CN113842680A - 一种管式气液分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管式气液分离器，为解决现有气液分离器占用体积大的问题而设计，包括溢流管以及沿着溢流管外壁面螺旋缠绕的螺旋管，螺旋管和溢流管均由多孔介质3D一体打印成型，溢流管高度大于螺旋管的垂直高度，螺旋管的上下两端分别为进口和出口，溢流管顶端高于所述进口的排气孔，溢流管底端封闭且低于所述出口，螺旋管和溢流管的外表面涂覆一层DP460胶；本发明保证气液分离效率的同时可大大减少占用体积。
Description
技术领域
本发明属于气液分离装置，具体涉及一种分离氢气和电解液的螺旋管式气液分离器。
背景技术
铝氧化银电池放电过程中副反应会产生氢气，不利于电池放电，需要加装气液分离器将氢气从电解液中分离出来并排出电池。
现有的管柱式气液分离器分离效果满足需要但占用空间较大，因此需要采用新的技术方案减小气液分离器的尺寸。
发明内容
本发明的目的是针对现有气液分离器占用空间大的问题，提出一种螺旋管式气液分离器，通过采用螺旋管强制螺旋流动的特点有效降低尺寸，并采用多孔材料3D打印制造以使溢流管对气液形成不同阻力，进一步提高分离效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种管式气液分离器，包括中空的溢流管以及沿着所述溢流管外壁面螺旋缠绕的螺旋管，所述的螺旋管和溢流管均由多孔介质3D一体打印成型，溢流管高度大于所述螺旋管的垂直高度，螺旋管的上下两端分别为进口和出口，溢流管顶端高于所述进口的排气孔，溢流管底端封闭且低于所述出口，所述的螺旋管和溢流管的外表面涂覆一层DP460胶。
所述的一种管式气液分离器，其螺旋管的横截面为矩形。
所述的一种管式气液分离器，其螺旋管的内侧与所述溢流管连接为一体，以形成封闭螺旋流道。
所述的一种管式气液分离器，其多孔介质为PM-35透气钢3D，所述的DP460胶厚度为1mm。
所述的一种管式气液分离器，其螺旋管的截面外轮廓尺寸为28mm×28 mm，管壁厚度1.5mm，螺距40mm，垂直高度60mm，所述溢流管的外径为20mm，壁厚1mm。
本发明的有益效果是：与管柱式气液分离器相比，本发明螺旋管式气液分离器同样采用离心分离，既可以降低流阻又可减小尺寸；利用多孔材料形成溢流管壁对气液的阻力不同，同时在外表面涂覆DP460避免外漏液保证径向压差，可以进一步提高气液分离器效率；本发明占用体积减少90%。
附图说明
图1为本发明的外部结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为具体实施例数值计算的气相体积占比云图，即气液分离效果图。
各附图标记为：1—螺旋管，2—溢流管，3—进口，4—出口，5—排气孔。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
参照1、图2所示，本发明公开的一种管式气液分离器，包括中空的溢流管2以及沿着所述溢流管2外壁面螺旋缠绕的螺旋管1，所述的螺旋管1和溢流管2均由多孔介质3D一体打印成型，螺旋管1的横截面为矩形，内侧与所述溢流管2连接为一体，以形成封闭螺旋流道，溢流管2高度大于所述螺旋管1的垂直高度，螺旋管1的上下两端分别为进口3和出口4，溢流管2顶端有高于所述进口3的排气孔5，溢流管2底端封闭且低于所述出口4，螺旋管1内形成螺旋流道，气液两相混合介质自螺旋管1上的进口3进入，做螺旋运动，在离心作用下气液分离，液相自螺旋管1上的出口4流出，气相透过多孔介质管壁进入溢流管2并从溢流管2的排气孔5排出，所述的螺旋管1和溢流管2的外表面涂覆一层DP460胶。
本发明螺旋管式气液分离器的制造步骤如下。
（1）按照工作工况对分离效率、流体阻力等的要求采用流体数值计算方法确定螺旋管式气液分离器的尺寸，气液分离效果图如图3所示。
（2）根据步骤（1）确定的尺寸制作螺旋管式气液分离器三维图。
（3）根据三维图采用多孔材料3D打印螺旋管式气液分离器。
（4）将3D打印螺旋管式气液分离器内外表面的粉末清除干净。
（5）将DP460胶A、B胶按比例均匀混合，均匀涂覆在旋管式气液分离器外表面并固化。
作为一种具体的实施例，螺旋管1截面外轮廓尺寸为28mm×28 mm，管壁厚度1.5mm，螺距40mm，垂直高度60mm，沿着溢流管2外壁面螺旋缠绕分布。溢流管2外径20mm，壁厚1mm，其上端开孔为排气孔5高于螺旋管进口3，下端封闭，低于螺旋管出口4。螺旋管1内侧与溢流管2连接为一体，采用PM-35透气钢3D一体打印而成，成型后在所有外表面涂覆一层厚度为1mm的DP460胶并固化。
工作过程：含有氢气的电解液自螺旋管进口3进入螺旋管1，作强制螺旋流动，在离心力作用下形成径向压差，氢气沿螺旋管1向下流动的同时作向心运动，在螺旋管1内侧壁面汇集，穿透管壁进入溢流管2经排气孔5排出，液体阻力较大不能穿透多孔介质的管壁经螺旋管出口4回流。
采用本发明螺旋管式气液分离器与现有管柱状气液分离器相比，分离效率相当，但是占用体积仅为原来的1/10。
以上所述仅是用以说明的技术方案而非对其限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的实施例，所述领域的技术人员应当理解，未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种管式气液分离器，其特征在于：包括溢流管（2）以及沿着所述溢流管（2）外壁面螺旋缠绕的螺旋管（1），所述的螺旋管（1）和溢流管（2）均由多孔介质3D打印成型，溢流管（2）高度大于所述螺旋管（1）的垂直高度，螺旋管（1）的上下两端分别为进口（3）和出口（4），溢流管（2）顶端有高于所述进口（3）的排气孔（5），溢流管（2）底端封闭且低于所述出口（4），所述的螺旋管（1）和溢流管（2）的外表面涂覆DP460胶。
2.根据权利要求1所述的一种管式气液分离器，其特征在于，所述螺旋管（1）的横截面为矩形。
3.根据权利要求2所述的一种管式气液分离器，其特征在于，所述螺旋管（1）的内侧与所述溢流管（2）连接为一体。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种管式气液分离器，其特征在于，所述的多孔介质为PM-35透气钢3D，所述的DP460胶厚度为1mm。
5.根据权利要求4所述的一种管式气液分离器，其特征在于，所述螺旋管（1）的截面外轮廓尺寸为28mm×28 mm，管壁厚度1.5mm，螺距40mm，垂直高度60mm，所述溢流管（2）的外径为20mm，壁厚1mm。
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