CN110251998B - 分流过滤式气液固三相旋流分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分流过滤式气液固三相旋流分离装置，应用于液压油液清洁领域，包括旋流筒，安装于筒顶的排气管，与筒上壁相切的入流管，于筒内的分流隔板，相切于筒下壁的侧向出流管，内设有滤网并与侧向出流管相连接的过滤装置，与分离隔板内部连通的漏斗形垂直出流口，以及合流管道。本发明首先利用旋流离心力实现污染杂质边界聚集与气核中心形成，然后通过分离隔板完成边界杂质油液的分离，同时维持气泡排除所需的高速旋流状态，既完成油液过滤，又保证气泡的排除，实现三相同步高效分离；同时边界污染油液在过滤后参与系统油液的循环，确保了系统流量的稳定性；且装置结构简单，分离高效，设备造价低，适用范围广。

Description

分流过滤式气液固三相旋流分离装置

技术领域

本发明涉及液压油液清洁领域，特别涉及到一种分流过滤式气液固三相旋流分离装置。

背景技术

液压系统在运转过程中，由于液压泵的吸空或阀口高速射流，油液中会混入一定量的气体，引发元件气蚀、液压系统的震动与噪声、液压缸的爬行等危害；同时由于液压元件磨损、污染物侵入等原因，油液会受到杂质的污染，从而造成液压元件的损伤与使用寿命的减少。

目前，用于液压油液中气泡与杂质的去除方案主要分为自然析出沉降法、过滤法等。而且目前针对气泡与杂质的分离多分别进行，分离效率低，效果有限。自然析出法适用于大体积油箱，气泡析出与杂质沉降速率慢，油液在流动状态下清洁效率低；在回油口直接安装过滤器能够有效保证油液清洁度，方便快捷，但由于在自然回油状态下，油液经过过滤器存在压力损失，流速放缓，对油液流动状态产生较大影响。因此用于实现液压油液中气泡与杂质同步分离的方法与装置并不成熟，提出并实现一种分流过滤式气液固三相旋流分离装置对于液压油液清洁与保养意义重大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种分流过滤式气液固三相旋流分离装置，该装置具有结构简单，分离效率高，油液净化效果好，适用性强，制造成本低，操作简便等优点。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种分流过滤式气液固三相旋流分离装置，包括旋流筒、过滤装置以及合流管道，其中旋流筒包括筒体、分流隔板，以及与筒体内部连通的排气管、入流管、侧向出流管以及垂直出流口，其中所述排气管位于旋流筒的顶部，呈倒置漏斗形，底端与筒体的上壁固定连接且内部连通；

所述分流隔板固定安装在所述筒体内部，所述入流管与筒体的筒壁相切，所述入流管的上表面与筒体的上壁所处表面平行；

所述侧向出流管与筒体的筒壁下部固定连接，且相切于筒壁，油液出流旋转方向呈顺时针；

所述垂直出流口的一端与筒体的下壁所处表面固定连接且内部连通，呈漏斗状，另一端与所述合流管道连接；

所述过滤装置设置于旋流筒一侧，入口与所述侧向出流管相连通，出口与合流管道相连通。

上述技术方案中，所述旋流筒包括旋流筒锥形部和旋流筒柱形部，所述旋流筒锥形部和所述旋流筒柱形部固定连接，所述旋流筒锥形部的筒壁下端开口与所述旋流筒柱形部的筒壁内部连通，所述旋流筒锥形部的底部直径与所述旋流筒柱形部的直径相同。

上述技术方案中，所述分流隔板固定安装于所述旋流筒柱形部内部，所述分流隔板下部主体为柱形，所述分流隔板上部边缘为漏斗形，所述下部主体的顶面与所述旋流筒锥形部的底面平行，所述分流隔板的上部边缘以所述下部主体的顶面为底向外倾斜呈漏斗形，上部边缘的外壁与所述旋流筒锥形部的筒壁平行，所述分流隔板的下部主体内径为所述旋流筒柱形部的筒壁内径的三分之一至四分之一。

上述技术方案中，所述上部边缘在垂直方向上高出旋流筒柱形部的顶部15-30毫米。

上述技术方案中，所述过滤装置包括过滤滤芯和过滤套筒，所述过滤套筒的上端以及所述过滤滤芯通过法兰盘与所述侧向出流管的下端连接，所述过滤滤芯根据油液油品状态而适时更换，所述过滤套筒下端与合流管道通过法兰盘连接。

上述技术方案中，所述垂直出流口的顶部直径与所述分流隔板下部主体内径相同。

上述技术方案中，所述入流管的个数至少为两个，围绕筒体垂直方向的中心线中心对称排布。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.在保证气体从油液中分离的同时，利用旋流结构和分流隔板将污染油液高效分离，显著提高旋流分离装置的分离性能，稳定提高了分离效率，有效改善了油液的清洁度，拓宽了旋流分离装置的适用领域。旋流筒采用上部锥形，下部柱形，内部安装分流隔板的结构。在油液由入流口沿筒壁切向进入旋流筒后，呈旋流运动状态，由于离心力的作用，气泡向中心集聚，杂质沿筒壁边界沉积。此时分离隔板将边界污染油液导流，进入过滤装置，完成污染油液的分流，同时仍维持垂直出流口的旋流出流状态，保证了气泡沿中心轴的集聚与排除。

2.将分流出的污染油液导流入过滤装置完成过滤，之后合流管道将净化后的油液重新汇入循环系统，长效保障了系统流量的稳定性，有效延长了油液的使用寿命，避免了污染油液的浪费，显著提高了油液循环系统的经济效益。同时，过滤装置位于旋流筒侧下方的设计，避免了复杂流态下杂质的返流。过滤装置内置可根据油品性能而合理更换的滤芯，长效保证循环油液的优良品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明分流过滤式气液固三相旋流分离装置轴测示意图；

图2是本发明分流过滤式气液固三相旋流分离装置俯视图；

图3是本发明分流过滤式气液固三相旋流分离装置A-A剖面线的正向剖面图；

图4是本发明分流过滤式气液固三相旋流分离装置的侧视图，

图中：1-排气管，2-入流管，3-旋流筒锥形部，4-旋流筒柱形部，5-分流隔板，6-侧向出流管，7-垂直出流口，8-过滤滤芯，9-过滤套筒，10-合流管道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述：

本发明分流过滤式气液固三相旋流分离装置，主要实现油液中的气泡与固体污染物三相分离，如图1-4所示，主要由三部分组成：旋流筒、过滤装置和合流管道10。其中旋流筒由上至下包括排气管1、入流管2、旋流筒锥形部3、旋流筒柱形部4、分流隔板5、侧向出流管6、垂直出流口7，其中排气管1、入流管2、侧向出流管6以及垂直出流口7都与筒体内部连通；

排气管1位于旋流筒的顶部，呈倒置漏斗形，底端与筒体的上壁固定连接且内部连通；下部锥状设计便于旋流过程中气核的收集与上升，上部圆管状设计在利于气体排出的同时避免开口过大造成外界污染物的侵入；

入流管2与筒体的筒壁相切，所述入流管2的上表面与筒体的上壁所处表面平行；入流管2为截面呈梯形，壁厚3mm的管道，两个入流管2与旋流筒锥形部3相切，围绕筒体垂直方向的中心线中心对称排布。入流截面较小，保证了在一定的流量下入流油液较高的流速状态，为旋流筒内稳定旋流状态提供必要条件。

旋流筒包括旋流筒锥形部3和旋流筒柱形部4，所述旋流筒锥形部3和所述旋流筒柱形部4固定连接，锥形筒壁与垂直轴线夹角为α。所述旋流筒锥形部3的筒壁下端开口与所述旋流筒柱形部4的筒壁内部连通，所述旋流筒锥形部3的底部直径与所述旋流筒柱形部4的直径相同。入流高速油液由于惯性与重力作用，沿锥形筒壁旋流向下流动，旋流过程中离心力使密度较大的杂质向壁面集聚，质量较轻的气体在轴心处形成气核。气核向上运动脱离油液沿排气管1排除，实现气体的分离，集聚于边界的杂质随油液进入旋流筒柱形部。

分流隔板5固定安装于旋流筒柱形部4内部，分流隔板5包括下部主体和上部边缘，其中下部主体为柱形，下部主体的顶面与旋流筒锥形部3的底面平行，上部边缘以下部主体的顶面为底向外倾斜呈漏斗形，上部边缘在垂直方向上高出旋流筒柱形部4的顶部15-30毫米，上部边缘的外壁与所述旋流筒锥形部3的筒壁平行，分流隔板5的下部主体内径为旋流筒柱形部的筒壁内径的三分之一至四分之一。分流隔板5有两个作用：1、将进入旋流筒柱形部4的油液分流，边界集聚杂质较多的油液经分流沿侧向出流管6流入过滤装置。2、维持垂直出流口7相较于侧向出流管6的主流高流速状态，保证了处于旋流中心的油液旋流流态，为气核的排除提供必要条件。垂直出流口7的顶部内径与分流隔板5下部主体内径相同。

侧向出流管6与筒体的筒壁下部固定连接，且相切于筒壁，油液出流旋转方向呈顺时针，侧向出流管6通过直角弯管与底部法兰盘连接，用于将油液引入过滤装置。

垂直出流口7的一端与筒体的下壁所处表面固定连接且内部连通，也即是与旋流筒柱形部4的下部固定连接且内部连通，呈漏斗状，另一端与所述合流管道10连接；锥状结构便于油液收集，且对旋流流动状态扰动小。下端法兰盘与合流管道10相连接。

过滤装置设置于旋流筒一侧，入口与所述侧向出流管6相连通，出口与合流管道10相连通，过滤装置由过滤滤芯8和过滤套筒9组成，过滤套筒9的上端以及所述过滤滤芯8通过法兰盘与所述侧向出流管6的下端连接。过滤滤芯8可根据油液杂质粒径大小与浓度进行适当调整与定期更换。过滤套筒9下端与合流管道10通过法兰盘相连接。过滤装置完成了分流污染油液的过滤清洁，并汇入合流管道10,有效避免了污染油液的浪费，提高了油液循环系统的经济效益。

合流管道10通过法兰盘和过滤装置与旋流筒相连，将垂直出流油液与经过过滤的侧向分流油液合流，进而参与下一步系统的循环，可靠保证了油液循环系统的流量稳定性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种分流过滤式气液固三相旋流分离装置，其特征在于，包括旋流筒、过滤装置以及合流管道(10)，其中旋流筒包括筒体、分流隔板(5)，以及与筒体内部连通的排气管(1)、入流管(2)、侧向出流管(6)以及垂直出流口(7)，其中所述排气管(1)位于旋流筒的顶部，呈倒置漏斗形，底端与筒体的上壁固定连接且内部连通；

所述分流隔板(5)固定安装在所述筒体内部，所述入流管(2)与筒体的筒壁相切，所述入流管(2)的上表面与筒体的上壁所处表面平行；

所述侧向出流管(6)与筒体的筒壁下部固定连接，且相切于筒壁，油液出流旋转方向呈顺时针；

所述垂直出流口(7)的一端与筒体的下壁所处表面固定连接且内部连通，呈漏斗状，另一端与所述合流管道(10)连接；

所述过滤装置设置于旋流筒一侧，入口与所述侧向出流管(6)相连通，出口与合流管道(10)相连通；

所述旋流筒包括旋流筒锥形部(3)和旋流筒柱形部(4)，锥形筒壁与垂直轴线夹角为α，所述旋流筒锥形部(3)和所述旋流筒柱形部(4)固定连接，所述旋流筒锥形部(3)的筒壁下端开口与所述旋流筒柱形部(4)的筒壁内部连通，所述旋流筒锥形部(3)的底部直径与所述旋流筒柱形部(4)的直径相同；

所述分流隔板(5)固定安装于所述旋流筒柱形部(4)内部，所述分流隔板(5)下部主体为柱形，上部边缘为漏斗形，所述分流隔板(5)的下部主体的顶面与所述旋流筒锥形部(3)的底面平行，所述分流隔板(5)的上部边缘以所述下部主体的顶面为底向外倾斜呈漏斗形，上部边缘的外壁与所述旋流筒锥形部(3)的筒壁平行，所述分流隔板(5)的下部主体内径为所述旋流筒柱形部的筒壁内径的三分之一至四分之一；

所述过滤装置包括过滤滤芯(8)和过滤套筒(9)，所述过滤套筒(9)的上端以及所述过滤滤芯(8)通过法兰盘与所述侧向出流管(6)的下端连接，所述过滤滤芯(8)根据油液油品状态而适时更换，所述过滤套筒(9)下端与合流管道(10)通过法兰盘连接。

2.根据权利要求1所述的分流过滤式气液固三相旋流分离装置，其特征在于，所述分流隔板(5)的上部边缘在垂直方向上高出旋流筒柱形部(4)的顶部15-30毫米。

3.根据权利要求1所述的分流过滤式气液固三相旋流分离装置，其特征在于，所述垂直出流口(7)的顶部内径与所述分流隔板(5)的下部主体内径相同。

4.根据权利要求1所述的分流过滤式气液固三相旋流分离装置，其特征在于，所述入流管(2)的个数至少为两个，围绕筒体垂直方向的中心线中心对称排布。

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