CN102256682B - 用于液体从气流中分离出来的呈板状的分离器 - Google Patents

用于液体从气流中分离出来的呈板状的分离器 Download PDF

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Abstract

为了在横向流入的、呈板状的用于液体从气流中分离出来的、尤其是用于油雾的分离器中进一步改善粒子从待清洁的气流中的分离，该分离器带有多个横向于气流的流动方向平行地并排地布置的分离轮廓，该分离轮廓各构造有两个弯曲的、彼此以凹形的侧面在侧向上错开地相对置的导向面，在导向面处待清洁的气流依次顺着导向面流动，其中，导向面在其间围成带有入口缝隙和出口缝隙的涡流室且在其纵棱边处在伸出于导向面的沿纵棱边延伸的凸出部中截止，作如下建议，即，凸出部中的至少一个具有大致上平的、大致上横向于导向面从其中出来的第一外表面和大致上平的、以锐角连接在第一外表面处的第二外表面，从而使得至少一个凸出部构成伸到在导向面处顺着导向面流动的气流中的尖锐的棱边。

Description

用于液体从气流中分离出来的呈板状的分离器
技术领域
本发明涉及一种横向流入的、呈板状的用于液体从气流中分离出来的、尤其是用于油雾的分离器，带有多个分离轮廓，分离轮廓各构造有两个弯曲的、以凹形的侧面在侧向上彼此错开地相对置的导向面，在导向面处待清洁的气流依次顺着导向面流动，其中，导向面在导向面之间围成带有入口缝隙和出口缝隙的涡流室且在其纵棱边处在伸出于导向面、沿纵棱边延伸的凸出部中截止。
背景技术
这样的分离器例如在DE 41 31 988 C2中被描述。证实如下，即，利用这样的呈板状的分离器(其由单个的带有相应地弯曲的导向面的分离轮廓组装)可获得液滴和其它的悬浮微粒从气流中出来的非常良好的分离。
发明内容
源于该现有技术，本发明基于如下目的，即，进一步改善这样的分离器的分离特性。
该目的在先前所描述的类型的分离器中根据本发明由此来实现，即，凸出部中的至少一个具有大致上平的、大致上横向于导向面从导向面中出来的第一外表面和大致上平的、以锐角连接在第一外表面处的第二外表面，从而使得至少一个凸出部构成伸到在导向面处顺着导向面流动的气流中的尖锐的棱边。
证实如下，即，通过具有两个平的、彼此连接的、自身围成锐角的外表面的凸出部替代呈隆起状的凸出部(如其在现有技术中公知的那样)引起分离特性的明显的改善。
当说道如下内容，即，第一外表面大致上横向于导向面从导向面中出来，则应理解为如下布置，在其中第一外表面和导向面彼此垂直然而其同样理解为如下布置，在其中第一外表面以60°与120°之间的角度从连接到至少一个凸出部处的导向面中出来。重要的是如下，即，在导向面的端部处第一外表面构造伸入到气流中的且以尖锐的棱边截止的遮流面且在第一外表面处连接有第二外表面，第二外表面近似平行于连接在至少一个凸出部处的导向面地延伸。
在至少一个凸出部的第一外表面与第二外表面之间的锐角的大小可处在30°与60°之间，优选地在大约45°的范围中。
根据本发明的一种优选的改进方案可作如下设置，即，至少一个凸出部在分离轮廓的与导向面相对置的外侧处具有大致上平的、大致上横向于导向面向外伸出的第三外表面。
同样地，该第三外表面以60°与120°之间的角度、优选地以数量级90°从外侧出来。
如下是有利的，分离轮廓的外侧在外侧连接到纵棱边处的区域中大致上平行于分离轮廓的导向面延伸，即分离轮廓具有拱形的其内侧构成导向面的板的形状。
特别有利的是如下设计方案，在其中第一外表面和第三外表面处在一个平面中。
根据另一优选的实施方式作如下设置，即，在至少一个凸出部的第二外表面处连接有大致上平的第四外表面，第四外表面大致上横向于第二外表面延伸。
在此，表述“横向延伸”理解为精确垂直的布置，然而其同样可作如下理解，即，在第二外表面与第四外表面之间的角度的大小处在75°与105°之间。
在此如下是有利的，在第二外表面与第四外表面之间的棱边大致上布置在导向面的超出至少一个凸出部的假想的延长部中。因此，分离轮廓在尖部中截止，凸出部在流动方向上排在尖部之前。
尤其地可作如下设置，即，至少一个凸出部具有呈三角形的横截面，其底面由第一外表面以及第三外表面构成且其侧边由第二外表面以及由其第四外表面构成。因此，带有凸出部的分离轮廓获得呈箭头状的横截面。
所描述的类型的凸出部可布置在分离轮廓的至少一个纵棱边处，然而如下是特别有利的，这样的凸出部布置在分离轮廓的所有纵棱边处，即所有分离轮廓在其自由的棱边处在尤其是呈箭头状的凸出部中截止，其呈板条状地延伸经过分离轮廓的整个长度。
在一种优选的实施方式中作如下设置，即，分离轮廓携带有两个彼此镜像地布置的导向面，导向面以分离轮廓的外侧彼此面对。
在此如下是特别有利的，带有两个彼此镜像地布置的导向面的分离轮廓各扭转180°并且在侧向上且在流入方向上彼此错开地布置。于是能以完全结构相同的分离轮廓构建呈板状的分离元件，该分离轮廓根据其定向且根据其位置与各相邻的分离轮廓一起构造由导向面围绕的涡流室。
附图说明
本发明的优选的实施方式的下面的描述用于与附图相关联地进一步说明。其中：
图1示出了带有呈板状的、由单个的分离轮廓组装的分离元件的设有泵的液体分离器的透视性的视图；
图2示出了并排布置的分离轮廓的片段的顶视图，该分离轮廓带有在由分离轮廓构造成的导向面的自由的棱边处的在横截面上呈三角形的凸出部；
图3示出了带有数个并排布置的根据图2的分离轮廓且带有在分离轮廓之间安置的流动路径的图示的类似图2的图示；
图4示出了带有关于在呈箭头状的凸出部的区域中的流动路径的额外的说明的类似图2的视图，且
图5示出了带有在穿流分离元件的情形中出现的流动路径的进一步的图示的类似图2的视图。
具体实施方式
在图1中示出的分离元件1包括呈圆盘形的、绕垂直的轴线通过在附图中未示出的驱动器可扭转的带有涡轮叶片3的涡轮2，涡轮通过旋转偏转通过中间的孔4吸入的气体且径向向外输送。涡轮2布置在保持架5中，保持架具有对于所输送的气体而言可穿过的侧壁，这些侧壁构成呈板状的分离器6，分离器对于由涡轮2所输送的气流而言提供流动路径，沿该流动路径气流被偏转且由此失去携带的液体微粒和其它悬浮微粒，从而使得朝向外部离开分离器6的气流被清洁。
呈板状的、大致上垂直地围绕涡轮2的分离器6由多个并排布置的且彼此平行地延伸的分离轮廓7构建，分离轮廓有间隔地并排地布置且在分离轮廓间构造用于气流的流动路径。
如由图3的图示可见的那样，在示出的实施例中所有使用的分离轮廓7在横截面上相同地构造成，在此其是在其纵向上具有不变的横截面且以其纵轴线彼此平行地布置在分离器6中的挤压型材。
每个分离轮廓7相对垂直的中间平面(在图3中点划线地画入)镜像对称地构造成且在每个侧面上具有呈壳状的导向件8，9，导向件凹形的内侧构造导向面10，而凸形的外侧11大致上平行于导向面10延伸。两个导向件8，9通过桥梁部12彼此相连接，从而使得导向面10彼此背离地指向。导向面10的曲率在横向于分离轮廓7的纵向延伸的平面中连续地变化，也就是说其由导向面10的棱边向相对置的棱边连续增长。
在桥梁部的区域中，两个导向件8，9的外侧11通过拱形的轮廓13，14彼此过渡，总之因此得出带有两个较短的臂15，16和两个较长的臂17，18的分离轮廓7的近似X形的横截面。
导向件8，9沿其自由的棱边各携带有在分离轮廓7的整个长度上延伸的、在该长度上具有恒定的横截面的且在横截面上呈三角形的凸出部19，凸出部在侧向上通过由导向面10向内突出的平的第一外表面20、与第一外表面围成锐角的平的第二外表面21、与第一外表面20处在一个平面中的、向外由导向件的外侧11伸出的、平的第三外表面22和通过与第三外表面22围成锐角且与第二外表面21围成近似直角的、平的第四外表面23来界定。第一外表面20和第二外表面21在其间围成尖锐的棱边24，第三外表面22和第四外表面23在其间围成尖锐的外棱边25且第二外表面21和第四外表面23沿锋利的棱边25a相遇。
总之，导向件和在导向件的端部处连接的在横截面上呈三角形的凸出部19因此具有呈箭头状的横截面形状，其中，该箭头的尖部通过棱边25a标记，其大致上位于导向面10的假想的延长部上。
这样的凸出部19布置在分离轮廓7的所有棱边处，由棱边25a构成的箭头尖部在每种情况中从相应的导向面10离开地指向。
第一外表面20和第三外表面22在横向于导向面10的方向上的长度大约为导向件的厚度(即在导向面10与外侧11之间的间距)的一倍至三倍，且第一外表面20和第三外表面22处在其中的平面相对导向面10或者大致上垂直地(如其在较短的臂15，16中示出的那样)或者以在60°与120°之间的角度(如其在较长的臂17，18中示出的那样)延伸。
同样地构建的分离轮廓7并排地布置，从而使得相邻的分离轮廓7各绕其纵轴线旋转180°且相邻的分离轮廓7横向于呈板状的分离器6的延伸部彼此错开，从而使得相邻的分离轮廓7的桥梁部12大致上并排。由此，相邻的分离轮廓7的较短的臂15，16各大约在相邻的分离轮廓7的导向面10的两个外部的棱边之间的中间截止，且相邻的分离轮廓7的各彼此相对置的较短的臂15，16围绕带有入口缝隙27和出口缝隙28的涡流室26。在此，入口缝隙27由一个分离轮廓7的较短的臂16的外侧且由相邻的分离轮廓7的较长的臂18的导向面10构成，而出口缝隙28由相应地其它的分离轮廓7的相对较长的臂18的导向面10和相对较短的臂16的外侧11构成。
在入口缝隙27的方向上，导向面10的曲率增加，也就是说曲率在涡轮室26的区域中最大，且与之相反导向面的曲率在出口缝隙28的情形中由涡轮室26在流动方向上减小。
分离轮廓7与再下一个分离轮廓7的较长的臂17，18的端部彼此相对置，从而使得较长的臂17，18的由凸出部19构成的、在横截面上呈箭头状的终端朝向彼此地定向且在其间构造流入口29且在分离器6的相对置的侧面上构造流出口30。
通过以相同类型的各扭转180°相邻地相对地布置的分离轮廓7的对称的构建，由分离轮廓7构建的分离器6可由两侧起被流入，在此流动特征是相同的。在附图中示出的实施例中假定如下，即，实现在由下部向上部指向的箭头A的方向上的流入。在此，对着分离器6定向的气体首先流动穿过流入口29，且在该处划分成两个分流，两个分流通过两个通向左和通向右的入口缝隙27进入到两个涡流室26中。从这些涡流室26中，气体通过出口缝隙28再次流出且结合成一股通过流出口30离开分离器6的气流。
在此，气体在离开涡流室26时沿导向面10流动，如其通过图2中的流动箭头B示出的那样。在该区域中，该流动在很大程度上是分层的，然而其被伸入到出口缝隙28中的、由凸出部19的第一外表面20和第二外表面21构造成的、锋利棱边的板条干扰，板条引起如下，即，气流的直接贴靠在导向面10处的部分被猛烈地向内偏转，如其通过图2中的箭头C显示的那样。流动的该猛烈的偏转引起所谓的流动壁，流动壁大致上在第一外表面20的方向上定向且其与气流的进一步由导向面10向内远离的部分碰撞。该碰撞不仅引起增强的分离而且引起较小的粒子的增强的凝聚。
流动的类似的碰撞在流出口30的区域中由彼此相对置的凸出部19的会聚的第二外表面21产生，如其通过图2中的流动箭头D显示的那样。在流出口30处的整个气流通过会聚的两个外表面21被导引到唯一的碰撞点31上，且这引起非常强的凝聚效果和分离效果。
类似的碰撞效果同样地在流入口29的区域中出现，如由图3的图示可见的那样。通过凸出部19的在流动方向上会聚的第四外表面23，气体流动被集中且被偏转到碰撞点32上，从而使得在该区域中同样出现增强的分离和凝聚。
此外证实如下，即，当流动大致上平行于凸出部19的第二外表面21或第四外表面23在第二外表面21或第四外表面23处经过时，通过凸出部19的特别的造型构造成所谓的微旋流，即，小面积的涡流33，小面积的涡流各在凸出部19的处在下游的锋利的棱边处在其后构造成。在图3中，在所有凸出部19处示意地示出了这样的涡流33，产生这样的涡流33的、大致上平行于第二外表面21和第四外表面23延伸的流动通过箭头E标明。该涡流的产生通过在第二外表面和第四外表面处沿第二外表面和第四外表面引导的流动的分解和裂开实现，因为这样的流动不可实现通过凸出部的处在下游的棱边产生的猛烈的偏转。这在第二外表面21和第四外表面23的处在下游的锋利棱边的端部处引起较大的负压的区域且使流动置身于带有较小的涡流33的旋流流动中，其在其侧促进在气流中携带的微粒的分离和凝聚。
此外证实如下，即，凸出部19的所描述的形状不仅促进在气流中携带的微粒的凝聚和分离，而且由此同样支持沉积的粒子的输出。对于气流的清洁而言不仅基本的是：携带的粒子被凝聚且被分离，同样重要的是：粒子不被气流再次带走，而是粒子可沿分离轮廓7向下流出且因此完全从气流中分离。凸出部19的锋利的棱边阻止过去在壁处沉积的小液滴被携带通过棱边，如其在隆起状的凸出部中可以是在其中被分离的小液滴沿隆起表面通过气流被带走的情况。通过在导向面10与凸出部的由导向面10以及由外侧11伸出的外表面之间的锐角确保，在该处沉积的小液滴留下且在重力的作用下向下流出。在图4中示出了这样的被分离的小液滴34，小液滴在一方面在导向面10和外侧11与另一方面在凸出部19的外表面之间的角中聚集且然后不被在图4中以F标明的流动带走。实际上，在这样的角度区域中得出一定的阻塞效应，因为由以F标明的且大致上沿第二外表面21和第四外表面23延伸的流动通过凸出部的尖锐的棱边分出一部分，该部分通过图4中的箭头G示出。该部分在由于分离轮廓7的微长的形状作用为排出槽的锋利的角中包持被分离的微粒34。在这些排出槽中，通过气流G产生超压，且其确保，被分离的微粒仅可由上向下移动且不可水平地在空气流动F的方向上移动。如借助图2说明的那样，在出口缝隙28中通过凸出部19的第一外表面20构造成向内定向的流动壁，其在图2和5中以字母C标明，且该流动壁在相邻的分离轮廓7的较短的臂15，16的外侧11处被偏转，从而使得较大的旋流场35位于流出口30之前，该旋流场35以较高的强度旋转且同样引起微粒分离的进一步的改善。在横截面上呈三角形的凸出部19支持该旋流构造，因为其界定位于流出口30之前的空间36且因此引起阻挡效应，相对凸出部19的第三外表面22定向的气流在这些第三外表面22处被偏转且被反流，从而使得相应的气体部分在其侧支持旋流场35的构造，这通过图5中以字母H标明的流动箭头变得清楚。
类似的效果由在两个流入口29之间的区域中的流入的气流产生。在该区域中，在向外弯曲的较长的臂17，18之间出于类似的原因构造有较大的旋流场37，较大的旋流场同样由部分气流(箭头K)来支持，其通过被第三外表面22偏转的气流部分形成。
所提及的对流动特征的作用由布置在棱边处的且沿棱边延伸的凸出部19的特别的造型得出，从而使得通过该造型可总地达到分离器6的分离质量的非常显著的改善。

Claims (15)

1.横向流入的、呈板状的用于液体从气流中分离出来的分离器(6)，带有多个横向于气流的流动方向平行地并排地布置的分离轮廓(7)，所述分离轮廓各构造有两个弯曲的、彼此以凹形的侧面在侧向上错开地相对置的导向面(10)，所述导向面构造在分离轮廓(7)的两个呈壳状的导向件（8,9）的凹形的内侧，在所述导向面处待清洁的气流依次顺着所述导向面流动，其中，所述导向面(10)在所述导向面之间围成带有入口缝隙(27)和出口缝隙(28)的涡流室(26)且在其纵棱边处在伸出于所述导向面(10)的、沿所述纵棱边延伸的凸出部(19)中截止，其特征在于，所述凸出部(19)中的至少一个具有大致上平的、大致上横向于所述导向面(10)向内从所述导向面中出来的第一外表面(20)和大致上平的、以锐角连接到所述第一外表面处的第二外表面(21)，从而使得所述至少一个凸出部(19)构成伸到在所述导向面(10)处顺着所述导向面流动的气流中的尖锐的棱边(24)。
2.根据权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述第一外表面(20)以60°与120°之间的角度从连接到所述至少一个凸出部(19)处的导向面(10)中出来。
3.根据权利要求1或2所述的分离器，其特征在于，在所述至少一个凸出部(19)的所述第一外表面(20)与所述第二外表面(21)之间的锐角的大小处在30°与60°之间。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的分离器，其特征在于，所述至少一个凸出部(19)在所述分离轮廓(7)的与所述导向面(10)相对置的外侧(11)处具有大致上平的、大致上横向于所述导向面(10)向外伸出的第三外表面(22)。
5.根据权利要求4所述的分离器，其特征在于，所述第三外表面(22)以60°与120°之间的角度从所述分离轮廓(7)的外侧(11)中出来。
6.根据权利要求5所述的分离器，其特征在于，所述分离轮廓(7)的外侧(11)在所述外侧的连接到所述纵棱边的区域中大致上平行于所述分离轮廓(7)的所述导向面(10)延伸。
7.根据权利要求4所述的分离器，其特征在于，所述第一外表面(20)和所述第三外表面(22)处在一个平面中。
8.根据权利要求4所述的分离器，其特征在于，在所述至少一个凸出部(19)的所述第二外表面(21)处连接有大致上平的第四外表面(23)，所述第四外表面大致上横向于所述第二外表面(21)延伸。
9.根据权利要求8所述的分离器，其特征在于，在所述第二外表面(21)与所述第四外表面(23)之间的角度的大小处在75°与105°之间。
10.根据权利要求8所述的分离器，其特征在于，在所述第二外表面(21)与所述第四外表面(23)之间的棱边(25a)大致上布置在所述导向面(10)的超出所述至少一个凸出部(19)的假想的延长部中。
11.根据权利要求8所述的分离器，其特征在于，所述至少一个凸出部(19)具有呈三角形的横截面，所述呈三角形的横截面的底面由所述第一外表面(20)以及所述第三外表面(22)构成且所述呈三角形的横截面的侧边由所述第二外表面(21)以及由其第四外表面(23)构成。
12.根据权利要求1-2中任一项所述的分离器，其特征在于，在所述导向面(10)的所有纵棱边处布置有所述凸出部(19)。
13.根据权利要求1-2中任一项所述的分离器，其特征在于，所述分离轮廓(7)携带有两个彼此镜像地布置的导向面(10)，所述导向面以所
述分离轮廓的外侧(11)彼此面对。
14.根据权利要求13所述的分离器，其特征在于，带有两个彼此镜像地布置的导向面(10)的分离轮廓(7)各扭转180°并且在侧向上且在流入方向上彼此错开地布置。
15.根据权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述分离器是用于油雾的分离器。
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