CN102847379A - 带有集液槽的薄片状分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从带有液体的流体分离出液滴的薄片状分离器(100)，具有至少两个基本竖直定向的薄片状成型件(30)，所述至少两个基本竖直定向的薄片状成型件(30)彼此分隔开并形成引导所述带有液体的流体通过它们之间的流动通道，所述液滴在所述至少两个基本竖直定向的薄片状成型件(30)的壁表面上分离，所述薄片状分离器(100)还具有位于所述薄片状成型件之下用于接纳从所述带有液体的流体分离的液体的集液槽(40)，所述集液槽(40)具有将所述集液槽(40)分成多个区域(40a、40b)的至少一个隔断壁(45)。

Description

带有集液槽的薄片状分离器
技术领域
本发明涉及用于从带有液体的流体(liquid-charged fluid)分离液滴的薄片状分离器，具有至少两个基本竖直定向的薄片状成型件，所述至少两个基本竖直定向的薄片状成型件彼此分隔开并引导所述带有液体的流体通过它们之间，所述液滴在所述至少两个基本竖直定向的薄片状成型件的壁表面上分离，并具有在所述薄片状成型件下用于接纳从带有液体的流体分离的液体的集液槽。
背景技术
也被称为薄片状微滴分离器的这种薄片状分离器在现有技术中已知并且用在用于从带有液体的流体，特别是气流，中分离液滴的各种过程中。在诸如太阳能或原子能发电站的发电站中，微滴从湿蒸汽中的有效分离决定了发电站的热效率。在高压涡轮膨胀后蒸汽的中间过热过程期间，在在中间过加器中过热之前干燥湿蒸汽并将其供应到冷凝回路在热力学上是有利的。在所谓的水分离器过热器中，这种薄片状分离器用于从带有液体的流体，特别是湿蒸汽，中收回湿气。相关的薄片状分离器包括多个(即，至少两个)相互平行布置的薄壁形成型件，即所谓的薄片状成型件，该薄壁形成型件限定薄片状分离空间并且液滴在薄壁形成型件的壁表面上从流过的流体分离。例如，引用关于现有技术的GB1408928。
本发明特别涉及一种具有竖直定向的薄片状成型件的薄片状分离器，在所述薄片状成型件上，分离液滴聚合并由于重力而向下流动且作为分离的液体被收集在位于薄片状成型件底端的集液槽中。由现有技术已知的这些薄片状分离器的问题在于：尽管有排出口(drain)，但是位于集液槽中的液体被流过薄片状分离器的流体流形成旋涡或带走，或者由于形成漩涡而向上旋入薄片状分离空间中并从薄片状分离空间被带走或排出。流入集液槽中流体的浸没以及伴随的液体流沿与分离液滴的排出方向相反的方向从集液槽进入薄片状空间的朝上的横向流动也是有问题的，使得这些微滴不能无障碍地向下排出，而是从薄片状表面分离并被排出。
发明内容
因此，本发明基于确定上述类型的薄片状分离器的目的，其中，位于集液槽中的分离的液体是平静的并且不形成漩涡或着至少较弱地形成漩涡，从而液体不会再次从薄片(lamellae)分离。
该目的通过集液槽具有将所述集液槽分隔成多个区域的至少一个隔断壁实现。
提出一种用于从带有液体的流体分离出液滴的薄片状分离器，具有至少两个基本竖直定向的薄片状成型件，所述至少两个基本竖直定向的薄片状成型件彼此分隔开并在它们之间形成引导所述带有液体的流体通过的流动通道(薄片状通道)，所述液滴在所述至少两个基本竖直定向的薄片状成型件的壁表面上分离，薄片状分离器还具有位于所述薄片状分离空间的下端部处的用于接纳从所述带有液体的流体分离的液体的集液槽。提供有，所述集液槽具有将所述集液槽分成多个(即，至少两个)区域的至少一个隔断壁。
使用一个或更多个隔断壁将集液槽几何上分成多个区域或腔防止分离到集液槽中的水摇动，并防止摇动的水表面的微滴被流过的流体流带走及被向上带回到薄片状分隔空间中，那将降低薄片状分离器的效率。因此，即使流体高流速地流过所述薄片状分离器，集液槽中的被分离并收集的液体的表面也可是平静的和/或保持平静，因而水平面的有害漩涡和薄片状空间中的朝上的横向流动可被减少。由于隔断壁在带有液体的流体的流动路径中，隔断壁被用作流体流在该处被阻挡或反射的障碍物，因而流体流的浸没以及薄片状分离空间和与其连接的液体水平面之间的朝上的横向流动被防止。另外，改善了收集的液体的排放，因而在操作中可有利地保持集液槽中低的水平面。因此，流过速度可有利地提高。
在本发明的一有利改进中，至少一个所述隔断壁基本竖直地定向并且从槽底向上延伸到所述薄片状成型件的至少下边缘。即，隔断壁从集液槽的槽流动至少向上延伸到正好处于薄片状分隔空间。然而，隔断壁还可从向上延伸超过所述下边缘进入薄片状成型件的下部区域。通过这种方式，集液槽中的被分离并收集的液体可以特别好地平静和/或保持平静。通过这种方式，集液槽中流体流的浸没和由此导致的薄片状空间中的朝上的横向流动被减少。
已经证明特别有利的是，至少一个隔断壁相对于流过所述薄片状分离器的所述带有液体的流体的流动方向横向地延伸。。这种隔断壁的隔断壁平面方便地定向为基本垂直于薄片状成型件。
一优选的改进是，至少一个分开的排出口被提供给所述集液槽的由所述隔断壁形成的每个区域。
根据一可替代的优选改进提供有，共用的排出口被提供给所述集液槽的由所述隔断壁分开的两个相邻区域。
另外，有利的是，所述隔断壁具有在所述槽底的区域中的至少一条通道，所述至少一条通道连接由所述隔断壁分开的两个相邻区域。通过这种方式，可使彼此连接的区域中的不同水平面均等。另外，其使得通过所述通道连接的区域中的仅一个被提供有排出口成为可能，如下文结合附图的详细说明。
根据另一优选改进提供有，所述薄片状成型件被形成为至少近似波纹状的并且至少近似彼此平行地定向，多个折流板(指向所述流动方向相反的方向)从这些薄片状成型件中的至少一个伸出到所述流动通道中，从而形成指向所述流动方向的相反方向的用于待分离的所述液滴的集液袋。。特别地提供有，多个底切板(沿所述流动方向指向)从相同的薄片状成型件伸出，从而形成沿所述流动方向指向的底切，沿所述流动方向指向的所述多个底切板在它们的背离所述薄片状成型件的外侧面上以限定值被指向所述流动方向的相反方向的所述折流板叠盖，从而形成用于待分离的所述液滴的曲径分离器系统。在下文中将结合附图更详细地说明这种薄片状成型件。已经显示，具有以这种方式形成的薄片状成型件的薄片状分离器具有特别高的分离度，导致相对于分离的液体的高的集液容积流(catch volume stream)，因此，根据前文所陈述的集液槽是非常合适的。
附图说明
下面，将基于附图所示的三个优选实施方式以例示性目的进一步说明本发明，相同和/或功能上相同的部件使用相同的附图标记表示。在所述示意性的附图中：
图1示出根据现有技术的薄片状分离器的局部剖视图；
图2示出薄片状分离器的侧视图；
图3示出根据本发明的薄片状分离器的三个例示性实施例的局部剖视图；和
图4示出图3的薄片状分离器的薄片状成型件(lamellar profile)的俯视图。
具体实施方式
图1示出根据现有技术的薄片状分离器100的下底区域。薄片状分离器100被外壳10包围，集液槽40被整合到外壳10中。薄片状分离器100具有彼此平行并分隔放置的竖直定向的薄片状成型件，薄片状成型件共同形成薄片状分离空间，图1中仅能看到薄片状成型件中的一个单独的薄片状成型件30的下部。薄片状成型件30的下边缘由31表示。带有液体的流体沿特定的流通过方向S流过薄片状分离器100，液滴通过已知方式在薄片状分离器30的壁表面上从流过的流体分离。分离液滴聚合并由于重力向下排入为此目的而提供的集液槽40中。收集的液体F能够通过位于槽底44中的排出口43(由虚线示出)排出。
在图1示出的薄片状分离器100中，部分带有液体的流体流能够到达薄片状分离器30的下边缘31之间的所收集的液体F的表面41和/或冲入集液槽40中。这一部分流的流动方向由T表示。如果来自集液槽40的这部分流在薄片状成型件30之间沿向上的方向偏转，则此部分流动将与由于重力而向下排入集液槽40中的分离液滴反方向地移动。如所预计的，液滴通过具有流动方向T的部分流从薄片状表面分离并向上流出且不被收集到集液槽40中。
图2示出根据本发明的薄片状分离器的侧视图，整体由100表示。薄片状分离器100具有外壳10，外壳10包围具有彼此分隔的多个基本竖直定向的薄片状成型件30(未示出)的薄片状分离空间。带有液体的流体，特别是气流或蒸汽流，沿特定流通方向S(所谓的水平入流或通流)流过薄片状分离器100，包含在带有液体的流体中的液滴通过已知方式在薄片状成型件30的壁表面被分离。聚合的分离液滴由于重力而排入为此目的而被提供的可形成为集液壳体的集液槽40中。集液槽40可整合到外壳10中或形成为单独的部件。薄片状成型件30的下边缘31(不可见)被表示为虚线。带有液体的流体进入外壳10的进入区域由20表示，典型地由穿孔板实施。集液槽40的排出喷嘴由50表示。
图3示出具有集液槽40的薄片状分离器100的第一例示性实施例。下面的描述分别相似地应用到图3b和图3c示出的薄片状分离器100’和100”的第二和第三例示性实施例。集液槽40整合到薄片状分离器100、100’、100″的外壳10中并延伸越过外壳10的整个宽度，并优选也延伸越过外壳10的深度。隔断壁45大致放置在集液槽40内腔中宽度的中间，隔断壁从槽底44向上延伸到薄片状成型件30的下边缘31并越过集液槽40的整个深度。本例示性实施例中的隔断壁45将集液槽40分隔成两个区域或腔40a和40b。通过该分隔，在流过薄片状分离器100、100’、100”的流体处于高流速下，集液槽40中的分离和收集的液体F的表面42也可是平静的和/或保持为平静的。由于可能的高流体流速，隔断壁包括抗腐蚀材料，优选金属。
通过将集液槽40分隔成两个区域40a和40b，收集的流体F的排出被进一步改善(无干扰流出)，从而在操作中水平面可以被有利地保持在低位。在图3a的第一例示性实施例中，两个区域40a和40b各自在槽底44的排出口43a和43b。在图3b的第二例示性实施例中，仅左边区域40a或者也可以是右边区域40b被提供有排出口43。另外，隔断壁45具有在槽底44的区域中的通道46，通道46在收集的液体F的表面42下将分隔的区域40a和40b彼此连接。在图3c的第三例示性实施例中，在槽底44中向被隔断壁45分隔的两个区域40a和40b提供共用的排出口43，共用的排出口43在每个容器中越过隔断壁45半程地延伸。如果如在图3a的第一例示性实施例中一样为集液槽40的独立区域40a和40b提供分隔开的排出口，则排出口的尺寸小于如根据图3b和3c的第二和第三实施例中仅提供一个共用的排出口时的排出口的尺寸。因此，被提供的排出口的数量也可设为适应结构边界条件。
下面将参照图4描述一特别优选的薄片状成型件，该薄片状成型件用于根据本发明的薄片状分离器100、100’、100”中并在低压降情况下具有特别高的分离度。沿图3a标出的线Ⅳ-Ⅵ示出单独的薄片状成型件30的俯视图。优选同样地形成的薄片状成型件(未示出)在距该薄片状成型件30距离a处并与该薄片状成型件30平行地放置，两个相邻薄片状成型件30形成在它们之间的流动通道以沿预先限定的流动方向S引导带有液体的流体。
薄片状成型件30沿流动方向S具有近似波纹形。多个折流板31在薄片状成型件30的两侧沿与流动方向S相反的方向伸出，形成指向流动方向S的相反方向的用于液滴的集液袋32。另外，沿流动方向指向的多个底切板33在其两侧从薄片状成型件30伸出，形成沿流动方向S指向的底切34。沿流动方向指向的多个底切板33在它们的背离薄片状成型件的外侧面上以限定值被指向流动方向S的相反方向的折流板叠盖，从而形成用于液滴的有效的曲径分离器系统和用于收集分离液滴的共用收集腔(集液袋32加底切34)。底切板33仅在薄片状成型件30相对于流动方向S的第一半部实施，以特别在该段中获得特别高的分离度。另外，底切板33被形成为沿流动方向S具有减小的长度，从而底切和共用收集腔沿流动方向S具有减少的容积。
折流板31和/或底切板33的端部边缘被提供有在底切板33和外折流板31之间的叠盖区域中的浮雕状结构P，从而在叠盖区域形成限定的接触点。如所示，薄片状分离器30由彼此焊接的多个金属模制部件形成。

Claims (10)

1.用于从带有液体的流体分离出液滴的薄片状分离器(100)，具有至少两个基本竖直定向的薄片状成型件(30)，所述至少两个基本竖直定向的薄片状成型件(30)彼此分隔开并形成引导所述带有液体的流体通过它们之间的流动通道，所述液滴在所述至少两个基本竖直定向的薄片状成型件(30)的壁表面上分离，所述薄片状分离器(100)还具有位于所述薄片状成型件之下用于接纳从所述带有液体的流体分离的液体的集液槽(40)，其特征在于，所述集液槽(40)具有将所述集液槽(40)分成多个区域(40a、40b)的至少一个隔断壁(45)。
2.如权利要求1所述的薄片状分离器(100)，
其特征在于，所述隔断壁(45)基本竖直地定向并且从槽底(44)向上延伸到所述薄片状成型件(30)的至少下边缘。
3.如权利要求1或2所述的薄片状分离器(100)，
其特征在于，所述隔断壁(45)伸入所述带有液体的流体的流动路径中，以便所述隔断壁(45)形成所述流动的障碍。
4.如权利要求3所述的薄片状分离器(100)，
其特征在于，所述隔断壁(45)相对于所述带有液体的流体的流动方向(S)横向地延伸。
5.如权利要求1至4之一所述的薄片状分离器(100)，
其特征在于，分开的排出口(43a，43b)被提供给所述集液槽(40)的由所述隔断壁(45)形成的每个区域(40a，40b)。
6.如权利要求1至4之一所述的薄片状分离器(100)，
其特征在于，共用的排出口(43)被提供给所述集液槽(40)的由所述隔断壁(45)分开的两个相邻区域(40a，40b)。
7.如权利要求1至4之一所述的薄片状分离器(100)，
其特征在于，在所述槽底(44)的区域中，所述隔断壁(45)具有至少一条通道(46)，所述至少一条通道(46)将由所述隔断壁(45)分开的两个相邻区域(40a，40b)彼此连接。
8.如权利要求7所述的薄片状分离器(100)，
其特征在于，通过所述通道(46)彼此连接的区域(40a，40b)中的仅一个被提供有排出口(43)。
9.如前述权利要求之一所述的薄片状分离器(100)，
其特征在于，所述薄片状成型件(30)被形成为波纹状的并且彼此平行地定向，多个折流板(31)从这些薄片状成型件(30)中的至少一个伸出到所述流动通道中，从而形成指向所述流动方向(S)的相反方向的用于待分离的所述液滴的集液袋(32)。
10.如权利要求9所述的薄片状分离器(100)，
其特征在于，多个底切板(33)从相同的薄片状成型件(30)伸出，从而形成沿所述流动方向(S)指向的底切(34)，沿所述流动方向(S)指向的所述多个底切板(33)在它们的背离所述薄片状成型件(30)的外侧面上以限定值被指向所述流动方向(S)的相反方向的所述折流板(31)叠盖，从而形成用于待分离的所述液滴的曲径分离器系统。
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