CN102861462A - 分离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分离装置,包括用于从流体中分离颗粒的分离部件、用于收集从分离部件中分离出的颗粒的收集部件、和用于将分离出颗粒后的流体导出分离装置的导流部件。分离部件设有供流体流入的入口、用于对从入口进入的流体进行初步分离的第一分离部、若干用于对经第一分离部分离后的流体进行再次分离的第二分离部,第一分离部还包括一与入口相连的用于对流体进行初步分离的沉淀腔,第二分离部包括若干锥形分离通道,每一锥形分离通道包括与第一分离部相通的较大开口端和与收集部件相通的较小开口端,所述导流部件通过溢流管与所述每一锥形分离通道的较大开口端相通。本发明的分离装置,结构简单紧凑、组装方便,可过滤较宽尺寸范围的颗粒。

Description

分离装置
技术领域
[0001] 本发 明涉及一种分离装置,尤其涉及一种水系统如家用供水系统用颗粒分离装置。
背景技术
[0002] 通过离心力分离悬浮在气体中的颗粒从而对气体进行净化和过滤的旋风分离器已被广泛用于吸尘器等领域。石油领域和工业用水清洁领域也大量采用旋风分离器,此种旋风分离器通常体积很大。
[0003] 市面上较少有用于水系统如家用供水系统的小型分离装置。然而,水中通常会含三氧化二铁或四氧化三铁的非磁性或磁性颗粒、碳酸钙、泥沙等颗粒,这些颗粒如果不过滤掉,一定时间后将沉积在供热水系统的管壁,从而导致系统阻塞、影响换热效率,更严重者,可能导致水路系统中的旋转部件譬如水泵等失效。
[0004] 本发明旨在提供一种新型的用于水系统如家用供水系统的小型分离装置。
发明内容
[0005] 本发明提供一种分离装置,包括用于从流体中分离颗粒的分离部件、用于收集从分离部件中分离出的颗粒的收集部件、和用于将分离出颗粒后的流体导出分离装置的导流部件。所述分离部件设有供流体流入的入口、用于对从入口进入的流体进行初始分离的第一分离部、若干用于对经第一分离部分离后的流体进行再次分离的第二分离部,所述第一分离部还包括一与入口相连的用于对流体进行初步分离的沉淀腔,第二分离部包括若干锥形分离通道,每一锥形分离通道包括与第一分离部相通的较大开口端和与收集部件相通的较小开口端,所述导流部件通过溢流管与所述每一锥形分离通道的较大开口端相通。
[0006] 优选地,所述第一分离部还包括一流道,所述流道与沉淀腔相通。
[0007] 优选地,所述沉淀腔内设有朝向所述锥形流道的导流结构,所述导流结构的中心与所述锥形流道的中心基本同轴,所述入口沿与所述沉淀腔相切的方向设置。
[0008] 优选地,所述流道为锥形流道,包括较大开口端和较小开口端,所述锥形流道的较大开口端靠近所述沉淀腔,较小开口端远离所述沉淀腔,所述沉淀腔连通所述分离部件的入口与所述锥形流道的较大开口端。
[0009] 优选地,所述分离装置还包括一分流部件,所述分流部件包括与锥形流道的较小开口端相连的第一通道、若干分别与相应锥形分离通道的较大开口端相连的第二通道、分别连接第二通道与第一通道的分流通道。
[0010] 优选地,所述第二通道为圆柱形通道,所述分流通道与所述第二通道相切的方向与所述第二通道连接,所述溢流管设置于所述第二通道内并与相应的分离通道沿轴向间隔
一定距离。
[0011] 优选地,所述溢流管包括两部分,第一部分的外表面为圆柱面,第二部分的外表面为圆锥面,圆锥面的较大端靠近所述分离通道。[0012] 优选地,所述第一分离部与第二分离部通过注塑成型的方式一体制成,一体成型件内的孔洞分别形成所述第二分离部的分离通道和第一分离部的流道,所述分离通道围绕所述流道设置。
[0013] 优选地,所述导流部件设有与溢流管相通的腔体,腔体设出口,腔体中央位置处设朝向出口的用于将从溢流管流出的已分离流体导向出口的导流向。
[0014] 优选地,所述导流部件的腔体内设PH值传感器和/或压力传感器。
[0015] 优选地,所述收集部件设有出口,收集部件与沉淀腔之间设通孔,出口与通孔处分别设阀门,位于通孔处的阀门设突起,所述突 起形成所述沉淀腔内的导流结构。
[0016] 优选地,所述设于出口与通孔处的阀门为联动式。
[0017] 优选地,所述出口设置于收集部件的最底部,出口的朝向与锥形流道的轴线方向平行。
[0018] 优选地,所述分离部件、收集部件、分流部件和导流部件由透明或半透明材料制成。
[0019] 本发明所举实施例具有以下有益效果:结构简单紧凑、组装方便、可过滤较宽尺寸范围的颗粒,入口未穿过收集部件从而不占用收集部件的收容空间。
[0020] 为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
[0021] 附图中:
[0022] 图I是本发明一实施例的分离装置的剖视示意图;
[0023] 图2是图I的分离装置的立体示意图;
[0024] 图3所示为图I的分离装置的流体分流部件的剖视示意图;
[0025] 图4所示为图I的分离装置的流体流动方向的示意图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图,通过对本发明的具体实施方式详细描述,将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
[0027] 依本发明一实施例的分离装置,可用于家用供水系统包括但不限于热水器等的过滤。
[0028] 请参阅图I至图4,所述分离装置包括用于从流体如水中分离颗粒的分离部件10、用于收集从分离部件10中分离出的颗粒的收集部件40、和用于将分离出颗粒后的流体导出分离装置的导流部件50。
[0029] 所述分离部件10设有供流体流入的入口 12、用于对从入口 12进入的流体进行初始分离的第一分离部20、若干用于对经第一分离部20分离后的流体进行再次分离的第二分离部30。所述第一分离部20包括与入口 12相通的沉淀腔22,带锥度(壁面相对通道中心倾斜)的锥形流道21。所述锥形流道22包括较大开口端24和较小开口端26,所述锥形流道的较大开口端22与所述沉淀腔22相通。优选地,所述入口 12沿与所述沉淀腔22相切的方向设置,以便流体沿切线方向进入沉淀腔22内。所述入口 12设置于收集部件40外,未穿过收集部件40,从而不占用收集部件40的收容腔的空间。沉淀腔22内中央位置处设导流结构28,所述导流结构28的中心朝向锥形流道的较大开口端24,优选地,所述导流结构28的中心与锥形流道22的中心共线。待分离流体从入口 12流入并以螺旋状流过沉淀腔22后进入锥形流道21。待分离流体以螺旋状流过沉淀腔22时,相对较大/较重的颗粒(如尺寸超过1000微米)沉入沉淀腔22底部并最终经由沉淀腔22与收集部件40之间的通孔44进入收集部件40的收容腔内。 [0030] 可以理解地,所述流道21也可设成圆柱状。设成锥形流道21,可使得流体流过时被加速。
[0031] 每一第二分离部30设有带锥度的分离通道32,所述分离通道32包括较大开口端34和较小开口端36,所述分离通道32的较小开口端36与收集部件40相连。所述分离装置还包括分流部件60,所述分流部件60包括与第一锥形通道的较小开口端26相通的第一圆柱形通道62,若干与分离通道的较大开口端34相通的第二圆柱形通道64,及若干连接第一与第二圆柱形通道62、64的分流通道66。优选地,所述分流通道66沿与第二圆柱形通道64相切的方向与第二圆柱形通道64相接。
[0032] 所述第二圆柱形通道64与导流部件50之间设有溢流管(vortex finder)70,所述溢流管70包括两部分,第一部分72的外表面为圆柱面,第二部分74的外表面为圆锥面,圆锥面的较大端靠近分离通道32且与分离通道32的较大开口端间隔一定距离。所述溢流管70具有对进入第二柱形通道64内的流体进行加速和促使流体中的颗粒流向流道壁部的作用。所述溢流管70基本位于相应第二柱形通道64的中央位置,连通所述第二柱形通道64与导流部件50的腔体52。所述溢流管70的外表面可设螺旋形的凹槽或突起。
[0033] 工作时,经过初步分离的流体经由分流部件60进入第二柱形通道64,并由此进入分离通道32的较大开口端34,所述分离通道32的锥度设置成可使得流体从较大开口端34进入后成螺旋状加速靠近较小开口端36然后流回至较大开口端(旋风器原理)并经由相应的溢流管70进入导流部件50的腔体52。流体从较大开口端34以螺旋状加速流向较小开口端36的过程中,流体中的颗粒80被甩至并撞击分离通道的壁部后沿着壁部内表面滑落,并通过分离通道30的较小开口端36落入收集部件40的收容腔内,如图4所示。优选地,所述分离通道32的内表面可设螺旋形的导槽。从所述分离通道32的较小开口端36流出的颗粒最小尺寸可达5微米,分离通道32分离出的颗粒范围优选为5〜1000微米。流体在进入分离通道30之前先经过一段圆柱形通道,所述圆柱形通道具有稳定来流的作用。而且,由于本发明实施例的分离装置为小型分离装置,分离通道较窄,将溢流管70设置于第二圆柱形通道64内,可避免下降流与上升流相互干扰而使得下降流中的颗粒被上升流直接带入溢流管70而进入导流部件50的腔体52内。
[0034] 第二分离部30的分离通道32分别围绕于第一分离部20的锥形流道21外围,第一分离部20的锥形流道21与第二分离部30的分离通道32之间及相邻第二分离部30的分离通道32之间的连接介质为固态,如第一分离部20和第二分离部30通过注塑成型方式一次注塑成型,注塑成型件内形成若干空洞分别用作流道21和分离通道32,从而可避免流体流过流道/分离通道时产生较大的震动。可以理解地,为了避免热胀冷缩时各部分由于壁厚不同导致变形量不一致,某些壁厚较厚的地方的材料可部分移除。
[0035] 所述导流部件50设有腔体52和出口 54,所述腔体52与设于第二通道34内的溢流管70相通,腔体52中央位置处设朝向出口 54的锥形导流面56,用于将分离后的流体导向出口 54。优选地,所述锥形导流面56的中心与出口 54的中心在一条线上。
[0036] 所述收集部件40的收容腔设有出口 42,收集部件40收容腔与第一分离部20的沉淀腔22之间设通孔44,出口 42与通孔44处分别设阀门82、84,优选地,阀门82、84可设成联动式,即通过一驱动力(图未示)可同时打开或关闭两阀门82、84。两阀门82、84可通过机械驱动或人力驱动。优选地,所述出口 42设置于收集部件40收容腔的最底部,出口42的朝向与第一锥形通道的轴线方向平行。这样,在打开两阀门72、74时,从入口 12进入的流体经过通孔44进入收集部件40内,并从出口 42流出,从而对收集部件40进行清洗。当然,两阀门82、84也可设成非联动式。阀门84朝向沉淀腔22的一侧设突起28,所述突起28充当导流部件28。
[0037] 所述分离部件10、收集部件40、导流部件50及分流部件70可以由透明或半透明材料制成,以方便用户观察分离装置的内部情况,如可方便用户观察收集部件40内颗粒是否积累过多从而需要清洗。优选地,所述分离部件10、收集部件40、和导流部件50由热稳定性较好的塑料制成,所述塑料可通过添加微粒、玻纤或碳纳米管等增强其强度,选用热稳定性较好的塑料,从而使得所述分离装置除了过滤冷水后也可以用于过滤热水,热水温度可达120摄氏度,如用于锅炉、热水器等的过滤。
[0038] 优选地,所述导流部件50的腔体52内设PH值传感器和/或压力传感器,以便测量腔体52内流体的酸碱度和水压。所述分离部件10内亦可放置压力传感器。
[0039] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1. 一种分离装置,包括用于从流体中分离颗粒的分离部件、用于收集从分离部件中分离出的颗粒的收集部件、和用于将分离出颗粒后的流体导出分离装置的导流部件;其特征在于:所述分离部件设有供流体流入的入口、用于对从入口进入的流体进行初步分离的第一分离部、若干用于对经第一分离部分离后的流体进行再次分离的第二分离部,所述第一分离部还包括一与入口相连的用于对流体进行初步分离的沉淀腔,第二分离部包括若干锥形分离通道,每一锥形分离通道包括与第一分离部相通的较大开口端和与收集部件相通的较小开口端,所述导流部件通过溢流管与所述每一锥形分离通道的较大开口端相通。
2.如权利要求I所述的分离装置,其特征在于:所述第一分离部还包括一流道,所述流道与沉淀腔相通。
3.如权利要求2所述的分离装置,其特征在于:所述沉淀腔内设有朝向所述锥形流道的导流结构,所述导流结构的中心与所述锥形流道的中心基本同轴,所述入口沿与所述沉淀腔相切的方向设置。
4.如权利要求2所述的分离装置,其特征在于:所述流道为锥形流道,包括较大开口端和较小开口端,所述锥形流道的较大开口端靠近所述沉淀腔,较小开口端远离所述沉淀腔,所述沉淀腔连通所述分离部件的入口与所述锥形流道的较大开口端。
5.如权利要求4所述的分离装置,其特征在于:所述分离装置还包括一分流部件,所述分流部件包括与锥形流道的较小开口端相连的第一通道、若干分别与相应锥形分离通道的较大开口端相连的第二通道、分别连接第二通道与第一通道的分流通道。
6.如权利要求5所述的分离装置,其特征在于:所述第二通道为圆柱形通道,所述分流通道与所述第二通道相切的方向与所述第二通道连接,所述溢流管设置于所述第二通道内并与相应的分离通道沿轴向间隔一定距离。
7.如权利要求6所述的分离装置,其特征在于:所述溢流管包括两部分,第一部分的外表面为圆柱面,第二部分的外表面为圆锥面,圆锥面的较大端靠近所述分离通道。
8.如权利要求2所述的分离装置,其特征在于:所述第一分离部与第二分离部通过注塑成型的方式一体制成,一体成型件内的孔洞分别形成所述第二分离部的分离通道和第一分离部的流道,所述分离通道围绕所述流道设置。
9.如权利要求I所述的分离装置,其特征在于:所述导流部件设有与溢流管相通的腔体,腔体设出口,腔体中央位置处设朝向出口的用于将从溢流管流出的已分离流体导向出口的导流面。
10.如权利要求9所述的分离装置,其特征在于:所述导流部件的腔体内设PH值传感器和/或压力传感器。
11.如权利要求2所述的分离装置,其特征在于:所述收集部件设有出口,收集部件与沉淀腔之间设通孔,出口与通孔处分别设阀门,位于通孔处的阀门设突起,所述突起形成所述沉淀腔内的导流结构。
12.如权利要求11所述的分离装置,其特征在于:所述设于出口与通孔处的阀门为联动式。
13.如权利要求11所述的分离装置,其特征在于:所述出口设置于收集部件的最底部,出口的朝向与锥形流道的轴线方向平行。
14.如权利要求I所述的分离装置,其特征在于:所述分离部件、收集部件、分流部件和导流部件由透明或半透明材料制成。·
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