CN102741520B - 用于气-液分离系统的排放管 - Google Patents

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Abstract

一种用于空气-油分离器系统的排放管,该管被基本竖直地设置在该系统中,该管具有上部开口和下部开口,所述上部开口用于接收从该系统的空气中分离出的油,所述下部开口用于释放从该系统的空气中分离出的油,其中该上部开口具有比该下部开口的水平横截面积大的水平横截面积。

Description

用于气-液分离系统的排放管
技术领域
本发明的领域涉及气-液分离系统,诸如用于从废气中分离烃雾的系统。典型地该系统是低节流型系统,在该系统中从上游到下游具有相对低的压力梯度。该系统可以包括用于从气体流中消除油雾的系统。
背景技术
在本技术中,包括低节流型油-雾分离系统的气-液分析系统是为人所知的。(参见,例如,美国专利号7828865、7810477、7699029、7655140、7655073、7648543、7614390、7238216、7235177、6139595、5669366和5469239;及美国申请公开号20100101425、201000024366、20090308249、20090193770、20090100811、20080264018和20070062887,通过对它们的完全引用,在此包含它们的内容)。
发明内容
在此公开的是用于气-液分离系统,尤其是气-液态烃分离系统(例如,空气-油分离器系统)的排放管。提供了排放管以使低节流的烃的液-雾分离器中分离的液态烃能够逆着分离器中存在的反向压强梯度而排放出来。该管被放置在分离器中分离的液态烃会聚并被收集的区域内。该管具有在其顶部的开口、向下突出的管部分、和在其底部的较小的开口。此较小的开口起到限流器的作用。该管的此构造使进入管底部及离开管顶部的旁路气流最小化。此构造还产生了“自阻塞”状态,其中收集的液体基于表面张力在底部开口横向形成膜并在该管中堆积到足够的高度以克服系统的反向压强梯度和排放管底部开口处的表面张力压强。此构造为诸如挡板型分离器的低节流的烃的液-雾分离器中收集的液态烃提供了一条逆着反向压强梯度流动的通道,此反向压强梯度试图将液态烃向上推“回”排放口。现在公开的排放管克服了包括“J”形管、阻塞阀、油泵和更复杂的设备的现有技术中的排放机制的一些缺点。
在一些实施例中,构造了用于空气-油分离器系统的排放管。可以在此系统中基本竖直地设置该排放管,该管具有上部开口和下部开口,上部开口用于在系统的收集侧接收从系统的空气中分离出的油,下部开口用于把从系统的空气中分离出的油释放到系统的排放侧的下部开口。上部开口具有比下部开口的水平横截面积A2大的水平横截面积A1。该系统的排放侧内的压强P1比该系统的收集侧内的压强P2大。该管具有高度H1以使油进入该管并在下部开口处通过表面张力形成膜。该油在该管中堆积到高度H2,此后该膜破裂,该油排放离开下部开口(即,“油头”)。P3是与下部开口处的油膜的破裂相关联的表面张力压强。
在一些实施例中,构造了用于低节流的空气-油分离器系统的排放管,该系统表现了相对低的压强梯度。例如,在排放侧内的压强P1及收集侧内的压强P2的差典型地少于5、4、3、或2英寸水柱(即,P1-P2≤5英寸水柱,优选地P1-P2≤4英寸水柱,较优选地P1-P2≤3英寸水柱,更优选地P1-P2≤2英寸水柱)。
该公开的排放管具有上部开口和下部开口,上部开口的横截面积A1比下部开口的横截面积A2大得多。例如,优选地A1/A2的比率大于4、9、或16。在一些实施例中,4≤(A1/A2)≤25。上部开口和/或下部开口在横截面上可以是圆形的,分别具有直径D1和D2。在一些实施例中,上部开口和/或下部开口在横截面上不是圆形的,但基本上是圆形的。
可以由公式(P3+(P1-P2))/ρ定义在系统中收集的液体的高度H2,其中P1是系统的排放侧内的压强,P2是系统的收集侧内的压强,P3(或“泡点”压强)是与下部开口处的膜的破裂相关联的表面张力压强,ρ是相对于水的密度的收集的液体的密度(例如对于油ρ=0.85)。可以由公式P3=4·γ·(cos(θ)/D2))定义P3,其中γ是收集的液体的表面张力,θ是收集的液体在该管的表面上的接触角,D2是底部开口的直径,该底部开口是圆形的或基本上是圆形的。在一些实施例中,γ的示例数值可以在5.0×10-5/英寸≤γ≤5.0×10-4/英寸的范围内,例如1.14×10-4/英寸(即,约20达因/厘米)。在一些实施例中,θ的示例数值可以在2°≤θ≤15°的范围内或大约为5°。优选地,收集的液体在该管的内表面上是高度润湿的。
可以基于现有技术中已知的瞬态多相计算流体动力学(CFD)的模拟选择D1和D2的数值。(参见,例如,图6A、B、和C)。在一些P1-P2小于5、4、3、或2英寸水柱的实施例中,D1的示例数值可以在0.04英寸≤D1≤0.3英寸的范围内或者约为3毫米(即,约0.12英寸),D1的示例数值可以在0.02英寸≤D2≤0.08英寸的范围内或者约为1毫米(即,约0.04英寸)。
该公开的排放管具有上部开口和下部开口。该管从上部开口基本竖直地向下延伸。在一些实施例中,该管可以包括上部管部分和下部管部分,上部管部分从上部开口延伸,下部管部分从下部开口延伸。上部管部分具有由H1定义的高度。液体在下部开口之上形成膜并在上部管部分内堆积到高度H2,此后该膜破裂,该液体排放离开下部开口,穿过下部管部分,并回到该系统内。
该公开的排放管具有上部开口和下部开口。在一些实施例中,下部开口可以基本对准于上部开口,或者基本偏移于上部开口。
该公开的排放管具有基本竖直的侧壁和基本水平的底壁。在一些实施例中,该排放管具有上部开口和下部开口,其中下部开口放置在该底壁内(即,下部开口基本水平地取向)。在另外的实施例中,该排放管具有上部开口和下部开口,其中下部开口放置在侧壁的底部(即,在侧壁和底壁的连接处,其中下部开口基本竖直地取向)。该排放管可以基本上是圆柱形的并具有底壁,其中下部开口基本竖直地放置在该圆柱的表面上。
可以在低节流的空气-油分离器系统中使用该公开的排放管,该系统表现出相对低的压强梯度。在一些实施例中,在多级式系统中使用该公开的排放管,该多级式系统中至少一级表现出相对低的压强梯度。
附图说明
图1是如在此考虑的排放管的一个实施例的示意图,该排放管放置在挡板型气-液分离器上。
图2说明了排放管的一个实施例,详细显示了参数:管的长度H1、收集的液体的深度H2、收集管直径D1、限流孔直径D2、排放侧压强P1、和收集侧压强P2。
图3说明了排放管的一个实施例,该排放管放置在气-液分离器系统中,用于把收集的液体排放到阀盖。
图4说明了排放管的一个实施例,该排放管具有上部管部分和下部管部分。
图5说明了具有上部管部分和下部管部分的排放管的一个实施例和该管内的速度等值线图,显示了下部管部分内的高速度和上部管部分内的低得多的速度,这使得液体能在上部管部分内堆积并最终完全地锁闭进入流。
图6说明了来自瞬态两相CFD建模研究的排放序列的一个实施例,显示了当额外的液体持续在排放管内堆积时,随着时间从1到12向前进的阶段。
图7说明了在此考虑的排放管的一个实施例,该排放管在底壁内具有下部开口。
图8说明了在此考虑的排放管的一个实施例,该排放管至少部分地在侧壁和底壁的连接处的侧壁内具有下部开口。
图9说明了在此考虑的排放管的一个实施例,该排放管使用在两级式冲击器系统中。
具体实施方式
在此公开的是用于气-液分离系统的排放管,可以使用如下讨论的几个定义描述它。
除非文中确定或指明,用词“一”、“一个”、和“该”意为“一个或多个”。另外,除非文中确定或指明,单数名词例如“系统”应该解释为“一个或多个系统”。
如在此所使用的,“约”、“大约”、“基本上”、和“显著地”将由本技术的普通技术人员所理解并将按使用其的上下文而有一定的变化。如果给出其使用的上下文,出现了对本技术的普通技术人员而言不清楚的该用词的用法,“约”和“大约”将意为加或减≤10%的该特定用词,“基本地”和“显著地”将意为加或减>10%的该特定用词。
如在此所使用的,措辞“包括”和“包括了”与措辞“包含”和“包含了”具有相同的意思。
该公开的排放管包括顶部开口和底部开口。顶部开口的横截面积A1大大地大于底部开口的横截面积A2。在一些实施例中,A1/A2大于约4、9、或16。在其它的实施例中,4≤(A1/A2)≤25。顶部开口和底部开口在横截面上可以是圆形的,分别具有直径D1和D2。在一些实施例中,D1/D2大于约2、3、或4。在另外的实施例中,2≤(D1/D2)≤5。或者,顶部开口和/或底部开口在横截面上可以不是圆形的,但在横截面上可以基本上是圆形的。例如,在横截面上基本是圆形的开口典型地具有最大横截面直径(DMax)和最小横截面直径(DMin),两者在大小上的差异不大于10%(优选地,两者在大小上的差异不大于5%、3%、或1%)(即,(DMax-DMin)/DMin≤10%、5%、3%、或1%)。
在此公开的排放管在形状上可以是圆柱形的,具有圆形的横截面积,或者该排放管可以基本上是圆柱形的,具有基本上是圆形的横截面积。例如,一个基本上是圆柱形的管,具有基本上是圆形的横截面积,其中该横截面积典型地具有最大横截面直径(DMax)和最小横截面直径(DMin),两者在大小上的差异不大于10%(优选地,两者在大小上的差异不大于5%、3%、或1%)(即,(DMax-DMin)/DMin≤10%、5%、3%、或1%)。
在此公开的排放管从气-液分离器系统的收集侧向下延伸。典型地,该管在该系统中基本竖直地取向。一个基本竖直地取向的管偏离竖直轴不多于30%,优选地偏离竖直轴不多于20%、10%、5%、3%、或1%。该公开的排放管具有上部开口和下部开口,两者在横截面积上差异很大。该管从该上部开口向下延伸。在一些实施例中,该管包含两个管部分,该两个管部分包括上部管部分和下部管部分。该上部管部分从上部开口延伸,该下部管部分从下部开口延伸,该下部开口在该上部管部分的底部。
在图1中说明了用于气-液分离系统2的排放管4的一个实施例。排放管4放置在诸如挡板、冲击器、凝聚式过滤器、或类似物的分离单元的下游。该管放置在从通过该系统的气体消除的液体(例如,油)堆积以返回到该液体的油源(例如,阀盖)的区域内。在该系统中,系统的排放侧10内的压强P1比系统的收集侧12内的压强P2大。像这样,如果简单地把一个“孔眼”放在该系统的收集侧内,气体将向上流穿过该孔眼进入该系统的收集侧。在该孔眼的位置被收集的任何液体将被“吐”回到收集侧内并继续聚积直到聚积的液池的深度足够大以克服压强梯度P1-P2。在系统的收集侧内聚集的液池是不利的,因为该聚集的液池可能被溅回到分离单元内或者被再次夹带进入正要离开系统的流出气体中。
现在公开的排放管收集从通过系统的空气中分离出的液体。如图2所示,在一个实施例中,该管具有高度H1、直径D1的上部开口14,以使液体8穿过上部开口14进入该管并通过在下部开口16的切面形成膜18在该管内堆积,下部开口16具有较小的直径D2。该液体堆积到并形成高度H2的柱,直到该柱高度足以克服压强差P1-P2和形成在较小的开口16之上的膜的表面张力压强。下部开口16的较小的直径D2限制了绕过分离单元6进入的向后气流。最后,收集的液体产生了一个“液压锁”以阻止向后气流完全通过该管。
图3说明了在此公开的排放管4的一个实施例,该管放置在气-液分离系统2的底部上。分离的液体能够通过重力流出该系统并返回到该液体的原本油源(例如,回到阀盖)。
图4说明了如在此公开的排放管4的一个实施例。在图4中,排放管4具有上部管部分4a和下部管部分4b。排放管4具有上部开口14,上部管部分4a从其延伸。排放管4在上部管部分42的底部具有下部开口16。下部管部分4b从下部开口16延伸。下部开口16具有比上部管部分14小得多的直径。
图5说明了具有上部管部分4a和下部管部分4b的排放管4的一个实施例和排放管4a内的速度等值线图。该等值线图显示了下部管部分4b内的高速度,而上部管部分4b内的低得多的速度。这使得液体能在上部管部分4a内堆积并最终完全地锁闭进入流。在上部管部分4a内显示了空气流的再循环。
现在公开的排放管适用于许多气-液分离系统。该排放管尤其适用于“低节流”型分离器(即,其中P1-P2低于约5、4、3、或2英寸水柱)。在低节流型分离器中,排放管的H1能够是适当地短的(例如,少于约4或3英寸)并仍然实现如上所述的液压锁。
为了让收集的液体排放出该管,与柱H2相关联的压强必须足以超过P1-P2梯度与表面张力压强P3之和,该表面张力压强或“泡点”压强与下部开口横向形成的液膜的破裂相关联。该所需压强可以由公式(P1-P2)+P3描述。其中收集的液体具有与水不同的密度,该所需压强可以由公式(P3+(P1-P2))/ρ表示,其中ρ是相对于水的密度的收集的液体的密度。对于油,ρ大约为0.85。P3或者“泡点”压强可以由公式P3=4·γ·(cos(θ)/D2))定义,其中γ是收集的液体在该管的内部表面上的表面张力,θ是收集的液体在该管上的接触角。
以空气-油分离器作为示例的系统,能够使用下面的数值:D2是~1毫米(或~0.04英寸),θ是5度(油在大多数表面上是非常润湿的),γ是20达因/厘米(或~1.14磅/英寸)。像这样,P3计算为~0.3英寸水柱。假设P2-P1=2英寸水柱,大体上H2应该为(2+0.3)/0.85=2.7英寸。
在该公开的排放管中,可以使D1为一定的大小以使该管内往上流的空气不把收集的液体(例如油)向上携带到管壁上。对于低节流分离器(例如,其中P1-P2≤2英寸水柱),实现此条件所需的直径大小D1典型地为~2-3×相应的直径D2(或更大),但它也取决于压强落差P1-P2,此压强落差确定了通过D2产生的流量。在较大的压强梯度(例如,P1-P2≥2水柱),D1/D2的比率可能需要超过3-4。可以使用标准孔流量方程计算由D2确立的气流。可以使D2为一定的大小以使总气流的相对小的比例(例如,<<10%,优选地<2%)在排放通道被液压“锁住”前被“分流”穿过此排放通道,最后流量变为零,因为此气流没有通过小液滴分离档板或其它分离装置。
为了测试该公开的排放管,使用多相计算流体动力学(CFD)建模功能建立了一个“虚拟模型”,由此能够给油和油的相和它们的相互作用做模型。图6说明了来自此建模研究的排放序列的一个实施例,显示了当油8在排放管内堆积时,随着时间从1到12向前进的阶段。如图6A和B,编号1-8所示,油8在排放管的上部部分4a堆积而穿过该管向上流的空气阻止其流出该管。如图6C,编号9-12所示,最后油8在上部部分4a内堆积并在下部开口16形成膜18。油8将持续堆积到足够的高度由此克服压强差和膜的表面张力压强,并且油8从该管(未图示)流过下部管部分4b。因此,CFD模型显示了如下面系列图示的排放序列所示的初始的油填充过程(即,具有向上的气流核心的下落的油膜),此后的液压锁定,和通过该管的最终排放。注意在此特定的实例中,把期望梯度P1-P2建模为<0.2英寸水柱,因此使用了13毫米的较短的H1。
在该公开的排放管中,下部开口可以基本对准于上部开口,或者可以基本偏移于上部开口。例如,下部开口可以基本对准于上部开口,其中穿过上部开口和下部开口中心的轴基本上是竖直的。相反地,如图7所示,该公开的排放管具有上部开口14和偏移的下部开口16。图7中公开的排放管具有基本竖直的侧壁4c(在图7中该公开的排放管基本上是圆柱形的)和基本水平的底壁4d。在图7中,下部开口放置在底壁4d内(即,其中下部开口基本上是水平地取向的)并邻接于该管的侧壁4c。
现在参见图8,该排放管具有上部开口14和下部开口16,其中下部开口在侧壁4c的底部(即,在侧壁4c和底壁4d的连接处,其中下部开口16基本上是竖直地取向的)。图8中下部开口的位置和取向指引进入的喷射流碰撞侧壁,并且比起放置在底壁且基本水平地(即与该管同轴地)取向的开口,图8中下部开口的位置和取向指引进入的喷射流到达排放管底部前扩散得更充分。在图7中,由于喷射流的不完全扩散,连续的油排放可能被阻碍,喷射流中发生的较高速度可能携带油的小液滴离开收集管并阻止该管的填充和锁定(参见图7)。
可以在包括低节流型油-雾分离系统的气-液分离系统中使用该公开的排放管。(参见,例如,美国专利号7828865、7810477、7699029、7655140、7655073、7648543、7614390、7238216、7235177、6139595、5669366和5469239;及美国申请公开号20100101425、201000024366、20090308249、20090193770、20090100811、20080264018和20070062887,通过对它们的完全引用,在此包含它们的内容)。在一些实施例中,在单级式或多级式系统中使用该公开的排放管,该多级式系统中至少一级表现出相对低的压强梯度。合适的级可以包括常规的或可变的冲击器。(参见,例如,美国专利号7857883、7849841、7828869、7828865、7810477、7776139、7699029、7655073、7648543、7614390、7610793、7550035、7473291、7238216和6123061;及美国申请公开号20100107883、20100101425、20100043734、20100024366、20090313977、20090308249和20090193770,通过对它们的完全引用,在此包含它们的内容)。
图9中显示的是该公开的排放管在两级式冲击器中的应用。在图9中,第一级冲击器具有比第二级冲击器大的喷嘴。第一级冲击器从漏气流中除去液体油,第二级冲击器消除更细的颗粒。由于油头需要克服的较小的压差,第一级冲击器内的较大的喷嘴需要较少的油头以实现来自第一排放管道的连续流。来自引擎的漏气气体经过第一级冲击器。预期大部分液体颗粒由此级分离。然后分离的液体油在排放柱内聚积并直到达到足够的油头以克服由第一级冲击器产生的向后压强才开始排放。过滤的气体继续到第二级冲击器以待更细致的过滤。由于第二级冲击器具有比第一级冲击器小的喷嘴,第二级冲击器内的压差比第一级冲击器内的高。像这样,由于油头需要克服第一及第二级冲击器的整体压强落差,第二级冲击器需要更多的油头以实现来自第二排放管道的连续流。当油头不够克服整体压强时,分离的油将在外壳内的空间内聚积。然而,当引擎负载下降或关闭时,每当油头超过总压差,分离的油将返回到机油箱。
对于本技术的技术人员显而易见的是,可以对在此公开的发明作不同的替代和改变而不偏离本发明的范围和本意。可以在缺乏未在此具体地公开的一个或多个单元、一个或多个限制下合适地实施在此示例地描述的发明。所用的术语及表述是用于描述而非限制的术语,并且在这样的术语和表述的使用中没有意图排除任何显示及描述的特征或其部分的等同物,但确实在本发明的范围内不同的改变是可能的。这样,应该理解,虽然本发明是由特定的实施例和可选的特征来说明的,但本技术的技术人员可以依靠对在此公开的概念的改变和变化,这样的改变和变化被认为包含在本发明的范围内。
在此引用了许多专利和非专利的参考文献。通过在此对它们的完全引用,包含引用的参考文献。当说明书中的术语的定义与引用的参考文献中该术语的定义之间存在不一致的情况下,应该基于本说明书中的定义解释该术语。

Claims (40)

1.一种用于空气-油分离器系统的排放管,所述管被大致竖直地设置在所述系统中,所述管具有上部开口和下部开口,所述上部开口用于在所述系统的收集侧上接收从所述系统的空气中分离出的油,所述下部开口用于把从所述系统的空气中分离出的油释放到所述系统的排放侧,其中所述上部开口具有比所述下部开口的水平横截面积A2大的水平横截面积A1,所述排放侧内的压强P1比所述收集侧内的压强P2大,所述管具有高度H1,所述油通过表面张力在所述下部开口形成膜并在所述管中堆积到高度H2,此后所述膜破裂并且所述油排放离开所述下部开口,P3是与在所述下部开口的所述油膜破裂相关联的表面张力压强。
2.权利要求1所述的排放管,其中P1–P2≤5英寸水柱。
3.权利要求2所述的排放管,其中4≤(A1/A2)≤25。
4.权利要求3所述的排放管,其中所述上部开口在横截面上是圆形的并具有直径D1,所述下部开口在横截面上是圆形的并具有直径D2。
5.权利要求4所述的排放管,其中H2由公式((P1–P2)+P3)/ρ定义;ρ是相对于水的密度的所述油的密度;P3由公式P3=4·γ·(cos(θ)/D2))定义;γ是所述油的表面张力;θ是所述油在所述管上的接触角。
6.权利要求5所述的排放管,其中0.04英寸≤D1≤0.3英寸,0.02英寸≤D2≤0.08英寸。
7.权利要求5所述的排放管,其中2°≤θ≤15°。
8.权利要求5所述的排放管,其中γ是5.0×10-5/英寸≤γ≤5.0×10-4/英寸。
9.权利要求1所述的排放管,其中所述管包含上部管部分和下部管部分,所述上部管部分从所述上部开口延伸,所述下部管部分从所述下部开口延伸,所述油在所述上部管部分内堆积到所述高度H2,此后所述膜破裂并且所述油排放离开所述下部开口并穿过所述下部管部分。
10.权利要求1所述的排放管,其中所述上部开口和下部开口基本上是对准的。
11.权利要求1所述的排放管,其中所述上部开口和下部开口基本上是偏移的。
12.权利要求1所述的排放管,其中所述下部开口基本上是水平地取向的。
13.权利要求1所述的排放管,其中所述下部开口基本上是竖直地取向的。
14.一种用于空气-油分离器系统的排放管,所述管被大致竖直地设置在所述系统中,所述管具有上部开口和下部开口,所述上部开口用于在所述系统的收集侧上接收从所述系统的空气中分离出的油,所述下部开口用于把从所述系统的空气中分离出的油释放到所述系统的排放侧,其中所述上部开口具有比所述下部开口的水平横截面积A2大的水平横截面积A1,所述管形状上是圆柱形的,所述上部开口具有比所述下部开口的直径D2大的直径D1,所述排放侧内的压强P1比所述收集侧内的压强P2大,所述管具有高度H1,所述油通过表面张力在所述下部开口形成膜并在所述管中堆积到高度H2,此后所述膜破裂并且所述油排放离开所述下部开口,P3是与在所述下部开口的所述油膜的破裂相关联的表面张力压强。
15.权利要求14所述的排放管,其中P1–P2≤5英寸水柱。
16.权利要求14所述的排放管,其中2≤(D1/D2)≤5。
17.权利要求16所述的排放管,其中H2由公式((P1–P2)+P3)/ρ定义;ρ是相对于水的密度的所述油的密度;P3由公式P3=4·γ·(cos(θ)/D2))定义;γ是该油的表面张力;θ是所述油在所述管上的接触角。
18.权利要求17所述的排放管,其中0.04英寸≤D1≤0.3英寸,0.02英寸≤D2≤0.08英寸。
19.权利要求17所述的排放管,其中2°≤θ≤15°。
20.权利要求17所述的排放管,其中γ是5.0×10-5/英寸≤γ≤5.0×10-4/英寸。
21.权利要求14所述的排放管,其中所述管包含上部管部分和下部管部分,所述上部管部分从所述上部开口延伸,所述下部管部分从所述下部开口延伸,所述油在所述上部管部分内堆积到所述高度H2,此后所述膜破裂并且所述油排放离开所述下部开口并穿过所述下部管部分。
22.权利要求14所述的排放管,其中所述上部开口和下部开口基本上是对准的。
23.权利要求14所述的排放管,其中所述上部开口和下部开口基本上是偏移的。
24.权利要求14所述的排放管,其中所述下部开口基本上是水平地取向的。
25.权利要求14所述的排放管,其中所述下部开口基本上是竖直地取向的。
26.一种用于空气-油分离器系统的排放管,所述管被大致竖直地设置在所述系统中,所述管具有上部开口和下部开口,所述上部开口用于在所述系统的收集侧上接收从所述系统的空气中分离出的油,所述下部开口用于把从所述系统的空气中分离出的油释放到所述系统的排放侧,其中所述上部开口具有比所述下部开口的水平横截面积A2大的水平横截面积A1,所述排放侧内的压强P1比所述收集侧内的压强P2大,所述管具有高度H1,所述分离出的油通过表面张力在所述下部开口形成膜并且直到油在所述管中堆积且达到足够的高度H2以克服在所述下部开口的表面张力P3与横跨所述排放通道的空气压差(P1–P2)之和后才从所述管被释放。
27.权利要求26所述的排放管,其中P1–P2≤5英寸水柱。
28.权利要求26所述的排放管,其中所述上部开口在横截面上是圆形的并具有直径D1,所述下部开口在横截面上是圆形的并具有直径D2,且2≤(D1/D2)≤5。
29.权利要求28所述的排放管,其中H2由公式((P1–P2)+P3)/ρ定义;ρ是相对于水的密度的所述油的密度;P3由公式P3=4·γ·(cos(θ)/D2))定义;γ是该油的表面张力;θ是所述油在所述管上的接触角。
30.权利要求29所述的排放管,其中0.04英寸≤D1≤0.3英寸,0.02英寸≤D2≤0.08英寸。
31.权利要求29所述的排放管,其中2°≤θ≤15°。
32.权利要求29所述的排放管,其中γ是5.0×10-5/英寸≤γ≤5.0×10-4/英寸。
33.权利要求29所述的排放管,其中所述管包含上部管部分和下部管部分,所述上部管部分从所述上部开口延伸,所述下部管部分从所述下部开口延伸,所述油在所述上部管部分内堆积到所述高度H2,此后所述膜破裂并且所述油排放离开所述下部开口并穿过所述下部管部分。
34.权利要求29所述的排放管,其中所述上部开口和下部开口基本上是对准的。
35.权利要求29所述的排放管,其中所述上部开口和下部开口基本上是偏移的。
36.权利要求29所述的排放管,其中所述下部开口基本上是水平地取向的。
37.权利要求29所述的排放管,其中所述下部开口基本上是竖直地取向的。
38.一种多级式冲击器,包含权利要求1所述的排放管。
39.一种多级式冲击器,包含权利要求14所述的排放管。
40.一种多级式冲击器,包含权利要求26所述的排放管。
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