CN112843994B - 一种旋风式汽水分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种旋风式汽水分离器，能够为用汽设备提供高品质蒸汽，提高用汽设备的工作效率，延长用汽设备的使用寿命，本发明的技术方案包括筒体、汽流导向管、引入管及芯管，所述筒体两端开口，汽流导向管设于筒体内，汽流导向管两端由筒体两端开口伸出，所述引入管和芯管设于汽流导向管内，引入管位于汽流导向管内靠近蒸汽入口一侧，芯管位于汽流导向管内靠近蒸汽出口一侧，引入管和芯管外部各沿圆周方向设有一组螺旋导叶板，所述汽流导向管侧壁位于两组螺旋导叶板之间的区段开设有多个溢流孔，将汽流导向管内部与外部连通。

Description

一种旋风式汽水分离器
技术领域
本发明涉及汽水分离器技术领域，具体为一种旋风式汽水分离器。
背景技术
目前，国内外各厂家均把汽水分离器划为压力容器范畴，并且其主要工作原理是使蒸汽或压缩空气在流动中改变方向，将蒸汽或压缩空气中含有的水滴分离出来，减少蒸汽或压缩空气中的含水量。分离出的水滴集聚在分离器下面，通过另配的疏水阀排除。
汽水分离器能保证用汽设备所用蒸汽的干燥性，可以提高用汽设备的工作效率，延长用汽设备的使用寿命，主要分为挡板型、吸附型、旋风型等形式。
挡板型汽水分离器由很多挡板构成，流体在分离器内多次改变流动方向，由于悬浮的水滴有较大的质量和惯性，当遇到挡板流动方向改变时，干蒸汽可以绕过挡板继续向前，而水滴就会积聚在挡板上，汽水分离器有很大的通流面积，减少了水滴的动能，大部分水滴都会凝聚，最后落到汽水分离器底部并通过疏水阀排出。
吸附型汽水分离器是在其内部的蒸汽通道上有一个阻碍物，一般为一个金属网垫，悬浮的水滴遇到障碍物后被吸附，当水滴大到一定程度后，由于重力作用落到分离器底部。
旋风型汽水分离器是将较高流速的汽水混合物，经引入管切向进入简体而产生旋转运动。汽水混合物在离心力的作用下，将水滴抛向筒壁，使汽水初步分离。分离出来的水通过溢流环，流入汽水分离器水容积中。饱和蒸汽在筒体内向上流动，进入螺旋导叶板旋转流动，在离心力和惯性力的作用下，小水滴再次被抛到螺旋导叶板上，在附着力作用下形成水膜下流，经简壁流入汽水分离器水容积，使汽水进—步分离，进而饱和蒸汽从螺旋导叶板上方或四周进入汽水分离器蒸汽空间并送至用汽设备处。
相比较于传统挡板型汽水分离器和吸附型汽水分离器，本发明所描述的旋风型汽水分离器，可以提供更高品质的干燥蒸汽，延长用汽设备的使用寿命；同时也可提高蒸汽的干燥效率，间接提高用汽设备的工作效率。
发明内容
本发明提供了一种旋风式汽水分离器，能够为用汽设备提供高品质蒸汽，提高用汽设备的工作效率，延长用汽设备的使用寿命。
本发明的技术方案在于：包括筒体、汽流导向管、引入管及芯管，所述筒体两端开口，汽流导向管设于筒体内，汽流导向管两端由筒体两端开口伸出，所述引入管和芯管设于汽流导向管内，引入管位于汽流导向管内靠近蒸汽入口一侧，芯管位于汽流导向管内靠近蒸汽出口一侧，引入管和芯管外部各沿圆周方向设有一组螺旋导叶板，所述汽流导向管侧壁位于两组螺旋导叶板之间的区段开设有多个溢流孔，将汽流导向管内部与外部连通。
作为上述方案的优选，所述引入管一端封闭，另一端开口，封闭端外壁为椭球面结构，朝向汽流导向管的蒸汽入口一侧，开口端套设在芯管一端外部，且引入管开口端与芯管外壁之间有间隙，引入管外部的螺旋导叶板一端固定在引入管外壁，另一端固定在汽流导向管内壁。
作为上述方案的优选，所述芯管两端开口，其中位于汽流导向管蒸汽出口一侧的开口连接有两根回流管，所述汽流导向管侧壁与两根回流管对应的位置各开设有一通孔，两根回流管分别与对应的通孔连接，以将芯管内部空间与汽流导向管外部空间连通，两根回流管对称分布在芯管外壁；芯管外部的螺旋导叶板一端固定在芯管外壁，另一端固定在汽流导向管内壁。
作为上述方案的优选，所述汽流导向管上位于引入管和筒体蒸汽入口之间的区段为第一锥形段，第一锥形段的大径端位于引入管一侧；汽流导向管上位于芯管外螺旋导叶板和回流管之间的区段为第二锥形段，第二锥形段的大径端位于回流管一侧；第二锥形段与筒体蒸汽出口之间的区段为第三锥形段，第三锥形段的大径端位于第二锥形段一侧，所述回流管位于第三锥形段内；第一锥形段和第二锥形段之间的汽流导向管区段为直管段。
作为上述方案的优选，所述第三锥形段的最低点处也设有多个溢流孔，将第三锥形段内部与外部连通。
本发明的有益效果在于：本发明所述的汽水分离器对蒸汽经过多次干燥处理，能够大大提高进入用汽设备的蒸汽的干燥度，对蒸汽品质要求较高的用汽设备，这种装置可以用来保证用汽设备如汽轮机等所用蒸汽的干燥性，提高用汽设备的工作效率，延长用汽设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中汽流导向管侧壁溢流孔的示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的实施例。
如图1所示，本实施例的结构包括筒体4、汽流导向管13、引入管3及芯管12，所述筒体4两端开口，汽流导向管13设于筒体4内，汽流导向管13两端由筒体4两端开口伸出，所述引入管3和芯管12设于汽流导向管13内，引入管3位于汽流导向管13内靠近蒸汽入口1一侧，芯管12位于汽流导向管13内靠近蒸汽出口7一侧，引入管3和芯管12外部各沿圆周方向设有一组螺旋导叶板5，所述汽流导向管13侧壁位于两组螺旋导叶板之间的区段开设有多个溢流孔9，将汽流导向管13内部与外部连通。
在本实施例中，所述引入管3一端封闭，另一端开口，封闭端外壁为椭球面结构，朝向汽流导向管13的蒸汽入口1一侧，开口端套设在芯管12一端外部，且引入管3开口端与芯管12外壁之间有间隙，引入管3外部的螺旋导叶板一端固定在引入管3外壁，另一端固定在汽流导向管13内壁。
在本实施例中，所述芯管12两端开口，其中位于汽流导向管13蒸汽出口7一侧的开口连接有两根回流管6，所述汽流导向管13侧壁与两根回流管6对应的位置各开设有一通孔，两根回流管6分别与对应的通孔连接，以将芯管12内部空间与汽流导向管13外部空间连通，两根回流管6对称分布在芯管12外壁；芯管12外部的螺旋导叶板一端固定在芯管12外壁，另一端固定在汽流导向管13内壁。
在本实施例中，所述汽流导向管13上位于引入管3和筒体4蒸汽入口1之间的区段为第一锥形段2，第一锥形段2的大径端位于引入管3一侧；汽流导向管13上位于芯管12外螺旋导叶板和回流管6之间的区段为第二锥形段10，第二锥形段10的大径端位于回流管6一侧；第二锥形段10与筒体4蒸汽出口7之间的区段为第三锥形段8，第三锥形段8的大径端位于第二锥形段10一侧，所述回流管6位于第三锥形段8内；第一锥形段2和第二锥形段10之间的汽流导向管13区段为直管段11。
在本实施例中，所述第三锥形段8的最低点处也设有多个溢流孔9，将第三锥形段8内部与外部连通。
上述结构的工作原理如下：
较高流速的蒸汽从汽水分离器的蒸汽入口1进入汽流导向管13内，经过第一锥形段2扩容加速（相当于拉阀尔扩散作用），经过引入管3的椭球面（椭球面与汽流导向管13内壁形成收缩口），将蒸汽引入螺旋导叶板，螺旋导叶板主要功能是在高速汽流作用下，形成一个旋风式离心力流场，形成的旋风式离心力流场可将引入管3切向引入的高速汽水混合物产生旋转运动，并在离心力的作用下进行汽和水的初步分离。湿蒸汽通过螺旋导叶板后高速旋转，产生离心力将湿蒸汽中的水分分离出来，水分通过溢流孔9进入汽流导向管13外部空间。蒸汽通过第一次螺旋导叶板的加速甩干后，蒸汽的干燥度提高，然后进入下一个螺旋导叶板进一步离心甩干，然后蒸汽经过汽流导向管13的第二锥形段10进一步增压扩容，后方的湿蒸汽进一步加速通过螺旋导叶板，进一步提高蒸汽的干燥度，流出筒体4。
初步分离出来的水在重力作用下通过溢流孔9，流入到汽水分离器水容积中即汽水分离器筒体4下半部，并通过汽水分离器筒体4下半部疏水口排出。
经过初步分离后的饱和蒸汽继续在汽水分离器筒体4内向前流动，进入到螺旋导叶板中做旋转流动，在离心力和惯性力的作用下，小水滴再次被抛到螺旋导叶板上，在附着力作用下形成水膜下流，经汽水分离器筒壁再次流入到汽水分离器筒体4中，使汽水进—步分离。
进行过二次分离的饱和蒸汽进入汽水分离器蒸汽空间，并通过汽水分离器尾部的蒸汽出口7将干燥后的高品质蒸汽送至用汽设备处。
汽水分离器顶部的放气口则用来排出多余的水蒸气。
在上述过程中，由于芯管12与引入管3之间有间隙，而且芯管12通过回流管6将引入管3内部与汽流导向管13外部连通，因此高速流动的蒸汽流在经过引入管3和芯管12连接部位时，会产生负压，则在上述过程中通过溢流孔9进入到汽流导向管13外的部分蒸汽会在负压的作用下由回流管6和芯管12回到引入管3内，再由引入管3管口进入汽流导向管13内进行二次循环干燥。
在上述过程中，不仅能够有效提高蒸汽的干燥度，保证用汽设备的用汽质量，提高设备的使用寿命和工作效率，而且还能够提高蒸汽的利用率，降低能源浪费。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种旋风式汽水分离器，其特征在于：包括筒体、汽流导向管、引入管及芯管，所述筒体两端开口，汽流导向管设于筒体内，汽流导向管两端由筒体两端开口伸出，所述引入管和芯管设于汽流导向管内，引入管位于汽流导向管内靠近蒸汽入口一侧，芯管位于汽流导向管内靠近蒸汽出口一侧，引入管和芯管外部各沿圆周方向设有一组螺旋导叶板，所述汽流导向管侧壁位于两组螺旋导叶板之间的区段开设有多个溢流孔，将汽流导向管内部与外部连通；所述引入管一端封闭，另一端开口，封闭端外壁为椭球面结构，朝向汽流导向管的蒸汽入口一侧，开口端套设在芯管一端外部，且引入管开口端与芯管外壁之间有间隙；所述芯管两端开口，其中位于汽流导向管蒸汽出口一侧的开口连接有两根回流管，所述汽流导向管侧壁与两根回流管对应的位置各开设有一通孔，两根回流管分别与对应的通孔连接，以将芯管内部空间与汽流导向管外部空间连通，两根回流管对称分布在芯管外壁。
2.根据权利要求1所述的旋风式汽水分离器，其特征在于：所述引入管外部的螺旋导叶板一端固定在引入管外壁，另一端固定在汽流导向管内壁。
3.根据权利要求2所述的旋风式汽水分离器，其特征在于：所述芯管外部的螺旋导叶板一端固定在芯管外壁，另一端固定在汽流导向管内壁。
4.根据权利要求3所述的旋风式汽水分离器，其特征在于：所述汽流导向管上位于引入管和筒体蒸汽入口之间的区段为第一锥形段，第一锥形段的大径端位于引入管一侧；汽流导向管上位于芯管外螺旋导叶板和回流管之间的区段为第二锥形段，第二锥形段的大径端位于回流管一侧；第二锥形段与筒体蒸汽出口之间的区段为第三锥形段，第三锥形段的大径端位于第二锥形段一侧，所述回流管位于第三锥形段内；第一锥形段和第二锥形段之间的汽流导向管区段为直管段。
5.根据权利要求4所述的旋风式汽水分离器，其特征在于：所述第三锥形段的最低点处也设有多个溢流孔，将第三锥形段内部与外部连通。
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