CN116507396A - 用于液体循环空气和沉淀物分离装置的聚结介质 - Google Patents

Abstract

聚结去除分离器包括分离器罐和聚结介质。分离器罐具有接收流动通过HVAC系统的具有夹带气体和固体颗粒的流体的分离器输入，具有在分离器罐内侧形成容积/腔室以处理流体的罐壁，并且具有提供经处理的流体的分离器输出，该经处理的流体已去除夹带气体和固体颗粒中的至少一些、大部分或实质上全部。聚结介质被布置在分离器罐的容积/腔室中，具有实质上填充分离器罐的容积/腔室的一系列竖直排列的波纹状穿孔片，并且从流体中去除夹带气体和固体颗粒中的至少一些、大部分或实质上全部。

Description

用于液体循环空气和沉淀物分离装置的聚结介质

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年11月4日提交的序列号为63/109，472的临时专利申请的权益，该临时专利申请的全部内容在此通过引用并入于此。

本发明的背景技术

技术领域

本发明涉及一种聚结介质，并且更具体地涉及一种用于液体循环空气和沉积物分离装置的聚结介质。

相关技术的简要描述

聚结去除分离器是通常安装在循环HVAC系统上以从流动通过系统的流体中去除夹带气体(例如空气)和固体颗粒(例如氧化铁)的装置。截留在液体循环系统中的气体导致潜在的有害腐蚀。固体颗粒聚集成沉积物，沉积物能够污染泵或阀中的移动部件并且损坏系统中的传感器。

聚结去除分离器通过使系统流体进入罐中、通过聚结介质并返回系统而工作。使流体通过聚结介质的动作使得夹带气体和颗粒能够从系统中去除。聚结介质破坏流体流动并减慢流体速度，这允许气泡从溶液中出来，并通过它们的自然浮力漂浮到分离器罐的顶部以排出系统。同样地，流体速度的降低允许流体中的固体(其比系统流体更重)从溶液中出来并下降到罐的底部，随后通过排放动作去除。排放动作包括打开位于去除分离器罐底部的通向大气的阀，利用大气压力和分离器罐内侧的系统压力之间的差，迫使在溶液通过聚结介质时从溶液中出来的固体污染物排出。聚结介质还提供用于溶解的气体和固体在周围收集或聚结的表面。当更多的溶解气体或固体通过介质包时，分子将继续聚结，直到它们有足够的浮力漂浮到顶部或有足够的重量下落到底部。

上述已知装置的缺点：

当前聚结去除分离器介质的一个问题是它们显著地增加了单元的压降，这可能不利地影响整个系统的效率。另一个问题是由于它们的设计，它们不能有效地去除气体或固体。

鉴于上述内容，在工业中需要一种用于液体循环空气和沉积物分离装置的更好的聚结介质。

发明内容

本发明提供了一种新的和独特的聚结分离器介质，其改进了横跨分离器的压降特性，同时改进了装置更有效地从系统流体中去除气体和固体的能力。例如，该介质由一系列竖直排列的波纹状穿孔片组成，一系列竖直排列的波纹状穿孔片例如由不锈钢制成，其布置成使得它们填充分离器罐容积的大部分。在一个波纹的峰部(peak)组装在另一个波纹的顶部(crest)上的情况下波纹片被彼此组装，其中。波纹也可以峰部至峰部和顶部至顶部被组装。穿孔和波纹板具有58％或更大的开口面积，以促进改善压降特性。

流动通过波纹状介质的流体与穿孔材料的表面接触以减慢流体速度，使得夹带气体和固体从溶液中出来并相应地上升或下降。波纹片介质的穿孔提供多个表面以用于使溶解的气体和固体在周围聚结。

聚结介质的竖直排列的波纹用于两个目的。

首先，成角度的波纹引导流体通过聚结介质，在那里可能发生最大的表面接触。同样，当流体已经完成其通过聚结介质时，成角度的波纹将流体引导到排出喷嘴以离开分离器，并且允许压降恢复。与不同的设计相比，这些运动有助于减小聚结分离器的总压降。

第二，竖直排列的波纹是刚性的，并且抵抗聚结介质在其工作寿命过程中受到的压缩力。它们还抵抗任何旋转。

波纹聚结分离器介质通过顶部的罐头和底部的至少一个保持杆被保持在分离器罐内。这提供了足够的开口面积以允许气泡上升到分离器的顶部并且固体下降到底部。具体实施例

根据一些实施例，本发明可以采取以具有分离器罐和聚结介质的组合的聚结去除分离器为特征的装置的形式。

分离器罐具有被配置为接收流动通过系统的具有夹带气体和固体颗粒的流体的分离器输入，分离器罐具有被配置为在分离器罐内侧形成处理流体的容积/腔室的罐壁，并且分离器罐具有被配置为提供经处理的流体的分离器输出，该经处理的流体已去除夹带气体和固体颗粒中的至少一些、大部分或实质上全部。

聚结介质被布置在分离器罐的容积/腔室中，聚结介质具有实质上填充分离器罐的容积/腔室的一系列竖直排列的波纹状穿孔片，并且被配置为从流体中去除夹带气体和固体颗粒中的至少一些、大部分或实质上全部。

该装置还可以包括以下特征中的一个或多个：

一系列竖直排列的波纹状穿孔片可以由金属材料制成，例如不锈钢。

该一系列竖直排列的波纹状穿孔片可以具有峰部和顶部，并且可以在一个波纹的峰部组装到另一个波纹的顶部的情况下被彼此组装。

该一系列竖直排列的波纹状穿孔片可以具有峰部和顶部，并且可以峰部至峰部和顶部至顶部被彼此组装。

该一系列竖直排列的波纹状穿孔片可具有约58％或更大的开口面积，以促进相关联的压降特性。

该一系列竖直排列的波纹状穿孔片可以具有穿孔，该穿孔提供多个表面以用于使溶解的气体和固体在周围聚结。

该一系列竖直排列的波纹状穿孔片可以具有成角度的波纹，其引导流体通过聚结介质，在聚结介质处发生最大的表面接触。

当流体已经完成其通过聚结介质时，成角度的波纹可以将流体引导到分离器输出以离开聚结去除分离器并且允许压降恢复。

该一系列竖直排列的波纹状穿孔片可以具有竖直排列的波纹，该波纹是刚性的并且抵抗聚结介质在分离器罐内受到的压缩力和/或旋转力。

该分离器罐可以包括具有罐头的顶部部分，该罐头被配置为保持该聚结介质的对应的底部部分；以及具有至少一个保持杆的底部部分，该至少一个保持杆被配置为保持聚结介质的对应的顶部部分。

顶部部分和底部部分可以被配置为提供足够的开口面积，以允许气泡上升到分离器罐的顶部，并且固体下降到分离器罐的底部。

该装置是HVAC系统或采用HVAC系统的形式。

附图说明

不一定按比例绘制的附图包括以下附图：

图1是根据本发明一些实施例的具有矩形波纹的聚结介质的透视图。

图2是根据本发明的一些实施例的其中布置有聚结介质的液体循环空气和沉积物分离装置的侧剖视图。

图3是图2所示的液体循环空气和沉积物分离装置沿线3－3的顶部剖视图。

图4是图3所示的液体循环空气和沉积物分离装置的顶部剖视图，示出了当流体通过其中布置有聚结介质的分离器罐时的流体速度矢量Vv。

图5包括图5A和图5B，其中图5A是图2所示的液体循环空气和沉积物分离装置的前侧剖视图，示出了流体速度矢量；图5B是图2所示的液体循环空气和沉积物分离装置的右侧剖视图，示出了流体速度矢量。

图6A是形成图1所示的聚结介质的部分的单个波纹的侧视图。

图6B是图6A所示的单个波纹的俯视图。

图7是根据本发明的一些实施例的具有布置在其中的聚结介质的液体循环空气和沉积物分离装置的图。

图8是根据本发明的一些实施例的与具有六边形波纹的聚结介质相关的流动图。

图9是根据本发明一些实施例的与聚结介质相关的流动图，该聚结介质也具有不同于图8所示的六边形波纹并形成蜂窝构造。

图10包括图10A和图10B，图10A和图10B具有形成蜂窝构造的备选波纹轮廓，其中图10A是根据本发明的一些实施例的具有蜂窝构造的聚结介质的图；并且其中图10B是根据本发明的一些实施例的具有蜂窝构造的聚结介质的图。

图11是根据本发明的一些实施例的具有聚结去除分离器的HVAC系统的框图。

为了一致性，图中相似的部分或部件用相似的参考数字和标记来标记。用于每个元件的每个引线和相关联的参考标号不包括在附图的每个图中，以减少作为整体的附图中的混乱。

具体实施方式

根据一些实施例，本发明可以采用以聚结去除分离器为特征的装置的形式，该聚结去除分离器总体表示为10，其具有分离器罐20和聚结介质30的组合，例如，如图1-图2所示。

分离器罐20具有被配置为接收流动通过具有夹带气体和固体颗粒G/P的系统的流体的分离器输入I，具有被配置为在分离器罐20内形成容积/腔室24以处理流体F的罐壁22，并且具有被配置为提供经处理的流体F的分离器输出O，该经处理的流体F已去除夹带气体和固体颗粒G/P中的至少一些、大部分或实质上全部。

聚结介质30被布置在分离器罐20的容积/腔室24中，具有实质上填充分离器罐20的容积/腔室24的一系列竖直排列的波纹状穿孔片32(见图6A、图6B)，并且被配置为从流体F中去除夹带气体和固体颗粒G/P中的至少一些、大部分或实质上全部。

例如，该装置可以采用具有聚结去除分离器的HVAC系统(图11)的形式。

图1示出了例如根据本发明的一些实施例的具有一系列六(6)个竖直排列的波纹状穿孔片32的聚结介质30。如图6A和图6B所示，每个竖直排列的波纹状穿孔片32在此也称为单个波纹。然而，本发明的范围旨在包括并且设想实施例包括：具有多于或少于六个竖直排列的波纹状穿孔片32的聚结介质30，。在图2中，全部六(6)个竖直排列的波纹状穿孔片32是相同的，例如包括相同的大小、形状和尺寸。

一系列竖直排列的波纹状穿孔片32可以具有峰部32a、顶部32b和其间的表面32c，并且可以在一个波纹的峰部32a组装到另一个波纹的顶部32b的情况下被彼此组装。备选地，具有峰部32a和顶部32b的一系列竖直排列的波纹状穿孔片32可以峰部至峰部和顶部至顶部被彼此组装。换句话说，本发明的范围不旨在限于竖直排列的波纹状穿孔片32的峰部和顶部的任何特定对齐。在图1、图2以及图6A和图6B中，每个竖直排列的波纹状穿孔片32具有三(3)个峰部32a、四(4)个顶部32b以及其间的六(6)个表面32c。(术语“峰部”和“顶部”在本发明的精神内可以互换使用。

一系列竖直排列的波纹状穿孔片32可以具有多个开口或穿孔34，多个开口或穿孔34提供多个表面34a以用于使溶解的气体G和固体或颗粒P在周围聚结。作为示例，并且与图1、图2、图6A、图6B中所示的一致，多个开口或穿孔34可以是圆形开口或穿孔，并且多个表面34a可以是圆形或筒形表面，例如以便均匀地配置在竖直排列的波纹状穿孔片32上。然而，本发明的范围旨在包括并且设想这些实施例包括：多个开口或穿孔34以及在本发明的精神内具有不同类型或种类的形状和表面的多个表面34a，形状和表面例如包括三角形形状和表面、矩形形状和表面、正方形形状和表面、六边形形状和表面等。换言之，本发明的范围不旨在限于开口或穿孔34及其相关联的表面34a的形状。例如，在一种类型的应用中，多个开口或穿孔34可以具有一种形状和表面，而在另一种应用中，多个开口或穿孔34可以具有另一种形状和表面，如本领域技术人员将理解的。

此外，作为另外的示例，并且与图1、图2、图6A、图6B中所示的一致，多个开口或穿孔34可以被配置或定尺寸为具有相同的大小，例如以便均匀地分布在竖直排列的波纹状穿孔片32上。然而，在本发明的精神内，本发明的范围旨在包括具有不同大小的多个开口或穿孔34，并且可以设想包括具有不同尺寸的多个开口或穿孔34的实施例。此外，本发明的范围不旨在限于多个开口或穿孔34的大小，例如，如本领域技术人员将理解的，多个开口或穿孔34可以被配置或定尺寸为具有基于特定应用的特定大小。例如，在一种类型的应用中，多个开口或穿孔34可以具有一种尺寸或尺度，而在另一种应用中，多个开口或穿孔34可以具有彼此不同的大小或尺寸。

此外，作为又一示例，并且与图1、图2、图6A、图6B中所示的一致，多个开口或穿孔34可以相对于彼此被配置、定尺寸或间隔开，其间具有相同的距离，例如以便均匀地分布在竖直排列的波纹状穿孔片32上。然而，在本发明的精神内，本发明的范围旨在包括并且可以设想实施例包括：在其间具有不同距离的多个开口或穿孔34。此外，本发明的范围不旨在限于多个开口或穿孔34之间的任何特定距离，例如，根据本领域技术人员将理解的特定应用，多个开口或穿孔34可以被配置或定尺寸为其间具有特定距离。例如，在一种类型的应用中，多个开口或穿孔34可以在其间具有一个距离，而在另一种应用中，多个开口或穿孔34可以在其间具有彼此不同的距离。

一系列竖直排列的波纹状穿孔片32可以具有成角度的波纹，其引导流体通过聚结介质30，在聚结介质30处发生最大的表面接触。作为示例，并且与图1、图2、图6A和图6B中所示的一致，竖直排列的波纹状穿孔片32具有90°角(即直角)的成角度的波纹。当流体已经完成其通过聚结介质30时，成角度的波纹可以将流体引导到分离器输出O以离开聚结去除分离器10并且允许压降恢复。然而，本发明的范围旨在包括并且设想实施例包括：在本发明的精神内的具有不同角度的成角度的波纹。例如，本发明的范围旨在包括并且设想实施例包括，成角度的波纹大于或小于90°，例如，以便基于本领域技术人员将理解的特定应用而被配置或定尺寸为具有特定成角度的波纹。例如，在一种类型的应用中，成角度的波纹可以具有一个角度，而在另一种应用中，成角度的波纹可以具有彼此不同的角度。此外，作为另一示例，图9示出了聚结介质，其具有角度大于90°的竖直排列的波纹状穿孔片，从而形成例如角度为约120°的蜂窝构造。

一系列竖直排列的波纹状穿孔片32可以具有竖直排列的波纹，该波纹是刚性的并且抵抗聚结介质30在分离器罐20内受到的压缩力和/或旋转力。例如，一系列竖直排列的波纹状穿孔片32可以由金属材料制成，例如不锈钢。然而，本发明的范围旨在包括并且设想实施例包括：由其它类型或种类的材料制成的一系列竖直排列的波纹状穿孔片32，例如，其它类型或种类的材料包括在本发明的精神内的其它金属或非金属材料。例如，在一种类型的应用中，一系列竖直排列的波纹状穿孔片32可以由一种类型的材料制成，而在另一种应用中，一系列竖直排列的波纹状穿孔片32可以由彼此不同的材料制成，例如，如本领域技术人员所理解的。

分离器罐20可以包括具有罐头26a的顶部部分26，罐头26a被配置为保持聚结介质30的对应顶部部分36；以及具有至少一个保持杆28a的底部部分28，该至少一个保持杆被配置为保持聚结介质30的对应的底部部分38。

例如，取决于应用，至少一个保持杆28a可以包括两个或更多个保持杆28a。例如，在一种应用中，一个保持杆28可被配置为保持聚结介质30的对应的底部部分38，而在另一种应用中，两个或更多个保持杆28可以被配置为保持聚结介质30的对应的底部部分38。本发明的范围不限于用于保持聚结介质30的对应的底部部分38的保持杆的数目。

顶部部分26和底部部分28可以被配置为提供足够的开口面积，以允许气泡G上升到分离器罐20的顶部，并且固体或颗粒P下降到分离器罐20的底部。在图2中，分离器罐20还可以包括被配置或形成在顶部部分26中的通气口V，用于从分离器罐20提供气泡G，并且可以包括被配置或形成在底部部分28中的排放口BD，用于从分离器罐20提供固体或颗粒P。

例如，一系列竖直排列的波纹状穿孔片32可以具有约58％或更大的开口面积，以促进相关的压降特性。开口区域可以由开口50(图1)配置或形成，该开口50被配置或形成在一系列六个竖直排列的波纹状穿孔片32之间。图1包括指向十三(13)个开口中的五(5)个开口的箭头，所述开口被配置或形成在一系列六个竖直排列的波纹状穿孔片32之间。

图7

图7示出了根据本发明的一些实施例的液体循环空气和沉积物分离装置10'，其具有其中布置有聚结介质30'的分离器罐20'。在图7中，聚结介质30'具有八(8)个竖直排列的波纹状穿孔片32'，每个波纹状穿孔片具有四(4)个峰部32a'、五(5)个顶部32b'以及其间的八(8)个表面32c'。

图8

图8示出了根据本发明的一些实施例的分离器罐20"，该分离器罐20"具有以六边形波纹布置在其中的聚结介质30"。在图8中，聚结介质30'具有十一(11)个竖直排列的波纹状穿孔片32"，每个波纹状穿孔片具有对应的峰部32a"、顶部32b"和其间的表面32c"，它们被配置为具有峰部-峰部和顶部-顶部组装的蜂窝构造。

本发明的范围

本文详细示出和描述的实施例仅以示例的方式提供；并且本发明的范围不旨在限于本文所包括的这些部件或元件的具体构造、尺寸和/或设计细节。换句话说，本领域的技术人员将理解，可以对这些实施例进行设计改变，并且使得所得到的实施例不同于这里公开的实施例，但是仍然在本发明的总体精神内。

应当理解，除非在此另外说明，关于在此的特定实施例描述的任何特征、特性、替代或修改也可以与在此描述的任何其他实施例一起应用、使用或结合。

尽管已经参照本发明的示例性实施例描述和示出了本发明，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中和其上进行前述和各种其它添加和省略。

Claims (12)

1.一种装置，包括：

聚结去除分离器，所述聚结去除分离器包括：

分离器罐，所述分离器罐具有分离器输入，所述分离器输入被配置为接收流动通过系统的流体，所述液体具有夹带气体和固体颗粒，所述分离器罐具有罐壁，所述罐壁被配置为在所述分离器罐内侧形成容积/腔室以处理所述流体，并且所述分离器罐具有分离器输出，所述分离器输出被配置为提供经处理的流体，经处理的所述流体已去除所述夹带气体和固体颗粒中的至少一些、大部分或实质上全部；以及

聚结介质，所述聚结介质被布置在所述分离器罐的所述容积/腔室中，所述聚结介质具有一系列竖直排列的波纹状穿孔片，所述一系列竖直排列的波纹状穿孔片实质上填充所述分离器罐的所述容积/腔室，并且被配置为从所述流体中去除所述夹带气体和固体颗粒中的至少一些、大部分或实质上全部。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述一系列竖直排列的波纹状穿孔片由不锈钢制成。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述一系列竖直排列的波纹状穿孔片具有峰部和顶部，并且在一个波纹的峰部被组装到另一个波纹的顶部的情况下被彼此组装。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述一系列竖直排列的波纹状穿孔片具有峰部和顶部，并且峰部至峰部和顶部至顶部被彼此组装。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述一系列竖直排列的波纹状穿孔片具有约58％或更大的开口面积，以促进相关联的压降特性。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述一系列竖直排列的波纹状穿孔片具有穿孔，所述穿孔提供多个表面，以用于使溶解的气体和固体在周围聚结。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述一系列竖直排列的波纹状穿孔片具有成角度的波纹，所述成角度的波纹引导所述流体通过所述聚结介质，在所述聚结介质处发生最大的表面接触。

8.根据权利要求7所述的装置，其中当所述流体已经完成其通过所述聚结介质时，所述成角度的波纹将所述流体引导至所述分离器输出，以离开所述聚结去除分离器并且允许压降恢复。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述一系列竖直排列的波纹状穿孔片具有竖直排列的波纹，所述竖直排列的波纹是刚性的并且抵抗所述聚结介质在所述分离器罐内受到的压缩力和/或旋转力。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述分离器罐包括：

具有罐头的顶部部分，所述罐头被配置为保持所述聚结介质的对应的顶部部分；以及

具有至少一个保持杆的底部部分，所述至少一个保持杆被配置为保持所述聚结介质的对应的底部部分。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述顶部部分和所述底部部分被配置为提供足够的开口面积，以允许气泡上升到所述分离器罐的顶部并且固体下降到所述分离器罐的底部。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置是HVAC系统或采用HVAC系统的形式。