的构造和布置迫使气体朝向遮挡壁82向外流动。

由于气体中夹带的水比气体重，当气流以螺旋方式旋转时水被朝外推向遮挡壁82。这是因为当气体/水混合物旋转时水上产生离心力。于是水掉落在遮挡壁82的内侧84上，经由窗口52穿过遮挡件28，并且收集在外壳本体部分14底部的贮液器8中。通过操作液体排出口就可以从贮液器8中排出水。

气体继续以螺旋运动方式背离入口20流动，直到到达遮挡件28。此时，气体被背离遮挡件28朝向外壳头部12反射回去，如线86所示。由于遮挡件28的碗形形状，气流的螺旋流动得到保持。此外，遮挡件用于使气体朝向流道装置30的管道部分32加速螺旋流动。

遮挡件28用作挡板以阻止气体流动通过。遮挡件28下方区域中，即遮挡件与外壳本体部分14的端壁36之间气体体积中的紊乱小于遮挡件上方气体体积中的紊乱。因此，遮挡件28与外壳本体部分14的端壁36之间的空间称为“静区”。

然后，气流在通过出口22从分离组件2流出之前经过管道部分32、流道装置30，并最终经过主腔44。流道装置30以及叶片62、64、66所提供的平滑方向变化有助于气体通过流道装置时进行转向。这有助于减小流道装置30中的紊乱，从而有助于降低流道装置中因为方向变化而导致的压降。

Claims (12)

1.一种用于去除气流中的夹带物的分离组件(2)，包括：

a.外壳(4)，所述外壳具有用于待去除夹带物的气体的入口和出口(20，22)，所述入口和出口朝向外壳的上端设置，所述外壳还具有引流器(24)，所述引流器设置为使得流入外壳的气体流过引流器，从而使进入的气体在外壳内沿着基本螺旋形路径流动；以及

b.遮挡件(28)，其朝向外壳的下端延伸横跨外壳，从而在遮挡件与可在其内收集从气流分离的夹带物的下端(36)之间形成收集空间，在遮挡件中或周围设有至少一个开口(52)，夹带物可以通过该开口流过遮挡件而流入收集空间，其中遮挡件的朝向外壳上端的表面(53)从一侧以横截面看为碗形，

其特征在于，所述遮挡件最接近其周边的横截面形状的一部分是直的，且所述遮挡件的横截面形状以凹形平滑地弯曲延伸到其中点(54)，使得表面形状是具有圆角末端的倒置锥形的碗，并且所述遮挡件在其大部分表面上未形成有任何穿孔。

2.根据权利要求1所述的分离组件，其特征在于，当从上方看时，外壳(4)和遮挡件(28)大致为圆形，并且遮挡件(28)的直径与遮挡件(28)的深度的比值至少为2.8。

3.根据权利要求1所述的分离组件，其特征在于，其包括从外壳(4)内部延伸至出口(22)的流出管，气体经由所述流出管在外壳内部与出口之间流动。

4.根据权利要求3所述的分离组件，其特征在于，引流器(24)固定于流出管。

5.根据权利要求3所述的分离组件，其特征在于，流出管的流入端面对着遮挡件(28)的碗形表面(53)。

6.根据权利要求5所述的分离组件，其特征在于，引流器(24)包括多个叶片(72)，所述多个叶片围绕外壳(4)的轴线布置并且相对于该轴线倾斜，从而使进入的气体在外壳内沿着基本螺旋形路径流动，其中叶片围绕流出管以阵列形式布置。

7.根据权利要求6所述的分离组件，其特征在于，叶片(72)与遮挡件(28)的底部之间的距离和流出管(22)的面向遮挡件的端部与遮挡件的底部之间的距离的比值至少为1.5。

8.根据权利要求1所述的分离组件，其特征在于，遮挡件(28)在其指向外壳(4)上端的表面(53)上具有围绕遮挡件的周边延伸的遮挡壁(82)。

9.根据权利要求8所述的分离组件，其特征在于，外壳(4)具有提供外壳上端的头部(12)和提供外壳下端的本体部分(14)，并且所述遮挡壁(82)从遮挡件(28)延伸到靠近本体部分上端的位置处。

10.根据权利要求8所述的分离组件，其特征在于，通过遮挡件的遮挡壁与外壳内侧壁之间的接合，遮挡件(28)逆着由气流对其的作用而产生的沿着朝向外壳下端(36)方向的力而定位于外壳(4)本体部分(14)内部。

11.根据权利要求1所述的分离组件，其特征在于，遮挡件的宽度与其深度的比值至少为2。

12.根据权利要求1所述的分离组件，其特征在于，最接近其周边的遮挡件的横截面形状的直部和与壳体的轴线相平行延伸的线之间的角度在从40°到50°之间。

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