CN102772955A

CN102772955A - 一种水汽分离器

Info

Publication number: CN102772955A
Application number: CN2012103094961A
Authority: CN
Inventors: 陈华申; 赵喜清
Original assignee: Beijing SDL Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing SDL Technology Co Ltd
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2032-08-27
Also published as: CN102772955B

Abstract

本发明公开了一种水汽分离器，该水汽分离器包括外管、内管、上盖、下盖、样气接头；其中，此水汽分离器需竖直安装，其外管的上端焊接上端盖，其下端焊接下端盖，上端盖、下端盖与外管围成内腔，进气口开设于外管的侧壁，出气口和出水口均与上述内腔连通，且出气口位于出水口的上方。这样，该水汽分离器利用样气旋转离心倾斜运动的方式实现工艺样气中水分的析出，简化了除水过程，且设备结构较为简单，生产成本较低。

Description

一种水汽分离器

技术领域

本发明涉及工艺样气除水设备技术领域，特别是涉及一种水汽分离器。

背景技术

在化工生产工艺检测分析系统中，工厂生产的工艺气体或设备排放的尾气等所含成分比较复杂且水含量也比较高，因此这些气体在进入分析仪之前需要对其进行预处理；预处理是指在进行气体数据分析以前进行的准备过程，预处理的主要目的是实现对气体的除水、除尘、降温、干燥等，保证气体分析数据的精确性和可靠性，是气体分析中非常重要的一个环节。

在工艺样气的预处理过程中，首先需要去除工艺样气中的水分，以保证后续处理的顺利进行。

传统的工艺分析系统中多使用涡流制冷器实现除水。涡流制冷器包括涡流管、保温体和冷凝器，其中，涡流管的冷气出口插入到保温体内，冷凝器被安装在保温体内，并用第一螺钉和第二螺钉，以及第一盖板和第二盖板将冷凝器固定；在除水过程中，工艺样气从冷凝器的进气口进入冷凝器中，保温体中通入冷气，工艺样气在冷凝器内流动的过程中与保温体中的冷气发生热交换，并在热交换后温度降低，样气中的水蒸气凝固成液体水析出，并从冷凝器的排水口流出，除水后的干燥样气从冷凝器的出气口排出。

但是，上述涡轮制冷器通过冷凝析出的方式实现除水，在除水过程中还需要通入冷却介质，导致除水过程较为繁琐，且涡流制冷器的结构较为复杂，生产成本较高。

因此，如何简化工艺分析系统中的除水过程，简化除水设备的结构，降低生产成本，就成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水汽分离器，其利用样气旋转离心倾斜运动的方式实现工艺样气中水分的析出，简化了除水过程，且设备结构较为简单，生产成本较低。

本发明所提供的水汽分离器，包括竖直安装、且侧壁开设有进气口的外管，所述外管的上端焊接有上端盖，其下端焊接有下端盖，所述上端盖、所述下端盖与所述外管围成内腔，所述水汽分离器还包括与所述内腔连通的出气口和出水口，所述出气口位于所述出水口的上方。

优选地，还包括套装于所述外管内的内管，所述内管将所述内腔分隔为靠近所述外管的分离腔，和远离所述外管的出气腔，所述内管的侧壁开设有连通所述分离腔和所述出气腔的连通孔，所述出气口与所述出气腔连通，所述出水口与所述分离腔连通。

优选地，所述内管与所述外管同轴设置。

优选地，所述出气口开设于所述上端盖。

优选地，所述出水口开设于所述下端盖，所述下端盖上开设有与所述分离腔连通的出水槽。

优选地，所述连通孔的数目为多个。

优选地，所述进气口、所述出气口和所述出水口处均设置有螺纹接口。

本发明所提供的水汽分离器包括外管、内管、上盖、下盖、样气接头；其中，外管竖直安装，外管的上端焊接有上端盖，其下端焊接有下端盖，上端盖、下端盖与外管围成内腔，进气口开设于外管的侧壁，出气口和出水口均与上述内腔连通，且出气口位于出水口的上方。在除水过程中，高压工艺样气由进气口进入内腔，由于样气自身具有压力，其在进入内腔后，会高速运动，并在运动过程中与外管的内壁及内管的外壁发生碰撞，碰撞造成了能量损失，使得样气中夹带的水分由于速度的降低而被分离出来，被分离出来的液态水沿着内外管的管壁从出水口排出，除水后的样气通过出气口排出后进行后续处理。这样，该水汽分离器利用样气旋转离心倾斜运动的方式实现工艺样气中水分的析出，简化了除水过程，且设备结构较为简单，生产成本较低。

在一种优选地实施方式中，本发明所提供的水汽分离器还包括套装于所述外管内的内管，内管将内腔分隔为靠近外管的分离腔，和远离外管的出气腔，内管上开设有连通分离腔和出气腔的连通孔，出气口与所述出气腔连通，出水口与所述分离腔连通；样气由进气口进入外管和内管之间的分离腔，在分离腔中完成水汽分离后，液态水通过与分离腔连通的出水口流出，除水后的气体通过连通孔进入出气腔，而后通过与出气腔连通的出气口排出；这样，由于内管限制了样气气流的流动方向，使其无法自由运动，而只能够沿着内管和外管夹层形成的通道即分离腔旋转运动，从而实现了样气在分离腔中高速旋转并在其中离心向下倾斜式运动，从而增加了样气与内管、外管碰撞的机会，能够更好地除去样气中的水分。

在另一种优选的实施方式中，本发明所提供的水汽分离器的进气口、出气口和出水口处均设置有螺纹接口，以方便安装各种终端接头，适应外部气路管线规格，提高设备的通用性。

附图说明

图1为本发明所提供的水汽分离器一种具体实施方式的主剖视图；

图2为图1所示水汽分离器在A-A方向的剖视图；

图3为本发明所提供的内管一种具体实施方式的主视图；

图4为图3所述内管在侧视方向的剖视图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种水汽分离器，其利用旋转碰撞的方式实现工艺样气中水分的析出，简化了除水过程，且设备结构较为简单，生产成本较低。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2；图1为本发明所提供的水汽分离器一种具体实施方式的主剖视图；图2为图1所示水汽分离器在A-A方向的剖视图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的水汽分离器包括外管2、进气口1、出气口6和出水口7；其中，外管2竖直放置，外管2的上端焊接有上端盖3，其下端焊接有下端盖4，上端盖3、下端盖4与外管2围成内腔5，进气口1开设于外管2的侧壁，出气口6和出水口7均与上述内腔5连通，且出气口6位于出水口7的上方；进气口1通过接口与提供样气的样气源连通，出气口6通过接口与分析系统的其他元件连通，出水口7通过接口与储水装置连通，经过除水后的气体通过出气口6流出内腔5，并进入分析系统的后续处理元件，进行后续的处理和分析。

需要指出的是，附图是横向放置的，文字部分描述的“上”位于附图图形的左侧，相应的，“下”位于附图图形的右侧。

优选地，外管2为横截面为圆形的管，在样气进入内腔5后，圆形管能够提供更大的接触面积，样气更容易与外管2的内壁发生离心旋转碰撞，使得样气中的水分更大程度地析出。显然地，外管2的横截面形状不局限于圆形，从理论上来讲，只要能够实现样气在内腔5中与内壁发生碰撞，内管8的横截面形状可以为本领域中常规使用的各种规则或者不规则的形状，例如方形等。

当外管2的横截面形状为圆形时，样气进入内腔5的方向优选为沿外管2内壁的切向，切向进入的气流更容易形成旋转气流，从而更多地与外管2的内壁发生离心旋转碰撞，以提高除水效率。显然地，从理论上来讲，样气的进入方向也不局限于切向，其进入方向也可以与切向成适当的角度，甚至垂直于切向。

上述进气口1、出气口6和出水口7处设置的接口均为螺纹接口，以方便安装各种终端接头，适应外部气路管线规格，提高设备的通用性。

在除水过程中，高压工艺样气由进气口1进入内腔5，由于样气自身具有压力，其在进入内腔5后，会高速离心旋转运动，并在运动过程中与外管2的内壁发生碰撞，碰撞造成了能量损失，使得样气中夹带的水分由于速度的降低而被分离出来，被分离出来的液态水沿着外管2的管壁从出水口7排出，除水后的样气通过出气口6排出后进行后续处理。这样，该水汽分离器利用旋转碰撞的方式实现工艺样气中水分的析出，简化了除水过程，且设备结构较为简单，生产成本较低。

在上述具体实施方式的基础上，还可以对本发明所提供的水汽分离器进行进一步的改进。

请参考图3和图4，并请一并参考图1和图2；图3为本发明所提供的内管一种具体实施方式的主视图；图4为图3所述内管在侧视方向的剖视图。

在另一种具体实施方式中，本发明所提供的水汽分离器还包括内管8，内管8套装于上述外管2的内侧，该内管8将内腔5分隔为分离腔51和出气腔52，内管8上开设有连通分离腔51和出气腔52的连通孔9，其中，分离腔51靠近上述外管2，为位于外管2和内管8之间的环形腔体，出气腔52远离外管2，为由内管8、上端盖3和下端盖4形成的腔体，上述出气口6与出气腔52连通，出水口7与分离腔51连通。样气由进气口1进入外管2和内管8之间的分离腔51，在分离腔51中完成水汽分离后，液态水通过与分离腔51连通的出水口7流出，除水后的气体通过连通孔9进入出气腔52，而后通过与出气腔52连通的出气口6排出；这样，由于内管8限制了样气气流的流动方向，使其无法自由运动，而只能够沿着内管8和外管2夹层形成的通道即分离腔51旋转运动，从而实现了样气在分离腔51中高速旋转并在其中以离心向下的方式倾斜运动，从而增加了样气与内管8、外管2碰撞的机会，能够更好地除去样气中的水分。

上述内管8与外管2的横截面形状相同，同样优选为横截面为圆形的管。

内管8与外管2可以同轴设置，此时，内管8的外壁与外管2的内壁在不同位置的距离是相同的，以便于更好地形成样气的旋转通道，使得样气更容易形成旋转气流，从而提高除水效率，改善除水效果。

显然地，内管8与外管2也不局限于同轴设置，两者也可以轴线平行地设置，甚至可以成适当角度设置。

优选地，上述出气口6开设于上端盖3，由于除水后的样气的压力大于大气压，因此，除水后的样气在出气腔52中是向上运动的，出气口6设置在上端盖3上更有利于除水后的样气的排出。显然地，出气口6也不局限于开设在上端盖3上，也可以开设在外管2的侧壁上，其高度应该高于出水口7和进气口1的高度。

上述出水口7可以开设于下端盖4，该下端盖4上开设有与分离腔51连通的出水槽，液态水析出后，在其自身重力的作用下沿着管壁向下流动，并从下端盖4上的出水口7排出，出水口7设置在下端盖4上，则无论液态水从管壁的什么位置流出都能够顺利排出，保证了除水效果。从理论上来讲，出水口7也可以设置在外管2的侧壁上，这时，为了保证除水效果，需要设置多个出水口7。

开设在内管8侧壁上的连通孔9的数目可以为多个，以提高除水后的样气通过的效率；各连通孔9可以沿内管8的周向均匀设置。

以上对本发明所提供的一种水汽分离器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种水汽分离器，其特征在于，包括竖直安装、且侧壁开设有进气口（1）的外管（2），所述外管（2）的上端焊接有上端盖（3），其下端焊接有下端盖（4），所述上端盖（3）、所述下端盖（4）与所述外管（2）围成内腔（5），所述水汽分离器还包括与所述内腔（5）连通的出气口（6）和出水口（7），所述出气口（6）位于所述出水口（7）的上方。

2.根据权利要求1所述的水汽分离器，其特征在于，还包括套装于所述外管（2）内的内管（8），所述内管（8）将所述内腔（5）分隔为靠近所述外管（2）的分离腔（51），和远离所述外管（2）的出气腔（52），所述内管（8）的侧壁开设有连通所述分离腔（51）和所述出气腔（52）的连通孔（9），所述出气口（6）与所述出气腔（52）连通，所述出水口（7）与所述分离腔（51）连通。

3.根据权利要求2所述的水汽分离器，其特征在于，所述内管（8）与所述外管（2）同轴设置。

4.根据权利要求2所述的水汽分离器，其特征在于，所述出气口（6）开设于所述上端盖（3）。

5.根据权利要求2所述的水汽分离器，其特征在于，所述出水口（7）开设于所述下端盖（4），所述下端盖（4）上开设有与所述分离腔（51）连通的出水槽。

6.根据权利要求2所述的水汽分离器，其特征在于，所述连通孔（9）的数目为多个。

7.根据权利要求1至6任一项所述的水汽分离器，其特征在于，所述进气口（1）、所述出气口（6）和所述出水口（7）处均设置有螺纹接口。