CN116651103A - 一种高效过滤层及其气液分离过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效过滤层及其气液分离过滤装置，涉及气液分离技术领域，高效过滤层包括过滤层本体，过滤层本体为网状结构，且网孔内圈固定有环形体；通过网孔内圈固定的环形体，增加网孔的整体表面积，提高过滤效率；气液分离过滤装置包括框体，框体内部固定有过滤层本体，带有环形体结构的过滤层本体固定在框体中，微小盐雾液滴在过滤层本体表面不断聚结变大，直至从过滤层表面上分离脱落，达到高效脱除盐雾的目的，本发明结构简单，增加网孔的整体表面积，提高了盐雾液滴与过滤层本体的碰撞几率，从而实现高效气液分离；本发明结构简单，解决了传统船用气液分离过滤装置流体阻力较高的问题，从而降低了后端动力系统能耗，延长了使用寿命。

Description

一种高效过滤层及其气液分离过滤装置

技术领域

本发明涉及气液分离技术领域，更具体的说是涉及一种高效过滤层及其气液分离过滤装置。

背景技术

气液分离技术在船舶、化工、汽车等领域广泛应用，提高气液分离效率一直备受关注；尤其在船舶等海洋应用环境下，空气中含有大量的盐雾颗粒，对动力装置、机电设备等的金属结构件造成长期、持续性腐蚀、破坏。

此外，对于船舶动力装置(如燃气轮机、柴油机等)，除了要实现高效除盐雾功能，还需要匹配相应的阻力要求，以免因进气阻力过大导致动力装置输出功率降低。因此，面对恶劣的海洋空气环境，除盐雾、降阻成为一项迫切而首要的任务；但是，提高气液分离效率与降低阻力性能存在矛盾关系，实现气液分离效率高而进气阻力小的目标一直是个难题。

因此，如何提供一种结构简单，能够有效分离盐雾颗粒，提高气液分离效率的过滤装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高效过滤层及其气液分离过滤装置，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效过滤层，包括过滤层本体，所述过滤层本体为网状结构，且所述过滤层本体的每个网孔内圈均固定有环形体。

通过上述技术方案，本发明提供的一种高效过滤层中，通过在过滤层本体的网孔内圈固定的环形体，有效增加网孔的整体表面积，提高了过滤效率。

优选的，在上述一种高效过滤层中，所述过滤层本体的每个网孔内圈两侧分别固定有一个所述环形体，或者所述过滤层本体的每个网孔内圈两侧分别固定有多个所述环形体。内圈的两侧均固定有一个环形体或多个环形体，能够增加网孔的表面积，提高过滤效率。

优选的，在上述一种高效过滤层中，所述环形体为金属丝缠绕打结而成。环形体与网孔一体成型，由金属丝打结而成，结构简单便捷。

优选的，在上述一种高效过滤层中，所述环形体的直径为0.3-0.5mm。

通过上述技术方案，本发明提供的一种气液分离过滤装置中，包括框体，所述框体内部固定有过滤层本体。

通过上述技术方案，本发明提供的一种气液分离过滤装置中，带有环形体结构的过滤层本体固定在框体中，微小盐雾液滴在过滤层本体表面不断聚结变大，直至从过滤成表面上分离脱落，达到高效脱除盐雾的目的，本发明结构简单，增加网孔的整体表面积，提高了盐雾液滴与过滤层本体的碰撞几率，从而实现高效气液分离。

优选的，在上述一种气液分离过滤装置中，所述过滤层本体包括一级过滤层和二级过滤层；所述一级过滤层为多层，每个所述网孔内圈两侧分别固定有一个所述环形体；所述二级过滤层为多层，每个所述网孔内圈两侧分别固定有多个所述环形体；所述一级过滤层和所述二级过滤层依次平铺叠放。一级过滤层和二级过滤层沿进气方向依次平铺叠放固定在框体内，多层的结构设置，能够提高过滤效率；同时环形体的结构设置，能够有效增加整体的接触面积，提高了盐雾液滴与金属丝的碰撞几率，从而实现高效气液分离。

优选的，在上述一种气液分离过滤装置中，所述一级过滤层和所述二级过滤层均为金属丝编织而成的网状结构。利用专用勾针编织设备，将已打结成环形体的金属丝分别进行编织，形成所需的均匀网状结构。

优选的，在上述一种气液分离过滤装置中，所述金属丝表面涂覆有涂层。金属丝网表面涂覆亲水高分子材料，提高了表面润湿性能，更加有利于盐雾液滴的附着和聚结，同时减少了盐雾液滴的二次夹带，提高了气液分离效率。

优选的，在上述一种气液分离过滤装置中，所述一级过滤层的层数为60-85层，所述金属丝丝径为0.08-0.12mm；所述网孔的尺寸为2-3mm；所述二级过滤层的层数为30-45层，所述金属丝丝径为0.14-0.18mm；所述网孔的尺寸为4-6mm。金属丝网由细到粗的梯度结构，使进气中微小盐雾液滴在金属丝表面不断聚结变大，直至从金属丝上分离脱落，达到高效脱除盐雾的目的使得微小盐雾液滴。

优选的，在上述一种气液分离过滤装置中，所述网孔的形状为Ω型。此结构的网孔使得其接触面积较大，有效提高分离效率。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种高效过滤层及其气液分离过滤装置置，具有以下有益效率：

1、本发明通过在网孔两侧设置的一个或多个环形体，能够增加过滤层本体的整体表面积，提高了盐雾液滴与金属丝的碰撞几率，从而实现高效气液分离。

2、本发明通过沿进气方向依次平铺叠放的多层一级过滤层和二级过滤层的结构设置，构成金属丝网由细到粗的梯度结构，使进气中微小盐雾液滴在金属丝表面不断聚结变大，直至从金属丝上分离脱落，达到高效脱除盐雾的目的使得微小盐雾液滴，相比传统单一细丝径结构，流体阻力降低。

3、本发明金属丝表面涂覆的亲水高分子材料涂层，提高了表面润湿性能，更加有利于盐雾液滴的附着和聚结，同时减少了盐雾液滴的二次夹带，提高了气液分离效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的高效气液分离过滤装置的整体结构图；

图2附图为本发明提供的高效气液分离过滤装置的分解图；

图3附图为本发明提供的一级过滤层的的结构示意图；

图4附图为本发明提供的一级过滤层网孔和环形体的结构示意图；

图5附图为本发明提供的二级过滤层的结构示意图；

图6附图为本发明提供的二级过滤层网孔和环形体的结构示意图。

其中：

1-过滤层本体；

11-一级过滤层；12-二级过滤层；

2-网孔；

3-环形体；

4-框体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参见附图3至附图6，本发明实施例公开了一种高效过滤层，包括过滤层本体1，过滤层本体1为网状结构，且过滤层本体1的每个网孔2内圈均固定有环形体3。

为了进一步优化上述技术方案，过滤层本体1的每个网孔2内圈两侧分别固定有一个环形体3；并非仅有内圈的两侧固定有环形体；每间隔一定距离打结而成一个环形体即可；或者过滤层本体1的每个网孔2内圈两侧分别固定有两个或多个环形体3；当网孔内圈两侧分别固定有两个或多个环形体时，两两环形体之间的中心距为0.6mm。

为了进一步优化上述技术方案，环形体3为金属丝缠绕打结而成，金属丝每间隔3-6mm打结而成。

为了进一步优化上述技术方案，环形体3的直径为0.3-0.5mm。

实施例2：

参见附图1-6；本发明实施例公开了一种气液分离过滤装置，包括框体4，框体4内部固定有过滤层本体1。

为了进一步优化上述技术方案，过滤层本体1包括一级过滤层11和二级过滤层12；一级过滤层11为多层，每个网孔2内圈两侧分别固定有一个环形体3；二级过滤层12为多层，每个网孔2内圈两侧分别固定有多个环形体3；一级过滤层11和二级过滤层12依次平铺叠放。本实施例中是在一级过滤成11中网孔2内圈的两侧分别固定有一个环形体3，当然也可根据实际情况在内圈2间隔均布一定数量的环形体；同时本实施例中，在二级过滤层12中网孔2的内圈的两侧分别固定有两个环形体3，当然也可根据实际情况在内圈2上间隔均布两个或多个环形体3；两两环形体3之间的中心距为0.6mm。

为了进一步优化上述技术方案，一级过滤层11和二级过滤层12均为金属丝编织而成的网状结构。

为了进一步优化上述技术方案，过滤层本体编织成网状结构的工艺过程是：一级过滤层使用金属丝每隔3-6mm打结成一个环形体3的结构；二级过滤层使用金属丝每隔3-6mm打结成两个环形体3的结构，两个环形体3之间的中心距为0.6mm；利用专用勾针编织设备，将已打结成环形体结构的金属丝分别进行编织，形成所需的均匀网状结构；将已编织好的带环形体3的一级过滤层和二级过滤层浸渍在亲水高分子材料里，然后取出、烘干；将烘干后一级过滤层和二级过滤成依次平铺叠放，一级过滤层在外，二级过滤层在内，即进气方向先经过一级过滤层，再经过二级过滤层。

为了进一步优化上述技术方案，金属丝表面涂覆有亲水高分子材料涂层。

为了进一步优化上述技术方案，一级过滤层11的层数为60-85层，金属丝丝径为0.08-0.12mm；网孔2的尺寸为2-3mm；二级过滤层12的层数为30-45层，金属丝丝径为0.14-0.18mm；网孔2的尺寸为4-6mm。

为了进一步优化上述技术方案，网孔2的形状为Ω型。

下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。

实施例3：

本实施例的气液分离过滤装置，金属丝网材质为不锈钢316L，一级过滤层11由60层平铺叠放的丝径为0.10mm的金属丝网组成，网孔2尺寸为3mm；一级过滤层11带有0.3mm的环形体3；二级过滤层12由30层平铺叠放的丝径为0.14mm的金属丝网组成，网孔2尺寸为6mm，二级过滤层12带有0.4mm两个环形体3。

实施例4：

其他条件同实施例1，不同的是一级过滤层11由75层平铺叠放的丝径为0.10mm的金属丝网组成，二级过滤层12由35层平铺叠放的丝径为0.14mm的金属丝网组成。

对比例1：

对比例1的气液分离过滤装置，由90层平铺叠放的丝径为0.10mm的金属丝网组成，网孔尺寸为3mm，材质为不锈钢316L。

对比例2：

对比例2的气液分离过滤装置，金属丝网材质为不锈钢316L，一级过滤层由60层平铺叠放的丝径为0.10mm的金属丝网组成，二级过滤层由30层平铺叠放的丝径为0.14mm的金属丝网组成，金属丝均无环形体结构。

对实施例4、实施例5、对比例1、对比例2的气液分离过滤装置进行测试，测试项目为气液分离效率和阻力，风速为3m/s，入口盐雾含量为4.2ppm。测试结果见表1。

表1

	气液分离效率	阻力(Pa)
			实施例3	98.5％	60
实施例4	99.8％	75
			对比例1	92.3％	110
对比例2	94.6％	61

从表1结果不难看出，实施例3和实施例4的气液分离效率明显高于对比例1和对比例2。

实施例3与对比例1相比，金属丝网层数相同，但气液分离效率有明显提高，且阻力降低近50％；这说明本发明所采用的两级梯度结构，在提高气液分离效率的同时，降低了阻力。

实施例4与实施例1相比，在气液分离效率方面有进一步提高，阻力提升仅15Pa；这说明增加层数，效率会进一步提高，同时阻力提升幅度在较小范围。

实施例3与对比例2相比，同样为两级梯度结构，但实施例4气液分离效率明显高于对比例2；这说明，本发明采用的金属丝带环形体结构，有利于进一步提高气液分离效率。

对比例1和对比例2相比，对比例2气液分离效率略高于对比例1，阻力降低近50％；这进一步说明本发明所采用的两级梯度结构，有利于降低阻力，但同时也说明，仅靠两级梯度结构，气液分离效率提高幅度有限，必须采用实施例3和实施例4中的环形体结构，才能明显提升气液分离效率。

本发明的具体实施方式为：

带有较小盐雾液滴的空气以一定速度从一级过滤层11进入，由于液滴的惯性作用，液滴与一级过滤层11的网孔2上的金属丝以及环形体3碰撞并附着在金属丝的表面，形成较大的液滴，大液滴在气流的作用下从金属丝表面脱离，进入二级过滤层12，并附着在二级过滤层12的网孔2上的金属丝以及两个环形体3金属丝表面，聚结成更大液滴，最终从金属丝上分离下落，达到气液分离的目的。本发明解决了传统船用气液分离过滤装置流体阻力较高的问题，从而降低了能耗，延长了过滤装置使用寿命；另外，本发明金属丝网表面涂覆亲水高分子材料，提高了表面润湿性能，更加有利于盐雾液滴的附着和聚结，同时金属丝网网孔2周围设置了环形体3，增加金属丝整体表面积，有利于提高气液分离效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高效过滤层，包括过滤层本体(1)，其特征在于，所述过滤层本体(1)为网状结构，且所述过滤层本体(1)的每个网孔(2)内圈均固定有环形体(3)。

2.根据权利要求1所述的一种高效过滤层，其特征在于，所述过滤层本体(1)的每个网孔(2)内圈两侧分别固定有一个所述环形体(3)，或者所述过滤层本体(1)的每个网孔(2)内圈两侧分别固定有多个所述环形体(3)。

3.根据权利要求1所述的一种高效过滤层，其特征在于，所述环形体(3)为金属丝缠绕打结而成。

4.根据权利要求1所述的一种高效过滤层，其特征在于，所述环形体(3)的直径为0.3-0.5mm。

5.一种气液分离过滤装置，包括框体(4)，其特征在于，所述框体(4)内部固定有权利要求1-4中任一项所述的过滤层本体(1)。

6.根据权利要求5所述的一种气液分离过滤装置，其特征在于，所述过滤层本体(1)包括一级过滤层(11)和二级过滤层(12)；所述一级过滤层(11)为多层，每个所述网孔(2)内圈两侧分别固定有一个所述环形体(3)；所述二级过滤层(12)为多层，每个所述网孔(2)内圈两侧分别固定有多个所述环形体(3)；所述一级过滤层(11)和所述二级过滤层(12)依次平铺叠放。

7.根据权利要求6所述的一种气液分离过滤装置，其特征在于，所述一级过滤层(11)和所述二级过滤层(12)均为金属丝编织而成的网状结构。

8.根据权利要求7所述的一种气液分离过滤装置，其特征在于，所述金属丝表面涂覆有涂层。

9.根据权利要求7所述的一种气液分离过滤装置，其特征在于，所述一级过滤层(11)的层数为60-85层，所述金属丝丝径为0.08-0.12mm；所述网孔(2)的尺寸为2-3mm；所述二级过滤层(12)的层数为30-45层，所述金属丝丝径为0.14-0.18mm；所述网孔(2)的尺寸为4-6mm。

10.根据权利要求8所述的一种气液分离过滤装置，其特征在于，所述网孔(2)的形状为Ω型。