CN111362344A - 一种气液分离模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气液分离技术领域，尤其涉及一种适用于海洋应用的气液分离模块，气液混合物在输入口进入模块，经过一段时间后到达第一个拐点，在拐点处，气体会透过滤膜从第一分离口排出，而混合物中的液体会保留在液路中，在输入口压力的作用下，液体会在第一分离口处向第二分离口流动。这样，就形成了气液的第一次分离。同理，在第二分离口处形成第二次分离。两个分离口的分别连接仪器外部端口处，将气体直接排出。本发明不需要额外增加负压抽气，结构简单，可适用于压力较大的海洋环境。

Description

一种气液分离模块

技术领域

本发明涉及气液分离技术领域，尤其涉及一种适用于海洋应用的气液分离模块。

背景技术

在现阶段，面向海洋应用的产品很少使用流动注射法，因此只能在海水表面(深度不超过10米)进行原位测量，测量速度慢，深度浅，难以满足对剖面测量的影响。所以，在此类产品中并没有使用面向海洋应用的气液分离部件。

在通用类型中，气液分离产品种类也比较少，一般来说，它们有以下特点：

1)使用额外的负压泵抽气时，排气效果好，能在液体流速较高时进行排气，负压泵的抽气方向与液体流动方向垂直；

2)不使用负压泵抽气时，排气效果很差，相应的液体的流速也要很低；

3)部件的适用压力小，无法直接应用于海洋产品

综合来看，上述气液分离产品都有缺陷，难以满足现场应用需要。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种气液分离模块，不需要额外增加负压抽气，结构简单，可适用于压力较大的海洋环境。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种气液分离模块，包括模块主体，所述模块主体两侧设有输入口和输出口，所述模块主体两侧还设有第一分离口和第二分离口，所述第一分离口设于输出口上方，所述第二分离口设于输入口下方，所述输入口外接有输入管，所述输出口外接有输出管，所述第一分离口和第二分离口外接有排气管，所述模块主体内输入口和第一分离口之间设有第一连通管，所述模块主体内第一分离口和第二分离口之间设有第二连通管，所述模块主体内第二分离口与输出口之间设有第三连通管，所述第一连通管、第二连通管、第三连通管呈Z字形，所述第一分离口和第二分离口的排气管靠模块主体内侧设有排气滤膜，所述输入管、输出管、排气管与模块主体密封连接。

进一步的，所述输入管、输出管、排气管、第一连通管、第二连通管、第三连通管内径不大于1mm。

进一步的，所述第一连通管与第二连通管、以及第二连通管与第三连通管的夹角为30-45度。

进一步的，所述输入管、输出管、排气管与模块主体通过管接头以及刃环组合形成密封连接。

进一步的，所述排气滤膜为微孔滤膜。

进一步的，所述模块主体为POM、PTFE或PEEK材质一体成型。

更进一步的，所述第一分离口和第二分离口为若干个，所述第二连通管与第一分离口和第二分离口的数目匹配。

有益效果

本发明提供了一种气液分离模块，具备以下有益效果：

1)气液分离所需的分离驱动力与气液混合物的动力源相同，因此动力的方向与液体的流动方向相同，与现有产品的相互垂直的关系截然不同，同时也降低了产品的设计复杂程度；

2)模块化设计，可以通过多模块级联加强分离效果，扩展性好，通过简单有效的强化方法即可实现效果增强；

3)不需要使用负压泵，采用大动力的驱动，增加液体的流速，促进液体与滤膜之间的充分接触，提高分离效果；

4)模块化设计，可以适应压力较大的海洋环境。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明剖视图；

图3为本发明爆炸图；

图例说明：

1模块主体、2输入管、3排气管、4输出管、5管接头、6第一连通管、7第二连通管、8第三连通管、9刃环组合、10微孔滤膜。

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1-图2所示，一种气液分离模块，包括模块主体1，模块主体1左侧上方设有输入口，左侧下方设有第二分离口，右侧下方设有输出口，右侧上方设有第一分离口，输入口外接有输入管2，输出口外接有输出管4，第一分离口和第二分离口外接有排气管3，模块主体内输入口和第一分离口之间设有第一连通管6，模块主体内第一分离口和第二分离口之间设有第二连通管7，模块主体内第二分离口与输出口之间设有第三连通管8，第一连通管6、第二连通管7、第三连通管8呈Z字形，第一分离口和第二分离口的排气管靠模块主体内侧设有排气滤膜10，输入管、输出管、排气管与模块主体密封连接。

气液混合物在输入口进入模块，经过一段时间后到达第一个拐点，在拐点处，气体会透过滤膜从第一分离口排出，而混合物中的液体会保留在液路中，在输入口压力的作用下，液体会在第一分离口处向第二分离口流动。这样，就形成了气液的第一次分离。同理，在第二分离口处形成第二次分离。两个分离口的分别连接仪器外部端口处，将气体直接排出。

输入管2、输出管4、排气管3、第一连通管6、第二连通管7、第三连通管8内径不大于1mm，本实施例采用0.8mm。

若模块中的液路直径较大，即液体上下层气液成分不一致的情况下，第一分离口处的气液混合物只有上层液体能够与滤膜相互作用，下层液体参与程度少，甚至没有经过滤膜而直接向第二分离口处行进，此时对上层液体中的气体过滤效果好，对下层液体的过滤效果较差；同理，在第二分离口处，对入口处下层液体的气体过滤效果较好，对上层液体过滤效果较差。若模块中的液路直径较小，即液体能够形成足够的毛细效应，使液体的气液成分比较均匀，此时过滤的效果最好，液体截面的很大部分都会经过滤膜后前进，气液分离效果较高。因此，应该根据液体的粘稠度，适当选择模块内部的液路截面积大小，使过滤效果达到最好。目前市面上常用的较细的水管内径是0.8mm，能够满足大多数水体粘度较低的需求。

第一连通管与第二连通管、以及第二连通管与第三连通管的夹角为30-45度。

当液体粘度较低，流速较低时，降低液路夹角能够适当提高分离效果，增加液路夹角会降低分离效果，液路夹角在30至45度比较好。本实施例采用35度夹角。

输入管、输出管、排气管与模块主体通过管接头以及刃环组合形成密封连接。主要是为了保证模块的水密性。另外，管接头固定时，加入螺纹胶，保证气密性的同时，进一步固定管接头。

排气滤膜为微孔滤膜。微孔滤膜能够将水中的空气滤除，而水不通过。

模块主体为POM、PTFE或PEEK材质一体成型。

一般来说在浅海中使用可以不用特别考虑压力因素，但是至少要考虑目标液体的腐蚀性，以及其他特定因素。一般的可以选择POM等常见海洋材料。当然也可以选择PTFE等耐腐蚀性材料。在高压高腐蚀性情况下，PEEK是一个不错的选择。

第一分离口和第二分离口为若干个，例如2个第一分离口和2个第二分离口，例如3个第一分离口和3个第二分离口。

在某些应用中，如果明确知道需要多少个分离口，也可以将这些分离口集成到一个模块上，在这些应用中，Z字形的倾斜通道可以有多个，相互之间应保持平行，避免相互影响。

还可以采用多模块级联，采用多块分离模块前后串连，液体经过第一个模块输出后，进入第二个模块，继续分离。两个以上模块串联也可依次进行。使用本措施也可以预先对过滤次数进行评估，为以后设计提供基础数据。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种气液分离模块，包括模块主体，所述模块主体两侧设有输入口和输出口，其特征在于：所述模块主体两侧还设有第一分离口和第二分离口，所述第一分离口设于输出口上方，所述第二分离口设于输入口下方，所述输入口外接有输入管，所述输出口外接有输出管，所述第一分离口和第二分离口外接有排气管，所述模块主体内输入口和第一分离口之间设有第一连通管，所述模块主体内第一分离口和第二分离口之间设有第二连通管，所述模块主体内第二分离口与输出口之间设有第三连通管，所述第一连通管、第二连通管、第三连通管呈Z字形，所述第一分离口和第二分离口的排气管靠模块主体内侧设有排气滤膜，所述输入管、输出管、排气管与模块主体密封连接。

2.根据权利要求1所述的一种气液分离模块，其特征在于：所述输入管、输出管、排气管、第一连通管、第二连通管、第三连通管内径不大于1mm。

3.根据权利要求1所述的一种气液分离模块，其特征在于：所述第一连通管与第二连通管、以及第二连通管与第三连通管的夹角为30-45度。

4.根据权利要求1所述的一种气液分离模块，其特征在于：所述输入管、输出管、排气管与模块主体通过管接头以及刃环组合形成密封连接。

5.根据权利要求1所述的一种气液分离模块，其特征在于：所述排气滤膜为微孔滤膜。

6.根据权利要求1所述的一种气液分离模块，其特征在于：所述模块主体为POM、PTFE或PEEK材质一体成型。

7.根据权利要求1-6所述的任意一种气液分离模块，其特征在于：所述第一分离口和第二分离口为若干个，所述第二连通管与第一分离口和第二分离口的数目匹配。

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