CN115054995B - 一种油气分离装置及具有其的雾化试验台排风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气分离装置及具有其的雾化试验台排风系统，油气分离装置，包括：筒体，具有进口和出口，所述进口和所述出口分别用于气流的流入和流出；分离盘，位于所述筒体内；风轮，位于所述筒体内，所述风轮与所述分离盘固定连接，所述风轮用于带动所述分离盘相对所述筒体转动；所述分离盘的中心轴线和所述风轮的中心轴线均与所述筒体的中心轴线平行。通过对油气分离装置的结构优化，利用气流来驱动分离盘转动，取消了驱动电机的设置，从而规避了因驱动电机导致的安全隐患，在提高过滤效率的同时保证了工作安全性。

Description

一种油气分离装置及具有其的雾化试验台排风系统

技术领域

本发明涉及油气分离技术领域，特别是涉及一种油气分离装置及具有其的雾化试验台排风系统。

背景技术

雾化试验为衡量液体燃料雾化效果的常用方法。在进行雾化试验时，液体燃料被喷油器雾化成为细小的液滴，与空气混合后形成油气混合物，之后，油气混合物由较大功率的风机抽排至大气。为避免污染环境，油气混合物在排至大气前，还需要油气分离装置对其进行净化。

现阶段一般采用过滤网或过滤板对油气混合物进行过滤，这种静态过滤的方式效率低，且维护周期短；也有采用动态过滤的方式，即通过电机驱动分离盘转动，以提高过滤效率，但该种方式驱动用的电机不可避免会与油气混合物接触，存在短路、漏电或爆炸等安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种油气分离装置及具有其的雾化试验台排风系统，通过对油气分离装置的结构优化，利用气流来驱动分离盘转动，取消了驱动电机的设置，从而规避了因驱动电机导致的安全隐患，在提高过滤效率的同时保证了工作安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种油气分离装置，包括：

筒体，具有进口和出口，所述进口和所述出口分别用于气流的流入和流出；

分离盘，位于所述筒体内；

风轮，位于所述筒体内，所述风轮与所述分离盘固定连接，所述风轮用于带动所述分离盘相对所述筒体转动；

所述分离盘的中心轴线和所述风轮的中心轴线均与所述筒体的中心轴线平行。

本发明提供的油气分离装置，将分离盘与风轮固接，固接的分离盘和风轮设于筒体内，实际应用时，含有油气混合物的气体流经筒体排出，利用气流驱动风轮转动来带动分离盘旋转，使得分离盘能够很好地将油气混合物中的油雾滤除，该方式利用气流作为驱动力，规避了设置驱动电机，相应地消除了因驱动电机导致的短路、漏电或爆炸等安全隐患，该油气分离装置的结构简单，过滤效率高，且安全可靠。

如上所述的油气分离装置，所述分离盘包括第一轴套和至少一个盘组件；

所述盘组件包括环形板和多个辐条；

所述第一轴套位于所述环形板的内部，所述环形板沿其周向设有多个第一孔部，所述第一轴套沿其周向设有多个第二孔部；

每个辐条的一端与一个所述第一孔部连接，另一端与一个所述第二孔部连接，所述辐条的延伸方向与所述环形板的径向方向之间呈设定角度，且各所述辐条相对所述环形板径向方向的倾斜方向相同。

如上所述的油气分离装置，所述第一轴套和所述环形板同心设置，且所述辐条的延伸方向为所述第一轴套外周壁的切线方向。

如上所述的油气分离装置，所述分离盘包括两个以上的所述盘组件，各所述盘组件沿所述第一轴套的中心轴线所在方向间隔排布。

如上所述的油气分离装置，所述分离盘与所述筒体之间设有第一轴承，所述第一轴承的第一外圈与所述筒体固定连接，所述第一轴承的第一内圈与所述分离盘固定连接。

如上所述的油气分离装置，所述风轮与所述筒体之间设有第二轴承，所述第二轴承的外圈与所述筒体固定连接；所述风轮包括第二轴套和多个叶片，所述叶片的一端与所述轴套固定连接，所述叶片的另一端扭转设定角度后与所述第二轴承的内圈固定连接，各所述叶片的扭转方向相同。

如上所述的油气分离装置，各所述叶片的扭转角度为30°～60°；和/或，各所述叶片的扭转角度相同。

如上所述的油气分离装置，所述分离盘的中心轴线和所述风轮的中心轴线均与所述筒体的中心轴线重合。

如上所述的油气分离装置，所述分离盘与所述风轮通过连接轴固定连接；所述连接轴具有第一螺纹部和第二螺纹部，所述第一螺纹部和所述第二螺纹部分别用于与所述分离盘和所述风轮螺接，且所述第一螺纹部的螺纹旋向与所述第二螺纹部的螺纹旋向相反设置。

如上所述的油气分离装置，所述分离盘靠近所述筒体的进口设置，所述风轮靠近所述筒体的出口设置。

本发明还提供一种雾化试验台排风系统，包括通风管道和风机，所述风机设于所述通风管道的出口端；还包括上述任一项所述的油气分离装置，所述筒体串联接入所述通风管道，且所述筒体位于所述风机的上游。

由于上述油气分离装置具有上述技术效果，所以包括该油气分离装置的雾化试验台排风系统也具有相同的技术效果，此处不再重复赘述。

附图说明

图1为本发明提供油气分离装置的一种实施方式的结构示意图；

图2为图1中分离盘的结构示意图；

图3为图2的A-A向剖面图；

图4为图1中风轮的结构示意图。

附图标记说明：

油气分离装置100；

筒体110，进口111，出口112，第一法兰盘113，第二法兰盘114；

分离盘120，第一轴套121，环形板122，第一孔部1221，辐条123，

第一轴承130，第一外圈131，第一内圈132；

风轮140，第二轴套141，叶片142；

第二轴承150，第二外圈151，第二内圈152；

连接轴160。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明提供油气分离装置的一种实施方式的结构示意图。

本实施方式中，油气分离装置100包括筒体110、分离盘120和风轮140；其中，筒体110具有进口111和出口112，一般来说，进口111和出口112位于筒体110的两端，也就是说，筒体110为两端开口的结构。分离盘120和风轮140固定连接，并位于筒体110内部，风轮140用于带动分离盘120相对筒体110转动。分离盘120用于过滤油气混合物中的油雾。

上述油气分离装置100在应用时，可串接至相关系统的通风管道中，利用该系统风机抽送气体排出大气时的气流来驱动风轮140转动，也就是说，通风管道内的气体在流经筒体110时，气流可驱动风轮140转动，因风轮140与分离盘120固定连接，所以分离盘120随之旋转，将经过的气体中油气混合物中的油雾分离出来，避免排放至大气。这里相关系统可以是雾化试验台排风系统，也可以是其他具有油气混合物的系统，比如说厨房的抽油烟系统等。

为方便气流驱动风轮140转动，分离盘120和风轮140的中心轴线均与筒体110的中心轴线平行设置。进一步的，分离盘120和风轮140的中心轴线与筒体110的中心轴线重合设置，使得通过筒体110的油气混合气能够被分离盘120均匀地过滤。

本方案利用气流作为驱动力，最终驱使分离盘120转动来滤除油气混合物中的油雾，过滤效率相对较高，规避了设置驱动电机，相应地消除了因驱动电机导致的短路、漏电或爆炸等安全隐患，该油气分离装置100的结构简单，安装方便，且安全可靠。

请一并参考图2和图3，图2为图1中分离盘的结构示意图；图3为图2的A-A向剖面图。

具体的方案中，分离盘120包括第一轴套121和至少一个盘组件，其中，盘组件包括环形板122和多个辐条123，第一轴套121位于环形板122的内部，环形板122沿其周向设有多个第一孔部1221，第一轴套121沿其周向设有多个第二孔部(图中未标记)，每个辐条123的一端与第一孔部1221连接，另一端与第二孔部连接，辐条123的延伸方向与环形板122的径向方向呈设定角度，即辐条123的延伸方向相对环形板122的径向方向倾斜，或者可理解为辐条123的延伸方向偏离环形板122的径向方向，且各辐条123相对环形板122径向方向的倾斜方向相同，如此，各辐条123不交叉。

如上设置后，分离盘120在旋转过程中，含油气混合物的气体流经分离盘120时，油气混合物中的油雾或者说油滴被分离盘120的辐条123拦截，在离心力的作用下，可将油雾或油滴甩出，以实现滤除，因辐条123偏离环形板122的径向方向，在滤除油雾或油滴时，有利于将油雾或油滴甩向筒体110内壁，避免其从辐条123脱落，回到气流中，可确保滤除效果。

具体的，环形板122和第一轴套121同心设置，且辐条123的延伸方向为第一轴套121外周壁的切线方向，如此，在分离盘120旋转时，更利于将油雾或油滴甩至筒体110的内壁实现滤除，油雾或油滴在甩至筒体110的内壁后可沿着筒体110的内壁再流向回收容器等，方便相关设备的维护，能够延长相关设备的维护周期。

多个辐条123在布置时最好均匀排布，以提高分离盘120的运行稳定性和滤除油雾或油滴的效果。

实际设置时，辐条123的数目可以根据具体需求而定，此处不做限制；第一孔部1221的数目和第二孔部的数目匹配辐条123设置，只要能够满足每个辐条123都是沿第一轴套121的切线方向延伸即可。

比如在一个实施例中，环形板122可以设置有36～72个孔径为1mm的第一孔部1221，辐条123可以为0.8mm的不锈钢辐条，其端部与环形板122或第一轴套121可以通过焊接或铆接的方式固定。

结合图2和图3，本实施方式中，分离盘120设有前述两个盘组件，两个盘组件分别位于第一轴套121的轴向两端，即两个盘组件沿第一轴套121的中心轴线所在方向间隔排布；也就是说，分离盘120设有两个环形板122，以及两组位于环形板122和第一轴套121之间的辐条123，这样，气流在通过时，先后经过两次滤除，过滤效果更好。

图示方案中，两个盘组件的结构相同，可以理解为两个盘组件相对第一轴套121对称布置。当然，在其他实施方式中，设置多个盘组件时，各盘组件的结构不同，具体可体现在辐条123的数量不同或者排布方式不同等方面。

在其他实施方式中，根据需要也可以设置三个或更多个盘组件，多个盘组件沿着第一轴套121的轴向间隔排布。当然，也可以设置两个以上的分离盘120，各分离盘120沿着筒体110的中心轴线所在方向间隔排布，均可以起到多层过滤的效果。

具体的方案中，分离盘120的形状和尺寸与筒体110的横截面一致，这样，通过筒体110的油气混合物全部都能通过分离盘120，有利于提高对油气混合物的过滤效果。图示方案中以分离盘120为圆形结构示意，这样也有利于分离盘120的旋转。

为保证分离盘120相对筒体110转动的稳定性，在分离盘120与筒体110之间设有第一轴承130，该第一轴承130包括第一外圈131、第二内圈132以及设于两者之间的滚动体，其中，第一外圈131与筒体110固定连接，第一内圈132与分离盘120固定连接，第一内圈132具体与分离盘120的环形板122固定连接。

实际设置时，筒体110可以采用不锈钢管制成，第一外圈131与筒体110可采用焊接的方式固定，第一内圈132与环形板122可采用点焊的方式固定，焊接时，焊点可以对称分布，以确保环形板122与第一内圈132连接的可靠性。

类似地，为保证风轮140转动的稳定性和可靠性，在风轮140与筒体110之间设有第二轴承150，第二轴承150包括第二外圈151、第二内圈152以及设于两者之间的滚动体，其中，第二外圈151与筒体110固定连接，可采用焊接的方式固定，第二内圈152与风轮140固定连接，也可采用焊接的方式固定。

其中，风轮140包括第二轴套141和多个叶片142，多个叶片142绕第二轴套141的周向排布，每个叶片142的一端与第二轴套141固定连接，另一端与前述第二轴承150的第二内圈152固定连接，各叶片142的扭转方向相同，如此设置有利于风轮140的旋转。

具体的，叶片142与第二轴套141固接的端面与第二轴套141的中心轴线平行。叶片142的横截面可以为矩形形状或者呈弧形结构，在叶片142的横截面呈弧形结构时，在设置时，可以使叶片142的凹面尽量偏向气流的来流方向，如此有利于获得更大的驱动力，方便风轮140旋转以及提高其旋转速度。

具体的，多个叶片142绕第二轴套141的周向均匀排布，以利于获得相对稳定和较大的驱动力。

具体设置时，每个叶片142的扭转角度为30°～60°，每个叶片142的扭转角度相同，扭转方向保持一致。

具体设置时，前述第一轴承130和第二轴承150均可选用薄壁轴承，通过薄壁轴承来支撑分离盘120和风轮140，不仅运行稳定，噪音也小。

如图1所示，实际应用中，分离盘120和风轮140可通过连接轴160固定连接，具体的，连接轴160的一端与分离盘120的第一轴套121固接，另一端与风轮140的第二轴套141固接。

本实施方式中，可在连接轴160的两端分别设置第一螺纹部和第二螺纹部，连接轴160通过第一螺纹部与分离盘120的第一轴套121螺纹连接，通过第二螺纹部与风轮140的第二轴套141螺纹连接；采用可拆卸的方式连接风轮140和分离盘120，方便根据需要更换风轮140或分离盘120，避免油气分离装置整体报废，可节约成本。

具体设置时，连接轴160的第一螺纹部和第二螺纹部的螺纹旋向相反设置，如此，在气流作用下，风轮140带动分离盘120转动时，因第一螺纹部和第二螺纹部的旋向相反，所以连接轴160与风轮140之间旋紧力，以及连接轴160与分离盘120之间的旋紧力是越来越紧，避免在转动过程中，螺纹连接部位松动而导致安全隐患。

本实施方式中，分离盘120靠近筒体110的进口111设置，风轮140靠近筒体110的出口112设置，这样，气流在流经筒体110时，先通过分离盘120，再通过风轮140，以减少风轮140的叶片142上粘附的油滴或油雾，可延长维护周期。

具体设置时，筒体110在其进口111所在侧设有第一法兰盘113，在其出口112所在侧设有第二法兰盘114，两个法兰盘可与筒体110一体成型设置，也可单独加工后再固接在一起，法兰盘的设置方便将筒体110串接至通风管路中。

另外，在实际设置时，可以在分离盘120的辐条123和风轮140的叶片142表面涂覆防油涂层，以防止油滴沾污，延长维护周期。

除了上述油气分离装置100外，本发明还提供一种雾化试验台排风系统，该雾化试验台排风系统包括通风管道和风机，风机设于通风管道的出口端，以便抽风，该雾化试验台排风系统还包括前述油气分离装置100，该油气分离装置100串联接入通风管道，且位于风机的上游。

如此，通过风机抽吸将气体排出通风管道时，利于气流驱动油气分离装置100的风轮140带动分离盘120旋转，可将油气混合物中的油雾或油滴滤除。

实际设置时，油气分离装置100可设置在通风管道的竖直段或者向上倾斜段，如此，有利于拦截后的油滴沿筒体110内壁回流至回收容器内。

以上对本发明所提供的一种油气分离装置及具有其的雾化试验台排风系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种油气分离装置，其特征在于，包括：

筒体，具有进口和出口，所述进口和所述出口分别用于气流的流入和流出；

分离盘，位于所述筒体内；

风轮，位于所述筒体内，所述风轮与所述分离盘固定连接，所述风轮用于带动所述分离盘相对所述筒体转动；

所述分离盘的中心轴线和所述风轮的中心轴线均与所述筒体的中心轴线平行；

所述分离盘与所述筒体之间设有第一轴承，所述第一轴承的第一外圈与所述筒体固定连接，所述第一轴承的第一内圈与所述分离盘固定连接；

所述风轮与所述筒体之间设有第二轴承，所述第二轴承的第二外圈与所述筒体固定连接，所述第二轴承的第二内圈与所述风轮固定连接；

所述分离盘与所述风轮通过连接轴固定连接；所述连接轴具有第一螺纹部和第二螺纹部，所述第一螺纹部和所述第二螺纹部分别用于与所述分离盘和所述风轮螺接，且所述第一螺纹部的螺纹旋向与所述第二螺纹部的螺纹旋向相反设置；

所述风轮的叶片的横截面呈弧形结构，所述叶片的凹面偏向气流的来流方向。

2.根据权利要求1所述的油气分离装置，其特征在于，所述分离盘包括第一轴套和至少一个盘组件；

所述盘组件包括环形板和多个辐条；

所述第一轴套位于所述环形板的内部，所述环形板沿其周向设有多个第一孔部，所述第一轴套沿其周向设有多个第二孔部；

每个辐条的一端与一个所述第一孔部连接，另一端与一个所述第二孔部连接，所述辐条的延伸方向与所述环形板的径向方向之间呈设定角度，且各所述辐条相对所述环形板径向方向的倾斜方向相同。

3.根据权利要求2所述的油气分离装置，其特征在于，所述第一轴套和所述环形板同心设置，且所述辐条的延伸方向为所述第一轴套外周壁的切线方向。

4.根据权利要求3所述的油气分离装置，其特征在于，所述分离盘包括两个以上的所述盘组件，各所述盘组件沿所述第一轴套的中心轴线所在方向间隔排布。

5.根据权利要求1所述的油气分离装置，其特征在于，所述风轮包括第二轴套和多个叶片，所述叶片的一端与所述第二轴套固定连接，所述叶片的另一端扭转设定角度后与所述第二轴承的第二内圈固定连接，各所述叶片的扭转方向相同。

6.根据权利要求1所述的油气分离装置，其特征在于，各所述叶片的扭转角度为30°～60°；和/或，各所述叶片的扭转角度相同。

7.根据权利要求1-6任一项所述的油气分离装置，其特征在于，所述分离盘的中心轴线和所述风轮的中心轴线均与所述筒体的中心轴线重合。

8.根据权利要求1-6任一项所述的油气分离装置，其特征在于，所述分离盘靠近所述筒体的进口设置，所述风轮靠近所述筒体的出口设置。

9.雾化试验台排风系统，包括通风管道和风机，所述风机设于所述通风管道的出口端；其特征在于，还包括如权利要求1-8任一项所述的油气分离装置，所述筒体串联接入所述通风管道，且所述筒体位于所述风机的上游。