CN104226023A - 一种离心沉流式气液分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心沉流式气液分离装置，包括壳体，所述壳体为柱形腔体，其一端设置有进气端面，所述进气端面上设置有进气口和总排油口，所述壳体内设置有叶轮与隔离层元件，所述叶轮凸出的吸入口与进气端面进气口无限接近但不接触，所述隔离层元件套设在叶轮的外围且不与叶轮接触并与壳体内壁形成隔离空间，所述叶轮与电机相连，所述电机通过排气端面固定在壳体的外侧，所述排气端面上开设有排气通口和电机定位孔。本发明能够有效解决现有技术中分离效果差，分离后再次混合、分离效率低、缺乏恒定性的技术缺点。

Description

一种离心沉流式气液分离装置

技术领域

本发明涉及油雾分离技术领域，更具体的说是涉及一种将气体与液体、液体粉尘混合相分离装置。 

背景技术

在金属加工行业，金属零件加工过程生成大量的热量，这种热量会影响生产工艺、部件质量、工具机本身的使用寿命。金属加工液能使切削刀具或砂轮冷却，有助于防止过热燃烧；运用金属加工液过程中会形成大量油雾、油烟、油雾粉尘混合物；以及减速器箱、柴油机曲轴箱等的运转机构会产生油雾，其油雾中存在油微颗粒，粉尘等有害物质，如果直接排放到空气中将污染环境，危害工人的健康；在其他工业生产或者餐饮行业中也会产生出大量的油烟，直接呼入油烟不利于员工身体的健康，有必要将油雾或油烟进行分离。

现有技术在运用离心力方面有几种常见方式，一种通过将叶轮设置成类似筒状，在筒状外围或内壁附加过滤材料，过滤材料和叶轮一体旋转；一种将叶轮周边设置多层叠片结构，叠片间留有间隙，气液混合体同步透过各间隙被甩向壳体内壁后排向下一环节；还有将叶轮外围设置孔网或孔板，混合气流穿透孔网或孔板拦截后再混合一体排向下一环节；所列举这几种常见方式在运用离心力作用之后的气流仍混合一体，不能将混合气流明确或相对分割，除去相对设置较繁琐之外，离心力作用后的液体仍存在再次混合到欲排出的气流中的问题，存在各自分离功能上的缺陷。因此，有必要予以改进。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种油雾分离装置，它能够有效解决现有技术中分离效果差，分离后再次混合、分离效率低、缺乏恒定性的技术缺点，提供一种能够快速恒定分离出气体中所含有的微小液体颗粒及液体粉尘混合颗粒的分离装置。

本发明的技术解决措施如下：一种离心沉流式气液分离装置，包括壳体，壳体为柱形腔体，一端设置有进气端面，进气端面上设置有进气口和排油孔，壳体内设置有叶轮与隔离层元件，叶轮凸出的吸入口与进气端面进气口无限接近但不接触，隔离层元件套设在叶轮的外围且不与叶轮接触并与壳体内壁形成隔离空间，叶轮与电机相连，电机通过排气端面固定在壳体的外侧，排气端面上开设有排气口。本发明将吸入的气液混合体通过叶轮高速旋转形成的吸收力、离心力与排气端面排气口及隔离元件配合作用后，分解成两种不同方向、不同大小、不同气液比值的直流气流和沉流气流；受离心力及气液比重不同因素作用，混合气体中比重大的气液混合体被甩向隔离元件隔离层面，透过隔离层面进入隔离元件与壳体内壁所形成的沉流气流区域，隔离层元件的隔离层面上的孔隙持续受到来自叶轮的离心力推进作用，进入到沉流气流区域的气液混合体难以再次从隔离层面上的孔隙向电机轴为中心的方向散逸，且进入沉流区域的油滴液体值不断增大聚集在壳体的内壁上受重力作用向下沉降，通过隔离元件上的排泄口挤压排出，去除脱离且进入隔离元件内的高比重液气混合流之外的直流气流通过排气端端面排气口直接排出。

作为上述技术方案的优选，所述的壳体为方形、圆形或多边形的柱形腔体。

作为上述技术方案的优选，所述的进气端面的中部中央设置有圆形进气口，下部靠近边角区域设置有排油口，所述进气端面为方形、圆形或多边形的薄板。

作为上述技术方案的优选，所述的隔离层元件包括有进气侧定位边框、隔离层面和排气侧定位边框，通过隔离层面将进气侧定位边框与排气侧定位边框相连，所述进气侧定位边框设置在靠近进气端面的一侧，所述排气侧定位边框设置在靠近排气端面的一侧并压紧在排气端面上。

作为上述技术方案的优选，所述的隔离层元件与叶轮之间存有安装间距。

作为上述技术方案的优选，所述的进气侧定位边框上开设有半圆形的排泄口，当壳体沿电机的轴线水平放置时，所述排泄口设置在进气侧定位边框的底部边框上，当电机的轴线与水平线的夹角为直角时，所述排泄口在进气侧定位边框的外侧均匀开设。

作为上述技术方案的优选，所述的隔离层面上布满孔隙，所述孔隙成圆形或非圆形状，所述孔隙位于隔离层面里外两面的中心点连线与隔离层面呈直角或非直角关系。

作为上述技术方案的优选，所述的隔离层元件的形状为方形、圆形或多边形。

作为上述技术方案的优选，所述的排气端面上设置有一个电机定位孔和至少两个排气通孔，所述排气通口被限定在以电机轴轴心为中心点，隔离层元件的隔离层面围合所形成的范围之内，所述排气端面的形状为方形、圆形或多边形的薄板。

本发明的有益效果在于：叶轮高速旋转形成离心力，套设在叶轮外围的隔离层元件与壳体内壁之间形成沉流气流空间区域，隔离层元件的隔离层面上的孔隙持续受到来自叶轮的离心力推进作用，进入到沉流空间区域的气液混合体难以再次从隔离层面上的孔隙向电机轴为中心的方向散逸，且进入沉流区域的油滴液体体积不断增大聚集在壳体的内壁上受重力作用向下沉降，通过隔离元件上的排泄口挤压排出，分离功能恒定，分离单纯、效果好，分离效率高。

附图说明：

图1为本发明离心沉流式气液分离装置的结构分解示意图；

图2为本发明离心沉流式气液分离装置的结构示意图；

图3为图2的局部剖视图；

图4为壳体的三种结构示意图；

图5为本发明进气端面的三种结构图；

图6为本发明隔离层元件的结构分解示意图；

图7为本发明隔离层面孔隙的两种结构示意图；

图8为本发明隔离层元件的三种结构图；

图9为本发明进气侧定位边框垂直放置时的三种结构图；

图10为本发明进气侧定位边框水平放置时的三种结构图；

图11为本发明隔离层元件与壳体所形成的沉流空间图；

图12为本发明排气端面的三种结构图；

具体实施方式：

实施例：见图1~4所示，一种离心沉流式气液分离装置，包括壳体02，壳体02为柱形腔体，壳体的截面形状可以采用方形、圆形或多边形形状，壳体02一端设置有进气端面01，进气端面01的中部中央设置有圆形进气口12，下部靠近边角区域设置有总排油口11，所述进气端面01为薄板结构，其截面形状根据壳体02的形状采用方形、圆形或多边形，如图5所示；壳体02内设置有叶轮03与隔离层元件04，隔离层元件04套设在叶轮03的外围，所述隔离层元件04与叶轮03之间存有安装间距，叶轮03与电机06相连，电机06通过排气端面05固定在壳体02的外侧，排气端面05上开设有一个电机定位孔51和至少两个排气通孔52，所述排气端面05为薄板结构，其截面形状根据壳体02的形状而定，采用相应的方形、圆形或多边形，如图12所示。

见图6~11所示，隔离层元件04的截面形状也是根据壳体02的形状而定，可采用相应的方形、圆形或多边形，其包括有进气侧定位边框41、隔离层面43和排气侧定位边框45，通过隔离层面43将进气侧定位边框41与排气侧定位边框45相连，所述隔离层面43上布满孔隙44，所述孔隙44成圆形或非圆形状，孔隙44位于隔离层面43里外两面的中心点连线与隔离层面43呈直角或非直角关系，如图7所示，a)为呈直角关系的情况，b)为呈非直角关系的情况；所述进气侧定位边框41设置在靠近进气端面01的一侧，而所述排气侧定位边框45设置在靠近排气端面05的一侧并压紧在排气端面05上；如图8~10所示，进气侧定位边框41上开设有半圆形的排泄口42，当壳体02沿电机06的轴线水平放置时，排泄口42设置在进气侧定位边框41的底部边缘上，此时排泄口42的开设数量至少为一个；当电机06的轴线与水平线的夹角为直角时，排泄口42均匀的开设在进气侧定位边框41的外侧边缘上，此时要分情况而定排泄口42的数量，当隔离层元件04为圆柱体时，进气侧定位边框41上开设至少两个排泄口42，当隔离层元件04为立方体时，进气侧定位边框41上开设至少四个排泄口42，当隔离层元件04为多面体时，进气侧定位边框41上至少开设该多边形边数个数的排泄口42；如图11所示，壳体02与隔离层面43形成的区域为沉流气流空间区域a1，所述沉流气流区域空间大小由隔离元件04的隔离层面43与壳体02内壁的距离来限定，隔离层面43向中心点合围所形成的空间区域为主气流空间区域a2，a2区域内包含于中心点上设置叶轮03所占据的空间。

本发明的工作原理：一种离心沉流式气液分离器，气液混合体从进气口12进入叶轮03内，所述叶轮03当与壳体（02）配合时具有进气到排气与电机轴的轴向为同一方向的属性特征；叶轮03高速旋转形成离心力，所述离心作用力方向与电机轴的轴向方向呈垂直形式；离心作用力撞击隔离元件04，所述隔离元件04与壳体02内壁之间形成空间区域a1，所述隔离元件隔离层面43上布满数量众多的孔隙44；气液混合体受高速旋转的离心力作用被分解成两种不同方向、不同大小、不同气液比值的气流；一种沿电机轴的轴向方向，一种沿电机轴的轴向垂直方向，所述的沿电机轴的轴向方向的气流定义为直流气流；所述的沿电机轴的轴向垂直方向气流定义为沉流气流；沉流气流特点：来自于受高速旋转的离心力作用，类似于环绕叶轮03的液环状混合气流，该气流中液体成分多且被最大限度地甩向隔离元件04方向，透过隔离层面43上所布满的孔隙44穿过隔离层面43，进入沉流空间区域a1，持续进入沉流空间区域a1的气流量大小受隔离元件04上的排油口42截面以及分离器总排油口11截面的大小所限定，即液体量大而气体量小；直流气流特点：来自进气口12的原始气流，去除受离心力作用后所含的液体和所混合的极少量气体外的气流，该气流液体比值小而气体比值大，沿电机轴的轴向排气通孔52方向排出壳体02外。隔离层面43上的孔隙44持续受到来自叶轮的离心力推进作用，因此进入到沉流区域a1的气液混合体难以再次从隔离层面43上的孔隙44向电机轴为中心的方向散逸，且进入沉流区域a1的液体体积不断增大聚集在分离器壳体02内壁上，由于受重力的作用而向下沉降，该混合体气流因受离心力作用不断被压缩且只能通过隔离元件04上的排泄口42挤压排出，隔离元件04上的排泄口42排出方向与电机轴的轴向方向不呈垂直关系，因此不受来自叶轮的离心力的直接抵触作用。因隔离元件04上的排泄口42截面积和进气端面01下端的总排油口11的截面积远小于排气通孔52的截面积，进入到隔离元件04后的气液混合体受到来自叶轮03离心力的直接及间接作用之后，一直处于正压力状态，沉流气流空间区域a1与主气流空间区域a2的空间相隔离，不受进气口12负压影响，即所述从沉流区域排出的气流不会再次混合到进气口12至排气通孔52的气流中，从进气口12气流中分离出的沉流区域a1气流量大小与隔离元件04上排泄口42及进气端面01下端的总排油口11截面积大小呈正比关系，所以沉流气流区域a1的气体比值小而液体比值大，从隔离元件04的排泄口42排出的气液体通过进气端面01下端的总排油口11排出到分离器壳体02之外，从而完成了气液的分离。

Claims (9)

1.一种离心沉流式气液分离装置，其特征在于：包括壳体（02），所述壳体（02）为柱形腔体，其一端设置有进气端面（01），所述进气端面（01）上设置有进气口（12）和总排油口（11），所述壳体（02）内设置有叶轮（03）与隔离层元件（04），所述叶轮（03）凸出的吸入口与进气端面（01）进气口（12）无限接近但不接触，所述隔离层元件（04）套设在叶轮（03）的外围且不与叶轮（03）接触并与壳体（02）内壁形成隔离空间，所述叶轮（03）与电机（06）相连，所述电机（06）通过排气端面（05）固定在壳体（02）的外侧，所述排气端面（05）上开设有排气通口（52）和电机定位孔（51）。

2.根据权利要求 1 所述一种离心沉流式气液分离装置，其特征在于：所述壳体（02）为方形、圆形或多边形的柱形腔体。

3.根据权利要求 1 所述一种离心沉流式气液分离装置，其特征在于：所述进气端面（01）的中部中央设置有圆形进气口（12），下部靠近边角区域设置有总排油口（11），所述进气端面（01）为方形、圆形或多边形的薄板。

4.根据权利要求 1 所述一种离心沉流式气液分离装置，其特征在于：所述隔离层元件（04）包括有进气侧定位边框（41）、隔离层面（43）和排气侧定位边框（45），通过隔离层面（43）将进气侧定位边框（41）与排气侧定位边框（45）相连，所述进气侧定位边框（41）设置在靠近进气端面（01）的一侧，所述排气侧定位边框（45）设置在靠近排气端面（05）的一侧并压紧在排气端面（05）上，隔离层元件(04)与壳体(02)内壁形成隔离空间。

5.根据权利要求 4 所述一种离心沉流式气液分离装置，其特征在于：所述隔离层元件（04）与叶轮（03）之间存有安装间距。

6.根据权利要求 4 所述一种离心沉流式气液分离装置，其特征在于：所述进气侧定位边框（41）上开设有半圆形的排泄口（42），当壳体（02）沿电机（06）的轴线水平放置时，所述排泄口（42）设置在进气侧定位边框（41）的底部边缘上，当电机（06）的轴线与水平线的夹角为直角时，所述排泄口（42）均匀的开设在进气侧定位边框（41）的外侧边缘上。

7.根据权利要求 4 所述一种离心沉流式气液分离装置，其特征在于：所述隔离层面（43）上布满孔隙（44），所述孔隙（44）呈圆形或非圆形状，所述孔隙（44）位于隔离层面（43）里外两面的中心点连线与隔离层面（43）呈直角或非直角关系。

8.根据权利要求 4 所述一种离心沉流式气液分离装置，其特征在于：所述隔离层元件（04）的形状为方形、圆形或多边形。

9.根据权利要求 1 所述一种离心沉流式气液分离装置，其特征在于：所述排气端面（05）上设置有一个电机定位孔（51）和至少两个排气通口（52），所述排气通口（52）被限定在以电机轴轴心为中心点，隔离层元件（04）隔离层面（43）围合所形成的范围之内，所述排气端面（05）的形状为方形、圆形或多边形的薄板。