CN112546819A - 一种可以有效防止气体复吸液体的气液分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气液分离器，包括外筒（1）、内筒（6）、螺旋板（7）、第一挡板（10）和第二挡板（13），外筒上设有进口（2）和出口（8），内筒上设有吸气口（14）和出气口（15），内筒设置在外筒的内部，出气口与出口连通，内筒的底面与外筒的底面之间具有第一预设距离，内筒包括用于封闭其底面的底板，吸气口设置在内筒的侧面，出气口设置在内筒的顶面，螺旋板沿螺旋线设置在内筒的外壁上并自出气口延伸至吸气口，第一挡板设置在螺旋板所形成的螺旋流道的气流末端用于阻挡气体流出螺旋流道，第二挡板设置在靠近吸气口的两层螺旋板之间用于阻挡分离出的液体进入螺旋流道。本发明的气液分离器可以有效防止气体复吸液体，分离效果好。

Description

一种可以有效防止气体复吸液体的气液分离器

技术领域

本发明涉及气液分离技术领域，尤其涉及一种气液分离器。

背景技术

汽水分离器可用于矿井压风管道中，用于去除蒸汽和压缩空气系统中夹带的液滴，分离气体中的固定颗粒，实现气、水和固体杂质的分离，净化气体。汽水分离器与压风自救装置配合使用，可以提供更纯净的压风，提高井下其他压风风动工具的使用寿命。目前的汽水分离器，按结构形式分类，包括立式和卧式等；按分离原理分类，包括重力式和离心式等。

现有技术中的汽水分离器，大多是使气体进入分离器后作圆周运动，液滴由于较重受到较大离心力而被抛在容器器壁上，最终从气体中分离出来，而气体的旋转速度逐渐减小，最终向上运动从顶部流出，液体从底部流出。现有的汽水分离器，虽然能够在一定程度实现气体和液体的分离，但在气体流出的过程中经常会发生“复吸”问题，气体在流出时又会将液体带出，降低气液分离的效果。

发明内容

本发明的目的是提出一种气液分离器，以减少复吸，提高气液分离的效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种气液分离器，包括外筒、内筒、螺旋板、第一挡板和第二挡板，外筒上设有进口和出口，内筒上设有吸气口和出气口，内筒设置在外筒的内部，出气口与出口连通，内筒的底面与外筒的底面之间具有第一预设距离，内筒包括用于封闭其底面的底板，吸气口设置在内筒的侧面，出气口设置在内筒的顶面，螺旋板沿螺旋线设置在内筒的外壁上并自出气口延伸至吸气口，第一挡板设置在螺旋板所形成的螺旋流道的气流末端用于阻挡气体流出螺旋流道，第二挡板设置在靠近吸气口的两层螺旋板之间用于阻挡分离出的液体进入螺旋流道。

在一些实施例中，第二挡板与螺旋板的远离内筒的边缘之间具有第二预设距离。

在一些实施例中，第一挡板沿外筒的径向设置在螺旋板的靠近吸气口的一端的端部，且第一挡板与螺旋板之间在外筒的轴向上具有第三预设距离，以形成第一出液口。

在一些实施例中，吸气口的数量为多个，多个吸气口在周向上沿螺旋线布置。

在一些实施例中，气液分离器还包括过滤装置，过滤装置设置在出气口处用于阻挡液体或固体颗粒。

在一些实施例中，进口设置在外筒的侧面且临近外筒的顶面，出口设置在外筒的顶面。

在一些实施例中，内筒安装在出口处，并使出气口与出口对接。

在一些实施例中，气液分离器还包括液位检测装置，液位检测装置用于检测外筒内的液体液位，外筒上设有第二出液口，第二出液口处设有开关阀，开关阀与液位检测装置信号连接。

在一些实施例中，螺旋板被配置为能够绕内筒的外周布置3~5圈。

在一些实施例中，外筒上设有供清洁用的第一孔和用于排污的第二孔。

在本发明提供的气液分离器实施例中，内筒的底面是封闭的，吸气口设置在内筒的侧面，吸气口与内筒的底面之间具有预设的距离，因此可以有效避免内筒下方的液体被即将进入吸气口的气体复吸，提高气液分离的效果；外筒内还设有第一挡板，第一挡板设置在螺旋板所形成的螺旋流道的沿流体流动方向的末端，可以阻挡气体流出螺旋流道，避免气体在螺旋流道外出现对液体的复吸问题；外筒内还设有第二挡板，第二挡板设置在靠近吸气口的两层螺旋板之间，可以阻挡分离出的液体进入螺旋流道，保证气体在进入吸气口前的干燥性，提高气液分离的效果。

附图说明

图1为本发明提供的气液分离器一个实施例的主视图。

图2为本发明提供的气液分离器图1实施例中沿A-A截面的剖视图。

图3为本发明提供的气液分离器一个实施例的俯视图。

图4为本发明提供的气液分离器一个实施例中内筒的结构示意图。

图中：1、外筒；2、进口；3、液位检测装置；4、支撑柱；5、滤液泵；6、内筒；7、螺旋板；8、出口；9、排污阀；10、第一挡板；11、第一出液口；12、第一孔；13、第二挡板；14、吸气口；15、出气口。

具体实施方式

下面将结合本发明提供的附图，对本发明提供的气液分离器一个实施例进行详细地描述。

参考图1~4所示，该气液分离器包括外筒1、内筒6、螺旋板7、第一挡板10和第二挡板13，外筒1上设有进口2和出口8，内筒6上设有吸气口14和出气口15，内筒6设置在外筒1的内部，出气口15与出口8连通，内筒6的底面与外筒1的底面之间具有第一预设距离，内筒6包括用于封闭其底面的底板，吸气口14设置在内筒6的侧面，出气口15设置在内筒6的顶面，螺旋板7沿螺旋线设置在内筒6的外壁上并自出气口15延伸至吸气口14，第一挡板10设置在螺旋板7所形成的螺旋流道的末端用于阻挡气体流出螺旋流道，第二挡板13设置在靠近吸气口14的两层螺旋板7之间用于阻挡分离出的液体进入螺旋流道。

其中，螺旋流道为由外筒1的内壁、内筒6的外壁和螺旋板7所形成的区域。外筒1、内筒6和螺旋板7相对固定，气液混合物由外筒1的进口2进入螺旋流道，在重力和来流速度的作用下，气液混合物在螺旋流道内做螺旋运动，在运动过程中实现气液分离，分离后的液体沿外筒1的内壁掉落在外筒1的底部，分离后的气体经内筒6的吸气口14进入内筒6，并最后经出气口15和出口8流出。

内筒6包括用于封闭其底面的底板，即内筒6的底面是封闭的，吸气口14设置在内筒6的侧面，吸气口14与内筒6的底面之间具有预设的距离，因此可以有效避免内筒6下方的液体被即将进入吸气口14的气体复吸，提高气液分离的效果。

外筒1内还设有第一挡板10，第一挡板10设置在螺旋板7所形成的螺旋流道的沿流体流动方向的末端，可以阻挡气体流出螺旋流道，避免气体在螺旋流道外出现对液体的复吸问题。

外筒1内还设有第二挡板13，第二挡板13设置在靠近吸气口14的两层螺旋板7之间，第二挡板13相当于在螺旋流道的外周形成隔板，第二挡板13的靠近内筒6的内侧为螺旋流道，外侧形成供分离出的液体流动的流道，通过该第二挡板13可以阻挡分离出的液体进入螺旋流道内部，减少气体对分离出的液体的复吸，保证气体在进入吸气口前的干燥性，提高气液分离的效果。

该气液分离器通过设置底板、第一挡板10和第二挡板13，可以有效避免分离后的气体从内筒的下方液体中、螺旋流道外或者螺旋流道内的末端发生复吸，从至少三个方面减少复吸发生的可能性，有效保证分离后气体的干燥度和纯净度，提高分离效果。

如图2所示，螺旋板7固定安装在内筒6的外壁上，螺旋板7的远离内筒6的边缘与外筒1的内壁之间为间隙配合。

可选地，第二挡板13设置在螺旋板7的靠近吸气口14的最后一圈或最后半圈上。第二挡板13随着螺旋板7沿螺旋线布置，第二挡板13的上端与上层的螺旋板7连接，第二挡板13的下端与下层的螺旋板7连接。

第二挡板7与螺旋板7的远离内筒6的边缘之间具有第二预设距离。由于气液分离后的液体可能会存留在螺旋板7的远离内筒6的外边缘，因此通过设置第二挡板7与螺旋板7的远离内筒6的边缘之间具有第二预设距离，可以在螺旋板7上形成外流道，使得在螺旋板7上存留的液体顺着外流道流下，并最终掉落在外筒1的底部，防止这部分液体进入螺旋流道内被气体复吸。

第一挡板10沿外筒1的径向设置在螺旋板7的靠近吸气口14的一端的端部，且第一挡板10与螺旋板7之间在外筒1的轴向上具有第三预设距离，以形成第一出液口11。通过设置第一出液口11，可以使顺着螺旋板7的外流道流下的液体顺利流出，避免这部分液体被第一挡板10阻挡而无法流下去。同时，螺旋流道内分离出的液体也可以通过该第一出液口11流出。

如图2和图4所示，吸气口14的数量为多个，多个吸气口14在周向上沿螺旋线布置。这样设置的好处是，可以使吸气口14与螺旋流道的走向相适应，使分离后的气体能够顺利流出。多个吸气口可以布置在对应螺旋流道的最后一圈或最后半圈的位置。

进口2设置在外筒1的侧面且临近外筒1的顶面，出口8设置在外筒1的顶面。这样设置可以便于实现切向进气，还可以尽可能地延长气液混合物在外筒1内部的分离路程，增加分离时间，提高分离效果。

内筒6安装在出口8处，并使出气口15与出口8对接。这样可以尽可能地缩短出气口15与出口8之间的距离，使气体分离后可以直接流出外筒1。

螺旋板7被配置为能够绕内筒6的外周布置3~5圈，比如3圈、3.5圈、4圈和5圈。这样可以通过增加螺旋板7长度的方式来延长气液分离的时间，提高分离效果。

气液分离器还包括过滤装置，过滤装置设置在出气口15处用于阻挡液体或固体颗粒。通过设置该过滤装置，可以在气体流出前进一步过滤气体中混杂的较小的液滴，还可以过滤气体中的固体颗粒，提高分离效果。

气液分离器还包括液位检测装置3，液位检测装置3用于检测外筒1内的液体液位，外筒1上设有第二出液口，第二出液口处设有开关阀，开关阀与液位检测装置3信号连接。分离后的液体在掉落到外筒1的底部后，可以进行暂存，当液位检测装置3检测到外筒1内的液体液位到达预设高度时，开关阀接收到液位信号后自动开启，以使外筒1内的液体通过第二出液口排出，避免液位太高而使液体混入螺旋流道，发生气体复吸现象，影响气液分离效果。

在第二出液口处可以设置滤液泵5，滤液泵5可以过滤排出的液体，也可以加速液体的排出。开关阀可以为控制滤液泵5打开或关闭的阀。

外筒1上设有供清洁用的第一孔12和用于排污的第二孔。在需要对外筒1的内部进行清洁时，可以将清洁工具穿过第一孔12伸入外筒1的内部或者通过第一孔12向外筒1的内部加入清洁剂。

第二孔处可以连接排污管，排污管是设有排污阀9，在外筒1内存在污垢杂质时，可以打开排污阀9使污垢杂质通过排污管排出。

外筒1的外侧底部设有多个支撑柱4，可对外筒1进行支撑。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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保护范围的限制。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种气液分离器，其特征在于，包括外筒（1）、内筒（6）、螺旋板（7）、第一挡板（10）和第二挡板（13），所述外筒（1）上设有进口（2）和出口（8），所述内筒（6）上设有吸气口（14）和出气口（15），所述内筒（6）设置在所述外筒（1）的内部，所述出气口（15）与所述出口（8）连通，所述内筒（6）的底面与所述外筒（1）的底面之间具有第一预设距离，所述内筒（6）包括用于封闭其底面的底板，所述吸气口（14）设置在所述内筒（6）的侧面，所述出气口（15）设置在所述内筒（6）的顶面，所述螺旋板（7）沿螺旋线设置在所述内筒（6）的外壁上并自所述出气口（15）延伸至所述吸气口（14），所述第一挡板（10）设置在所述螺旋板（7）所形成的螺旋流道的气流末端用于阻挡气体流出所述螺旋流道，所述第二挡板（13）设置在靠近所述吸气口（14）的两层所述螺旋板（7）之间用于阻挡分离出的液体进入所述螺旋流道。

2.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述第二挡板（13）与所述螺旋板（7）的远离所述内筒（6）的边缘之间具有第二预设距离。

3.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述第一挡板（10）沿所述外筒（1）的径向设置在所述螺旋板（7）的靠近所述吸气口（14）的一端的端部，且所述第一挡板（10）与所述螺旋板（7）之间在所述外筒（1）的轴向上具有第三预设距离，以形成第一出液口（11）。

4.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述吸气口（14）的数量为多个，多个所述吸气口（14）在周向上沿所述螺旋线布置。

5.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，还包括过滤装置，所述过滤装置设置在所述出气口（15）处用于阻挡液体或固体颗粒。

6.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述进口（2）设置在所述外筒（1）的侧面且临近所述外筒（1）的顶面，所述出口（8）设置在所述外筒（1）的顶面。

7.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述内筒（6）安装在所述出口（8）处，并使所述出气口（15）与所述出口（8）对接。

8.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，还包括液位检测装置（3），所述液位检测装置（3）用于检测所述外筒（1）内的液体液位，所述外筒（1）上设有第二出液口，所述第二出液口处设有开关阀，所述开关阀与所述液位检测装置（3）信号连接。

9.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述螺旋板（7）被配置为能够绕所述内筒（6）的外周布置3~5圈。

10.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述外筒（1）上设有供清洁用的第一孔（12）和用于排污的第二孔。

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