CN114341500A - 集油管 - Google Patents

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CN114341500A CN201980100079.6A CN201980100079A CN114341500A CN 114341500 A CN114341500 A CN 114341500A CN 201980100079 A CN201980100079 A CN 201980100079A CN 114341500 A CN114341500 A CN 114341500A
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Abstract

提供一种分离器罐和具有分离器罐的气体压缩机。该分离器罐包括：罐体，该罐体限定内部容积；罐入口管，该罐入口管提供与罐体的内部容积的流体连通，其中罐入口管沿切向穿透罐体并且被定向成引导流体以螺旋流体流动路径进入罐体；以及收集管，该收集管被定位成收集在罐体内流动的流体，收集管包括竖直取向的开口，该竖直取向的开口被定向成对准并且截获沿着螺旋流体流动路径流动的流体。

Description

集油管
技术领域
本公开内容总体上涉及分离器罐，并且特别涉及一种具有集油管以向空气压缩机提供改进油流量的分离器罐。
背景技术
在相关技术中，分离罐经常与压缩机设备一起使用以允许从压缩机流体中移除润滑流体。例如，相关技术中的分离罐可以用于在气体压缩机设备中将润滑油从压缩气体流中分离。此类分离器罐经常被设计成承受高的压缩机流体压力，并且经常被构造成具有厚的侧壁以承受必要的压力。润滑流体与压缩机流体的分离通常通过多级操作来实现。
例如，在相关技术中，压缩气体与液体油的分离可以利用依赖于围绕圆筒形分离罐的圆周旋转的油的离心力的第一分离阶段来完成。如图13A、图13B、图14A和图14B所示(下面作为比较示例更详细地讨论)，压缩机气体和润滑油的组合流体流与罐的曲率相切地进入圆筒形罐。向心作用致使较重的油朝向罐的外侧移动，而较轻的空气通过过滤器或分离器元件向内部移动和向外移动(阶段2)。然后，比气体重的油可以由于重力而下落到底部，并且被竖直的收集管收集以用于在压缩机系统中再循环。然而，在相关技术系统中，当油在圆筒体的底部聚集或收集而不是继续旋转时，油压可能会下降。这种压降可以导致显著的动能损失，因为油会聚集或收集并且通过罐底部的竖直收集管被排出。
发明内容
本申请的一些方面可以包括用于气体压缩机的分离器罐。分离器罐可以包括：罐体，该罐体限定内部容积；罐入口管，该罐入口管提供与罐体的内部容积的流体连通，其中该罐入口管沿切向穿透罐体并且被定向成引导流体以螺旋流体流动通路进入罐体；以及收集管，该收集管被定位成收集在该罐体内流动的流体，收集管包括竖直取向的开口，该竖直取向的开口被定向成对准并且截获沿着螺旋流体流动路径流动的流体。
本申请的进一步的方面可以包括分离器罐，其中，收集管包括围绕竖直取向的开口的倒角区域，该倒角区域形成漏斗形状以允许流体进入竖直取向的开口，并且在流体流入收集管中时压缩。
本申请的附加方面可以包括分离器罐，其中，收集管的竖直取向的开口是从罐入口管竖直偏移的。
本申请的更进一步的方面可包括分离器罐，其中，罐入口管位于罐体的上半部，并且其中，竖直取向的开口位于罐体的下半部。
本申请的附加方面可以包括分离器罐，该分离器罐进一步包括分离器元件，该分离器元件位于由罐体限定的内部容积内，其中，分离器元件定位在罐体内，使得螺旋流体流动路径位于分离器元件与罐体之间。
进一步地，本申请的一些方面可以包括分离器罐，其中，竖直取向的开口定位在罐体内、竖直地位于分离器元件下方。
仍进一步地，本申请的一些方面可以包括流体压缩系统。流体压缩系统可包括气体压缩机以及分离器罐，分离器罐与气体压缩机流体连通。分离器罐包括：罐体，该罐体限定内部容积；罐入口管，该罐入口管提供在气体压缩机与罐体的内部容积之间的流体连通，其中罐入口管沿切向穿透罐体并且被定向成引导流体以螺旋流体流动路径进入罐体；以及收集管，该收集管被定位成收集在罐体内流动的流体，收集管包括竖直取向的开口，该竖直取向的开口被定向成对准并且截获沿着螺旋流体流动路径流动的流体。
本申请的另外的方面可以包括流体压缩系统，其中，收集管包括围绕竖直取向的开口的倒角区域，该倒角区域形成漏斗形状以允许流体进入竖直取向的开口，并且在流体流入收集管中时压缩。
本申请的进一步的方面可以包括流体压缩系统，其中，收集管的竖直取向的开口从罐入口管竖直偏移。
本申请的更进一步的方面可以包括流体压缩系统，其中，罐入口管位于罐体的上半部，并且其中，竖直取向的开口位于罐体的下半部。
本申请的附加方面可以包括流体压缩系统，该流体压缩系统进一步包括分离器元件，分离器元件位于由罐体限定的内部容积内，其中分离器元件定位在罐体内，使得螺旋流体流动路径位于分离器元件与罐体之间。
本申请的进一步的方面可以包括流体压缩系统，其中，竖直取向的开口定位在罐体内、竖直地位于分离器元件下方。
附图说明
现在将参考附图描述实现本公开的不同特征的总体架构。提供附图和相关联的描述以阐明本公开的示例性实施方式，而不是限制本公开的保护范围。在所有附图中，附图标记被重复使用以指示参考元件之间的对应关系。
图1是总体上示出了根据本申请的示例性实现方案的分离器罐的分解立体图。
图2是示出了根据图1的示例性实现方案的分离器罐的第一示例性实现方案的立体图。
图3是示出了根据图1的示例性实现方案的分离器罐的侧视图。
图4是沿着图3的平面IV-IV’截取的分离器罐的剖视图。
图5是示出了根据图1的示例性实现方案的分离器罐的另一侧视图。
图6是示出了根据图1的示例性实现方案的分离器罐的后视图。
图7是沿着图6的平面VII-VII’截取的分离器罐的剖视图。
图8是示出了根据图1的示例性实现方案的分离器罐的主视图。
图9是沿着图8的平面IX-IX’截取的分离器罐的俯视图。
图10是沿着图8的平面X-X’截取的分离器罐的剖视图。
图11是沿着图10的平面XI-XI’截取的分离器罐的剖视图。
图12是示出了根据图1的示例性实现方案的分离器罐的仰视图。
图13A至图13B示出了在相关技术的分离器罐的比较示例中油旋转的内部俯视图。
图14A至图14B示出了在相关技术的分离器罐的比较示例中油旋转的内部侧视图。
图15A至图15B示出了在根据本申请的示例性实现方案的分离器罐中油旋转的内部俯视图。
图16A至图16B示出了在根据本申请的示例性实现方案的分离器罐中油旋转的内部侧视图。
具体实施方式
以下详细描述提供了本申请的附图和示例性实现方案的进一步细节。为了清楚起见，省略附图之间的非必要元件的附图标记和描述。在整个说明书中使用的术语是作为示例提供的并且不旨在是限制性的。例如，术语“自动”的使用可以涉及全自动或半自动实现方案，这些实现方案涉及用户或操作员根据本领域普通技术人员实践本申请的实现方案的所希望的实现方案，对实现方案的某些方面的控制。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等的顺序术语可在说明书和权利要求中简单地用于标记目的，并且不应限于引用以所描述的顺序发生的所述动作或项目。动作或项目可被排序成不同的序列、或可被并行或动态地执行，而不脱离本申请的保护范围。
在本公开的一些示例性实现方案中，通过将收集管的入口漏斗定向成面向在分离器罐内旋转的油的涡旋流，可以减少分离器罐底部处的油压下降，并且将循环油的动能转化成势能。此外，通过最小化油压的下降，也可以减少来自压缩机的类似气压的下降。
图1至图12示出了根据本申请的示例性实施方式的分离器罐100的各种视图。具体地，图1和图2是总体上示出了根据本申请的示例性实施方式的分离罐100的立体图(分别为分解视图和未分解视图)。进一步地，图3和图5是分离器罐100的单独侧视图，图6和图8是分离罐100的后视图和主视图。此外，图9和图12是分离器罐100的俯视图和仰视图。进一步地，图4、图7、图10和图11是分别沿着平面IV-IV’、VII-VII’、X-X’和XI-XI’截取的分离器罐100的不同的剖视图。
如图所示，分离器罐100包括包封或限定内部容积24的罐体1和附接至罐体1的顶部以密封内部容积24的密封板2。密封板2通过多个保持螺栓14固定至罐体1。每个保持螺栓螺纹穿过垫圈20，插入到密封板2中并且接合凸缘，例如位于罐体1的上端处的螺栓凸缘3。
保持螺栓14可以是螺纹螺栓、铆接螺栓、或可对本领域的普通技术人员清楚的任何其他保持螺栓结构。此外，这些保持螺栓可以具有六边形头、八边形头、五边形头、三角形头、星形头、或对本领域的普通技术人员而言清楚的任何其他头部。此外，保持螺栓14还可以是具有十字头、平头、内六角头、星形头或对于本领域普通技术人员清楚的任何其他头部的螺杆。此外，保持螺栓还可以没有头并且相反可以接纳螺母以便将密封板2固定到罐体1、或者本领域普通技术人员清楚的任何其他保持结构。
罐体1可设置有多个入口端口和出口端口、或入口管和出口管。例如，罐入口管6可以穿过罐体1以允许罐体1的内部容积24与压缩流体系统(在图3中示意性地表示为压缩流体系统500)之间的流体连通。罐入口管6可以包括支架13以允许压缩流体系统500连接至罐入口管6。
压缩流体系统500可以是螺杆式压缩机系统、旋转式压缩机系统或本领域普通技术人员清楚的任何其他类型的流体压缩系统。压缩流体系统500可包括压缩机505、冷却器510和一个或更多个管515、520，该一个或更多个管515、520将压缩流体系统500及其部件耦接到分离器罐100并将部件彼此耦接。
此外，注油管7也可以穿过罐体1以允许油注入或移除离开罐体1的内部容积24。罐体1还可以包括温控平衡阀(thermostatic balancing valve)9，该温控平衡阀9控制通过位于内部容积24内的吸油管或收集管5的流量。如图7所示，吸油管或收集管5可以具有竖直取向的开口27，以允许油流入到收集管5中。以下参照图13A至图14B的比较示例和图15A-图16B的示例性实现方案更详细地讨论油在罐内的循环。罐体1可通过温控平衡阀9连接至压缩流体系统500，以控制进入到压缩流体系统500中的油流量。
罐体1还可以包括一个或更多个管接头(例如，管接头17、管接头18、管接头22和管接头23)。这些管接头17、管接头18、管接头22和管接头23可以允许空气、油或在分离器罐100的操作或使用中可能涉及的任何其他工作流体的注入或移除。例如，接头22可以用于从罐体1的内部容积24排出油。此外，接头23可以使用溢流接头以防止油位上升过高并且接触位于罐体1的内部容积24中的过滤器或分离器元件4。
罐体1的外部还可以包括一个或更多个安装夹10、12，以允许外部器材、工具、标牌8、或测量装置安装在分离罐体100上，而不刺穿罐体1。
罐体1可位于罐支撑结构11上。例如，罐支撑结构11可以是位于罐下方的金属支腿或支柱。罐支撑结构11可在分离器罐100下方提供间隙。此外，罐支撑结构11还可提供将分离器罐100固定到设施地板的结构。例如，螺栓、螺杆、铆钉或其他锚固机构可被推动穿过罐支撑结构11并进入到设施地板中，以防止罐体1倾翻或摇摆。
如上所述，在压缩机设备中，分离器罐100可以用于将润滑流体(例如，油)与压缩流体(例如，空气)分离。这可以使用位于罐体1的内部容积24内的过滤器或分离器元件4来完成。例如，混合流体(例如，油和空气)可通过罐入口管6和分离器元件4进入到分离器罐100中以阻拦油并使油在管的底部聚集或收集，同时允许空气通过分离器元件4并进入分离器元件4的内部容积25。
随着时间推移，分离器元件4可能变得堵塞或污损，使得可需要清洁、修理或更换分离器元件4。为了进入罐体1的内部容积24，密封板2必须从罐体1移离。这可以通过首先将所有保持螺栓14从密封板2移离来完成。一旦这些保持螺栓14被移离，密封板2可以被提升离开罐体1。
如上所述，在相关的分离罐的实现方案中，压缩气体与液体油的分离可利用依赖于围绕圆筒形分离罐的圆周旋转的油的离心力的第一分离阶段完成。图13A至图13B示出了在相关技术的分离器罐1400的比较示例中的油旋转的内部俯视图。图14A至图14B示出了在相关技术的分离器罐1400的比较示例中的油旋转的内部侧视图。如图13A、图13B、图14A和图14B所示(以下作为比较示例更详细地讨论)，压缩气体和润滑油的组合流体流经由罐入口管6进入相关技术的分离器罐1400的圆筒形罐体1。当罐入口管6与罐体1沿切向相交时，组合流体流(由图13A和图14A中的箭头表示)围绕罐体1的曲率沿切向螺旋流动。向心作用致使较重的油在罐体1的内部容积24内沿径向向外移动，而较轻的空气沿径向移入分离器元件4的内部容积25中。分离器元件4可以提供第二阶段的过滤以将压缩气体与油分离。比气体重的油由于重力而下落到罐体1的底部，并且被位于竖直收集管5的底部的开口收集，以再循环到压缩机系统。然而，在相关技术系统中，随着油聚集或收集在罐体1的底部，油压下降，因为在由收集管5收集以用于循环之前，油被减慢到静态池。这使得当油聚集或收集并且通过罐1400的底部中的竖直收集管5抽出时，导致显著的动能损失。
相反地，本公开的示例性实现方案可以通过将螺旋油流的动能转换成势能并且提供离开罐体1的增大的油压，来避免压力损失。图15A至图15B示出了在根据本申请的示例性实现方案的分离器罐100中油旋转的内部俯视图。图16A至图16B示出了在根据本申请的示例性实现方案的分离罐100中油旋转的内部侧视图。
如图15A至图16B所示，示例性实现方案的分离器罐100的收集管5包括竖直取向的开口27，该开口27允许沿切向螺旋流动的油进入收集管5并且由收集管5收集，而不必在罐体1底部的池中静置。更具体地，竖直取向的开口27被定向成与由沿切向穿透罐体1的罐入口管6产生的切向流体流动方向对准。
例如，罐入口管6可以沿切向穿透罐体1并且被定向成提供流体流动路径，使得进入罐的流体(例如，气体和/或油)被引导成在罐体1内在顺时针方向上螺旋流动，并且竖直取向的开口27可以被定向成接收或截获顺时针螺旋流动的油(例如，如图15A和图15B所示出的朝向逆时针方向打开)，使得油可以直接流入到竖直取向的开口27中。类似地，罐入口管6可以沿切向穿透罐体1并且被定向成提供流体流动路径，使得进入罐的流体(例如，气体和/或油)被引导成在罐体1内在逆时针方向上螺旋流动，并且竖直取向的开口27可以被定向成接收或截获逆时针螺旋流动的油(例如，朝向顺时针方向打开)，使得油可以直接流入到竖直取向的开口27中。
在一些示例性实现方案中，分离器元件4可以被定位成使得该流体流动路径可以位于分离器元件4与罐体1之间。进一步地，在一些示例性实现方案中，竖直取向的开口27可以竖直定位在罐体1内、在分离器元件4下方。
此外，竖直取向的开口27可从罐入口管6竖直偏移，使得在竖直取向的开口27与罐入口管6之间存在压头差(head pressure differential)。例如，罐入口管6可以定位在罐体1的上部区域(例如，上半部1605)处，并且竖直取向的开口27可以位于在罐体1的下部区域(例如，下半部1610)中。此外，在一些示例性实现方案中，竖直取向的开口27可以位于罐体1的最小油位下方。例如，竖直取向的开口27可以被定位在罐体1的内部容积24内，使得竖直取向的开口27始终浸没在罐100的油位下方以避免收集管5吸入空气。
此外，在一些示例性实现方案中，收集管5可以具有围绕竖直取向的开口27的倒角的或成角度的区域28以形成漏斗形状，从而允许宽的油流动流进入竖直取向的开口27并且在其流入并向上流入到收集管5中时略微压缩。换言之，倒角区域28在竖直取向的开口27处提供收集管5的较宽(例如，较大直径)区域、并且在竖直取向的开口27的下游处提供收集管5的较窄(例如，较小直径)区域。
如图所示，通过为收集管5提供竖直取向的开口27，油流流动的动能可以被截获并且通过向上流动到收集管5而被转换成势能。
前述详细说明已经经由使用图、示意图和示例阐述了装置和/或过程的不同示例性实现方案。在这样的图、示意图和示例包含一个或更多个功能和/或操作的范围内，这样的图或示例内的每个功能和/或操作可以由宽泛范围的结构单独地和/或共同地实施。虽然已经描述了某些示例性实现方案，但是这些实现方案仅通过示例的方式呈现，并且不旨在限制保护范围。实际上，本文描述的新颖的方法和设备可以以各种其他形式体现。此外，在不背离保护的精神的情况下，可以做出本文中所描述的装置和系统的形式的不同省略、替换和改变。所呈权利要求及其等同范围旨在覆盖落在保护范围和精神内的形式或修改。

Claims (12)

1.一种用于气体压缩机的分离器罐，所述分离器罐包括：
罐体，所述罐体限定内部容积；
罐入口管，所述罐入口管提供与所述罐体的所述内部容积的流体连通，其中所述罐入口管沿切向穿透所述罐体并且被定向成引导流体以螺旋流体流动路径进入所述罐体；以及
收集管，所述收集管被定位成收集在所述罐体内流动的流体，所述收集管包括竖直取向的开口，所述竖直取向的开口被定向成对准并且截获沿着所述螺旋流体流动路径流动的流体。
2.根据权利要求1所述的分离器罐，其中，所述收集管包括围绕所述竖直取向的开口的倒角区域，所述倒角区域形成漏斗形状以允许流体进入所述竖直取向的开口，并且在流体流入所述收集管中时压缩。
3.根据权利要求1所述的分离器罐，其中，所述收集管的竖直取向的开口从所述罐入口管竖直偏移。
4.根据权利要求3所述的分离器罐，其中，所述罐入口管位于所述罐体的上半部；以及
其中，所述竖直取向的开口位于所述罐体的下半部。
5.根据权利要求1所述的分离器罐，进一步包括分离器元件，所述分离器元件位于由所述罐体限定的所述内部容积内，其中，所述分离器元件定位在所述罐体内，使得所述螺旋流体流动路径位于所述分离器元件与所述罐体之间。
6.根据权利要求5所述的分离器罐，其中，所述竖直取向的开口定位在所述罐体内、竖直地位于所述分离器元件下方。
7.一种流体压缩系统，包括：
气体压缩机；以及
分离器罐，所述分离器罐与所述气体压缩机流体连通，所述分离器罐包括：
罐体，所述罐体限定内部容积；
罐入口管，所述罐入口管提供在所述气体压缩机与所述罐体的所述内部容积之间的流体连通，其中所述罐入口管沿切向穿透所述罐体，并且被定向成引导流体以螺旋流体流动路径进入所述罐体；以及
收集管，所述收集管被定位成收集在所述罐体内流动的流体，所述收集管包括竖直取向的开口，所述竖直取向的开口被定向成对准并且截获沿着所述螺旋流体流动路径流动的流体。
8.根据权利要求7所述的流体压缩系统，其中，所述收集管包括围绕所述竖直取向的开口的倒角区域，所述倒角区域形成漏斗形状以允许流体进入所述竖直取向的开口，并且在流体流入所述收集管中时压缩。
9.根据权利要求7所述的流体压缩系统，其中，所述收集管的竖直取向的开口从所述罐入口管竖直偏移。
10.根据权利要求9所述的流体压缩系统，其中，所述罐入口管位于所述罐体的上半部；以及
其中，所述竖直取向的开口位于所述罐体的下半部。
11.根据权利要求7所述的流体压缩系统，进一步包括分离器元件，所述分离器元件位于由所述罐体限定的所述内部容积内，其中，所述分离器元件定位在所述罐体内，使得所述螺旋流体流动路径位于所述分离器元件与所述罐体之间。
12.根据权利要求11所述的流体压缩系统，其中，所述竖直取向的开口定位在所述罐体内、竖直地位于所述分离器元件下方。
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