CN102773172B

CN102773172B - 螺旋汽液分离装置

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Publication number: CN102773172B
Application number: CN 201210293403
Authority: CN
Inventors: 殷久祥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2032-08-17
Also published as: CN102773172A

Abstract

一种离心分离技术领域的螺旋汽液分离装置，包括：第一分离腔室、设置在第一分离腔室内部的纯蒸汽接送管、分离器和一级螺旋板，其中：漏斗形的分离器位于一级螺旋板的下方，纯蒸汽接送管位于第一分离腔室中部且其底部伸入到分离器的底部，分离器的外壁设有供雾滴排出的第一夹套层；漏斗形的分离器设有底部锥角。本发明克服现有的汽液分离结构简单，分离不尽精净彻底的技术缺陷，能使汽液分离彻底，制取获得更洁净的、由水分子状态构成纯蒸汽。

Description

螺旋汽液分离装置

技术领域

本发明涉及的是一种离心分离装置，具体是一种螺旋汽液分离装置。

背景技术

原有的汽液分离装置，一般是采用挡板分离，除沫丝网分离或者二者合一，当加热后产生的二次蒸汽在上升时会夹带有大量含有杂质的液滴，通过利用上方的除沫丝网加挡板来不断地改变其上升的方向，从而达到去除的目的。但这种结构的装置，对分离去除夹带在二次蒸汽当中的液滴管有效却难以保证其稳定和彻底，二次蒸汽压力、汽速的波动，均会影响其分离效果。故此，这类技术现已较小被采用了，现在大都采用的是单一的螺旋汽液分离的装置，性能较优于前二项技术，其利用螺旋挡板迫使二次蒸汽螺旋上升所产生的离心力，分离去除含有杂质的液滴，离心力大小会随汽压、汽速的波动变化而变化，但这种单一的螺旋汽液分离装置，二次纯蒸汽接送口，位于圆柱的上方外缘，这种结构形状，对二次纯蒸汽中可能夹带有质量趋近于纯蒸汽的雾滴分离去除却难以保证，可能仍会夹带在其中，随二次蒸汽从接送口逃逸。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号：CN2894852Y，公开日：2007-5-2，记载了一种“双向离心分离器”，该技术公开：分离筒的外壁上固定安装有外螺旋板，蒸汽通管伸入分离筒内部分的外管壁上固定安装有内螺旋板，分离筒的底端安装有集水管，该装置具有内外、上下多重离心分离的特点，同时具有双向螺道的设计。但是该现有技术中，当混合汽液进入分离器外腔室，通过螺旋板迅速旋转上升，射向顶帽时产生的射吸流，使质量较小的液滴、雾滴随汽流射向顶帽同时返入内腔，进入内腔通过螺旋板高速旋转下行，汽流遭内腔筒壁、筒底反弹所产生的乱流又降低干扰了其分离效果，其难以达到彻底分离去除的效果。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种螺旋汽液分离装置，使得汽液分离更加彻底，得到纯净度高的蒸汽。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：第一分离腔室、设置在第一分离腔室内部的纯蒸汽接送管、分离器和一级螺旋板，其中：漏斗形的分离器位于一级螺旋板的下方，纯蒸汽接送管位于第一分离腔室中部且其底部伸入到分离器的底部，分离器的外壁设有供雾滴排出的第一夹套层；漏斗形的分离器设有底部锥角，第一分离腔室的顶部设有分离输入端。

优选地，在所述的一级螺旋板的底部设有与其水平倾斜方向相反的二级螺旋板，二级螺旋板位于分离器的上方。

所述的一级螺旋板的水平倾角大于二级螺旋板的水平倾角。

所述的第一分离腔室的内侧壁、从二级螺旋板的顶部至第一分离腔室的底部设有第二夹套层。

优选地，在所述的第一分离腔室外部设有第二分离腔室，其中：第一分离腔室的顶部与第二分离腔室的顶部相连通，第二分离腔室底部设置混合汽液入口，第一分离腔室与第二离腔室之间设有水平倾斜方向相反的三级螺旋板和四级螺旋板，三级螺旋板位于四级螺旋板的下方且三级螺旋板、四级螺旋板和一级螺旋板的水平倾角逐级递减。

所述的第二分离腔室的的内侧壁设有第三夹套层，第三夹套层分别于三级螺旋板和四级螺旋板的顶部处设置两个开孔。

本发明克服现有的汽液分离结构简单，分离不够精净彻底的技术缺陷，提供一种能使汽液分离得精净彻底，制取获得更洁净的、由水分子状态构成纯蒸汽。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：第一分离腔室1、设置在第一分离腔室1内部的纯蒸汽接送管2、分离器3和一级螺旋板4，其中：分离器3位于一级螺旋板4的下方，分离器3的外壁设有供雾滴排出的第一夹套层5，分离器3为漏斗形，纯蒸汽接送管2位于第一分离腔室1中部且其底部伸入到分离器3漏斗形的底部，第一分离腔室的顶部设有分离输入端7。

所述的分离器3为漏斗状结构，该结构将旋转下行的纯蒸汽触底反弹产生的对冲力降至最低，同时对进入纯蒸汽接送管2的纯蒸汽又能起集束作用，充分保障其分离质量。该分离器3的顶部至第一分离腔室1的底部深度为h，第一分离腔室1的直径为d且h>6d，分隔器3口至内腔底部h的足够尺度，使其形成的夹缝深度，有效避免分离后液滴重新上返二次混合。分离器3的顶部开口截面积大于纯蒸汽接送管2的横截面积25%～50%，纯蒸汽接送管2深入分离器3漏斗口的深度大于等于纯蒸汽接送管2的直径。

如图1所示，所述的分离器3的底部锥角16的外壁与竖直平面的夹角α等于分离器3的内壁与竖直平面的夹角β，优选α=β=45°，根据流体力学原理，使得分离器3的漏斗形结构内壁能够以双倍效率收集液滴并将蒸汽导引至分离器3上方的纯蒸汽接送管2；所述的底部锥角16与分离器3之间的A处为非密封连接。

所述的一级螺旋板4的底部设有与其水平倾斜方向相反的二级螺旋板6，二级螺旋板6位于分离器3的上方。

所述的一级螺旋板4的水平倾角大于二级螺旋板6的水平倾角。逐级增大阻挡旋转的离心力，逐步增加分离效果。

一级螺旋板4的水平倾角为25°～30°，二级螺旋板6的水平倾角为20°～30°。

所述的分离输入端7为管道结构。所述的第一分离腔室1的内侧壁、从二级螺旋板6的顶部至第一分离腔室1的底部设有第二夹套层8。

所述的第一夹套层5和第二夹套层8的夹缝间距小于等于2mm。质量较大的液滴、雾滴在其离心力作用下，均沿外缘旋转且夹缝间隙小于等于2mm，完全能满足其分离隔开要求，并在现行的一级外旋转分离结构中使用，其效果良好。

当混合汽液从分离输入端7进入，经一级螺旋板4遮挡后，通过强迫旋转下行所产生的离心力，将大量较小液滴、雾滴抛向外缘，沿内壁，第二夹套层8下沉，淌入底部排出腔外，被一次分离后的蒸汽旋转下行，遇二级螺旋板6的相向阻力，加强了其分离效果，由于水平夹角小于上一级，迫使在上一级旋转分离后，使质量趋近于汽水分子可能未彻底去除的少量含有杂质雾滴，在其增强的离心力作用下，沿第一夹套层5间隙下沉，聚滴成液淌入底部排出腔外，经过两级螺旋分离后，从而制取获得完全由汽状态构成的二次纯蒸汽，均被接送管下方部的漏斗形分离器3阻挡返入纯蒸汽接送管2进口，从而送至使用点。

实施例2

如图2所示，本实施例包括：第一分离腔室1、设置在第一分离腔室1内部的纯蒸汽接送管2、分离器3和一级螺旋板4，其中：分离器3位于一级螺旋板4的下方，分离器3的外壁设有供雾滴排出的第一夹套层5，分离器3为漏斗形，纯蒸汽接送管2位于第一分离腔室1中部且其底部伸入到分离器3漏斗形的底部。

所述的第一分离腔室1外部设有第二分离腔室9，其中：第一分离腔室1的顶部与第二分离腔室9的顶部相连通，第二分离腔室9底部设置混合汽液入口13，第一分离腔室1与第二分离腔室9之间设有水平倾斜方向相反的三级螺旋板10和四级螺旋板11，三级螺旋板10位于四级螺旋板11的下方。

所述的三级螺旋板10、四级螺旋板11和一级螺旋板4的水平倾角逐级递减。

三级螺旋板10的水平倾角为25°～30°，四级螺旋板11的水平倾角为20°～30°。

一级螺旋板4的水平倾角为15°～20°。

所述的第二分离腔室9的的内侧壁设有第三夹套层12，第三夹套层12分别于三级螺旋板10和四级螺旋板11的顶部处设置两个开孔H1、H2，使得各级分离后的液滴和雾滴通过两个开孔H1、H2进入到第三夹套层12。

所述的第一分离腔室1的顶部的分离输入端7为通汽孔结构，第一分离腔室1与第二分离腔室9由分离输入端7相连通。经过二级旋转分离后的蒸汽通过分离输入端7进入第二分离腔室9。根据旋转原理，质量越大，其离心力越大，设定内、外腔通汽口呈水平远离外腔外缘，以保持送汽洁净度，确保分离效果。

所述的第一分离腔室1的底部设有与第二分离腔室9相连通的第一残液排出管14。

所述的第二分离腔室9的底部设有与外界相连通的第二残液排出管15。

所述的第二分离腔室9的横截面积为第一分离腔室1的横截面积的25%～50%。缩小内腔截面积，积聚汽压，避免内、外腔形成压差而产生射吸力，影响其分离效果，提高和确保分离质量。

所述的第三夹套层12的夹缝间距小于等于2mm。质量较大的液滴、雾滴在其离心力作用下，均沿外缘旋转且夹缝间隙小于等于2毫米，完全能满足其分离隔开要求，并在现行的一级外旋转分离结构中使用，其效果良好。

所述的第一残液排出管14为盘管结构。

所述的第二残液排出管15为漏斗状结构。

原料水经过换热器加热后，形成的混合汽液从混合汽液入口13进入第二分离腔室9，较大液滴及过量的原料水由于重力作用滞留在第二分离腔室9底部被排出腔外，夹带有大量较小液滴及雾滴的蒸汽垂直上升，经过三级螺旋板10遮挡后，通过其强迫旋转上升所产生的离心力，将大量较小液滴及雾滴抛向第三夹套层12，被一级旋分离后蒸汽继续旋转上升时，遭遇上方四级螺旋板11的反向阻力，加强了分离效果，由于四级螺旋板11水平夹角小于三级螺旋板10，加大了其旋转上升时说产生的离心力，迫使其在一级旋转分离后未尽去除的少量液滴、雾滴加速从对应的开孔抛向第三夹套层12，聚滴成液淌入底部，随剩余水排出腔外，经过两级旋转分离后的蒸汽通过通汽孔进入第一分离腔室1，由于第一分离腔室1的横截面积为第二分离腔室9的横截面积的25%～50%，且更靠近纯蒸汽接送管2中心，加上第一分离腔室1下行一级螺旋板4形成的相向阻力有效地克服了射吸流，经过一级螺旋板4遮挡后，将产生数倍于外腔的离心力和压迫下降所产生的下压力，含有杂质的趋近于汽水分子的少量雾滴在离心力作用下，贴内腔壁下行，均被分离器3分隔，沿其外缘的第一夹套层5旋转下降，其结构设置有效地克服了纯蒸汽触底反弹形成乱流，经过三级旋转分离后，从而制取获得由汽状态构成的二次纯蒸汽通过接送管至使用点。

Claims

1.一种螺旋汽液分离装置，其特征在于，包括：第一分离腔室、设置在第一分离腔室内部的纯蒸汽接送管、分离器和一级螺旋板，其中：漏斗形的分离器位于一级螺旋板的下方，纯蒸汽接送管位于第一分离腔室中部且其底部伸入到分离器的底部，分离器的外壁设有供雾滴排出的第一夹套层；漏斗形的分离器设有底部锥角，第一分离腔室的顶部设有分离输入端；

所述的第一分离腔室外部设有第二分离腔室，其中：第一分离腔室的顶部与第二分离腔室的顶部相连通，第二分离腔室底部设置混合汽液入口，第一分离腔室与第二离腔室之间设有水平倾斜方向相反的三级螺旋板和四级螺旋板，三级螺旋板位于四级螺旋板的下方且三级螺旋板、四级螺旋板和一级螺旋板的水平倾角逐级递减。

2.根据权利要求1所述的螺旋汽液分离装置，其特征是，所述的一级螺旋板的底部设有与其水平倾斜方向相反的二级螺旋板，二级螺旋板位于分离器的上方。

3.根据权利要求2所述的螺旋汽液分离装置，其特征是，所述的第一分离腔室的内侧壁、从二级螺旋板的顶部至第一分离腔室的底部设有第二夹套层。

4.根据权利要求1所述的螺旋汽液分离装置，其特征是，所述的第二分离腔室的的内侧壁设有第三夹套层，第三夹套层分别于三级螺旋板和四级螺旋板的顶部处设置两个开孔。

5.根据权利要求1所述的螺旋汽液分离装置，其特征是，所述的分离器的顶部至第一分离腔室的底部深度为h，第一分离腔室的直径为d，h>6d。

6.根据权利要求1所述的螺旋汽液分离装置，其特征是，所述的分离器的顶部开口截面积大于纯蒸汽接送管的横截面积，纯蒸汽接送管深入分离器漏斗口的深度大于等于纯蒸汽接送管的直径。

7.根据权利要求1所述的螺旋汽液分离装置，其特征是，所述的分离器的底部锥角的外壁与竖直平面的夹角α等于分离器的内壁与竖直平面的夹角β，并且底部锥角与分离器之间为非密封连接。

8.根据权利要求7所述的螺旋汽液分离装置，其特征是，所述的夹角α=β=45°。