CN1140624A - 气体锅炉用的气—液分离装置 - Google Patents

Abstract

一种独立于气体锅炉之外直接装在热水管线上的气—液分离装置，包括：一上部开有排气孔的本体，液体在本体中流过；气泡聚集装置，以聚集气泡并从排气孔排出。气泡聚集装置有多根柱状气泡聚集杆和悬吊所述杆的环形凸出部分。环形凸出部分有一聚集气泡的空腔和一与之相通的锥形排气空腔，锥形排气空腔上部装有排气构件。热水中的小气泡由气泡聚集装置聚集，小气泡相互结合并长大，长大的气泡由于自身浮力而上升，通过排气孔排出。

Description

气体锅炉用的气-液分离装置

本发明涉及一种气-液分离装置，特别是涉及一种能很容易地将气泡同液体分离开的气-液分离装置，以使得诸如气体锅炉的加热系统中的热水管线能通过水泵使液体循环。

一般而言，带有使用热水的热水加热系统的气体锅炉广泛用于家庭。在这些系统中，少量气泡随着热水管线中的液体一起流过热水管线，其中的液体由泵驱动而流动或循环。当这些液体中含有的气泡与流体同时在热水管线中循环流动时，造成水泵抽空，从而降低泵的效率。此外，这还成为造成系统故障的原因，且阻碍热传递，降低整个加热系统的热效率。因此，希望能够容易且有效地将气泡与液体分离开来。

为实现气-液分离的目的，在现有技术中曾提出过一种利用液体向心力的气-液分离装置。图1是表示普通气-液分离装置的透视图，图2是沿图1中A-A′剖取的截面图。如图1和图2所示，该普通气-液分离装置设有一圆柱状气-液分离圆筒2，该圆筒有一个圆柱状气-液分离空间1，在其上部中央部分有一排气孔6。排气孔6上部装有一排气构件(未示出)。在气-液分离圆筒2上部沿切线方向有一液体引入管3，在其相对侧的较低位置上沿与上述切线方向相反的方向上有一液体排出管4。在柱状气-液分离空间中的中心部位装有锥形棒5。

流体通过液体引入管3引入圆筒2，然后通过位于其相对侧较低部位的液体排出管4流出。此时流体沿气-液分离圆筒2中箭头方向旋转，并由液体引入管3直接流向液体排出管4，如图1和2所示。由于从液体引入管3导入的液体中不合气泡的部分与含有气泡的另一部分相比密度相对较大，不含有气泡的部分的液体在远离气-液分离圆筒中心的靠外部分流动，而含有气泡的另一部分的液体则在围绕锥形棒5的中心部分流动。此时，液体中心小气泡相互碰撞，生成较大气泡，较大气泡与液体分离并上升，这些分离的气泡通过上面装有排气构件(未示出)的排气孔6排出。

排孔构件为这样一个装置，当从水中分离出并聚集起来的气体体积超过某一预定值时，该排气构件的一个阀打开并通过排气口6选择性地排出聚集的气泡。这种排气构件是众所公知的，市场上很容易买到。以此方法，可从液体中分离出气泡。

这种气-液分离装置是根据液体密度差别以离心分离方式进行气-液分离的。因此，为进行离心分离，必须有一个具有足够大分离空间的气-液分离圆筒。为在气体锅炉中安装这样一个气-液分离圆筒，气体锅炉中必须有另外的空间，结果导致气体锅炉体积过于庞大。此外，由于该气-液分离圆筒妨碍了其它相邻部件，所以制造该锅炉相对较困难，而且也增加了气体锅炉的成本。

因此，为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种新的直接安装在热水管线上且独立于锅炉之外的气液分离装置。

为实现上述目的，本发明提供一种用于从液体中分离气泡的气-液分离装置，该装置包括：

一本体，该本体配有一开口向外的排气孔，液体在该本体中流动；

一个从液体中聚集气泡并将聚集的气泡从排气孔排出的气泡聚集装置。

根据本发明的一个实施例，所述排气孔包括：在排气孔外部上方部分形成的第一柱状孔部分；直径比第一柱状孔部分小的第二柱状孔部分，该部分位于第一柱状孔部分的下方；一个连接第一柱状孔部分和第二柱状孔部分的倾斜部分；一个在该第二柱状孔下部支承该气泡聚集装置的环形结合台阶。另外，所述气泡聚集装置可包括：多个聚集液体中气泡的柱状气泡聚集杆；一个悬吊所述气泡聚集杆上部的环形凸出部分，该环形凸出部分有一中空部分，用于聚集由所述排气孔所悬吊的所述气泡聚集杆聚集的气泡；一个具有锥形空腔部分的锥形排气部分，该锥形空腔部分与环形凸出部分的空腔相通，且在该锥形排气部分的上部一个气孔与一排气构件相通，该排气构件可在其中气体量超过某一预定值时打开，排放从所述锥形空腔部分导入的气泡。

在本发明的一个优选实施例中，所述气-液分离装置可包括一诸如O型环的密封装置，以对在排气孔与气泡聚集装置之间形成的间隙进行密封。

根据本发明的气-液分离装置的本体具有适于连接两根管的圆柱外形，最好是，该本体有一在其中形成气泡聚集装置的中央部分及以该中央部分为中心的两个侧端部分，该中央部分直径大于所述侧端部分的直径。这样，液体的流量率降低，增强了分离效率。

热水通过泵驱动通过本发明的气-液分离装置，液体中的小气泡由气泡聚集装置聚集，这些气泡相互结合，体积长大。长大的气泡上升并穿过排气孔。以此方式，流过热水管线的液体中含有的气泡能够很容易地被去除。

通过参考附图对本发明的一个优选实施例进行详细描述，将使得本发明的上述目的及其它优点更加明显。附图中：

图1是表示一种现有气液分离装置的透视图；

图2是图1中沿A-A′剖取的截面图；

图3是表示根据本发明一个实施例的气-液分离装置的正面部分剖视图；

图4是表示图3中气泡聚集装置的透视图；

图5是表示使用根据本发明的气-液分离装置从液体中分离气泡过程的示意图；

图6是表示根据本发明另一实施例的气-液分离装置的正面部分剖视图。

以下参考附图对本发明进行详细描述。

图3是根据本发明一个实施侧的气-液分离装置的正面部分剖视图。图4是表示图3中气泡聚集装置的透视图。

如这些附图中所示，气-液分离装置具有一连接两条管51和52的本体10，在有液体流过的本体10的上部形成有一个开口向外的排气孔11。如图中所示，排气孔11有一形成在外部上面的第一柱状孔部分11a和直径比第一柱状孔部分11a小且设置在第一柱状孔部分11a下方的第二柱状孔部分11b。在第一柱状孔部分11a和第二柱状孔部分11b之间形成有一倾斜部分11c。在第二柱状孔部分11b的下部形成有一环形结合台阶12，在第一柱状孔部分11a内表面形成有螺纹槽，以在排气孔11的上部安装排气构件。

气-液分离装置包括一由环形结合台阶12支承的气泡聚集装置13。多个柱状气泡聚集杆134在气体聚集装置13下方按预定的间距平行设置，并与本体10中流过的液体相接触，以聚集液体中的气泡。考虑到与气泡有关的吸收力，气泡聚集杆可以是金属(如铁)、塑料等材料组成。此时，每一气泡聚集杆均可更换地单独形成，其直径、数量和长度根据液体的粘度、流量率和期望的气泡分离速率而定。一个悬吊气泡聚集杆134的上部并将气泡聚集装置13装在排气孔11的环形结合台阶12上的环形凸出部分133设于气泡聚集杆134的上部。在环形凸出部133内部形成有一空腔部分，以在其中聚集由气泡聚集杆133聚集的气泡。在环形凸出部分133之上形成有一锥形排气部分132，该锥形排气部分132有一与环形凸出部分133的空腔部分相通的锥形内部空腔。锥形排气部分132的上部有一开口的气孔131。在锥形排气部分132上方有一排气构件60，当该排气构件60中聚集的从气-液分离装置中分离出的气体量超过一预定值时，通过该排气构件60排出气体。在排气构件60内部，当其中聚集的气体超过一预定值时，一个浮体(未示出)下降，打开排气口11，从而打开排气构件60排出气体。气体排出后，由于水的浮力浮体又上升，从而关闭排气构件60。这一类排气构件是众所周知的，市场上可买到的这类排气构件可用于本发明。

此外，根据本实施例，有一个O型环14用于密封在本体10排气孔11的第二柱状孔部分11b内表面与气泡聚集装置13之间形成的间隙，并将气体聚集装置13安装在排气孔11上。

图5是表示使用根据本发明的气-液分离装置从液体中分离气泡过程的示意图。当由气体锅炉(未示出)供应的热水通过一个泵在热水管线中循环时，热水流过如图3所示的气-液分离装置，该气-液分离装置设于两个热水管51和52的连接部分。如图5所示，液体中含有的小气泡由气泡聚集装置13的气泡聚集杆134聚集，这些小气泡200不断地互相结合起来而变大。变大的气泡通过自身的浮力上升，经环形凸出部分133的开口并沿锥形排气部分132的内表面通过，因此气泡聚集在锥形排气部分132的上部。如图所示，在锥形排气部分132的上面部分有一与锥形排气部分132相通的排气构件60，当通过气孔131导入排气构件60中的气体的量超过某预定值时，由于排气构件60上部的气体压力，浮体下降，打开排气孔11，于是排气构件60排出气体。气体排出后，浮体由于水的浮力而上升，从而关闭排气孔11。该操作过程不断进行，这样就可容易地从流过热水管线的液体中去除气泡。

图6是根据本发明另一实施例的气-液分离装置的正面部分剖视图。图6中相同的部分以与图3中相同的标号表示。

除了在本体外形上的差别外，根据本实施例的气-液分离装置与图3、4所示的气-液分离装置是一样的。其本体外形上的差别为，在气-液分离装置中，本体20中央部分的直径大于其它部分的直径。本体20在中央部分有一个扩大的部分21，气泡聚集装置13设置在扩大部分21的上方部分，以构成气-液分离装置。所以，由于在本体20的中央部分有扩大的部分21，气-液分离空间可在需要时扩大。这样，液流在经过扩大部分21时流动缓慢，所以液体中含有的气泡能更彻底地被气泡收集杆134收集。

根据本发明，液体通过一个泵在热水管线中流动循环，然后流过一装有气-液分离装置的水管。在液体到达气-液分离装置的气泡聚集杆处时，液体中的小气泡被聚集。这些小气泡与已由气泡聚集杆聚集的气泡结合起来并长大，长大的气泡通过自身浮力沿锥形排气部分的内表面上升，最终通过装在锥形排气部分上面的排气构件排出。一系列上述操作过程连续进行，从而实现从在热水管线中流动的液体中去除气泡。

在本发明中，由于气-液分离装置安装在热水管线上，气体锅炉不需另外的空间进行气-液分离。因此，能够容易地制造气体锅炉而不须增加锅炉体积，从而降低了制造成本。此外，不对管线设置作任何改动，就可将气-液分离装置安装在需要的每一连接部分上，容易地去除液体中的气泡并将其排出。所以，气-液分离的能力可根据使用者的要求而定。

尽管以上根据具体实施例对本发明进行了具体展示和描述，应该认为，对于本技术领域的熟练技术人员而言，对于本发明形式和具体内容所可能作出的各种变化都应属于由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围范畴。

Claims (11)

1、一种用于从液体中分离气泡的气-液分离装置，包括：

一个具有向外部开口排气孔的本体，所述液体在该本体内流动；

一个从所述液体中聚集气泡并将所聚集的气泡从所述排气孔排出的气泡聚集装置。

2、根据权利要求1所述的气-液分离装置，其中在所述排气孔的下部形成有一支承所述气泡聚集装置的环形结合台阶。

3、根据权利要求1所述的气-液分离装置，所述气-液分离装置还包括密封在所述排气孔与所述气泡聚集装置之间形成的间隙的密封装置。

4、根据权利要求3所述的气-液分离装置，其中所述密封装置为一O型环。

5、根据权利要求1所述的气-液分离装置，其中所述排气孔包括：在所述排气孔上方外部形成的一第一柱状孔部分；一直径小于所述第一柱状孔部分的第二柱状孔部分，第二柱状孔部分位于第一柱状孔部分下方；一个连接所述第一柱状孔部分和第二柱状孔部分的倾斜部分；一个将所述气泡聚集装置支承在所述第二柱状孔部分下部的环形结合台阶。

6、根据权利要求1所述的气-液分离装置，其中所述气泡聚集装置包括：

多个用于聚集液体中气泡的柱状气泡聚集杆；

一个悬吊所述气泡聚集杆上部的环形凸出部分，该环形凸出部分有一中空部分，用于聚集由所述排气孔支承的所述气泡聚集杆聚集的气泡；

一个具有锥形空腔部分的锥形排气部分，该锥形空腔部分与环形凸出部分的空腔相通，且在该锥形排气部分的上部一个气孔与一排气构件相通，该排气构件可在其中气体量超过某一预定值时打开，排放从所述锥形空腔部分导入的气泡。

7、根据权利要求1所述的气-液分离装置，其中所述气-液分离装置的所述本体为一适于连接两根管的圆柱形。

8、根据权利要求1所述的气-液分离装置，其中所述本体具有一形成气泡聚集装置的中央部分和以该中央部分为中心的两个侧端部分，该中央部分的直径大于所述侧端部分的直径。

9、一种用于从液体中分离气泡的气-液分离装置，包括：

一个具有向外部开口排气孔的本体，所述液体在该本体内流动，

该排气孔包括：在所述排气孔上方外部形成的一第一柱状孔部分；一直径小于所述第一柱状孔部分的第二柱状孔部分，第二柱状孔部分位于第一柱状孔部分下方；一连接所述第一柱状孔部分和第二柱状孔部分的倾斜部分；以及一个将气泡聚集装置支承在所述第二柱状孔部分下部的环形结合台阶；

一个从所述液体中聚集气泡并将聚集的气泡从所述排气孔排出的气泡聚集装置，

所述气泡聚集装置包括：多个用于聚集液体中气泡的柱状气泡聚集杆；一个悬吊所述气泡聚集杆上部的环形凸出部分，该环形凸出部分有一中空部分，用于聚集由被所述排气孔悬吊的所述气泡聚集杆所聚集的所述气泡；和一个具有锥形空腔部分的锥形排气部分，该锥形空腔部分与环形凸出部分的空腔相通，且在该锥形排气部分的上部一个气孔与一排气构件相连通，该排气构件可在其中气体量超过某一预定值时打开，排放从所述锥形空腔部分导入的气泡；以及

一个密封在所述排气孔与所述气泡聚集装置之间形成的间隙的O型环。

10、根据权利要求9所述的气-液分离装置，其中气体分离装置的本体为适于连接两根管的圆柱形。

11、根据权利要求9所述的气-液分离装置，其中所述本体具有一形成气泡聚集装置的中央部分和以该中央部分为中心的两个侧端部分，该中央部分的直径大于所述侧端部分的直径。

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