CN1439448A

CN1439448A - 用于压缩空气的气液分离方法及装置

Info

Publication number: CN1439448A
Application number: CN 02103942
Authority: CN
Inventors: 孙永勇; 陈全钦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-09-03

Abstract

一种用于压缩空气的气液分离方法及装置，该方法是使空气压缩机所输出的空气借由输送管输出并通过冷却桶中的冷却管，冷却管管径大于输送管，使高压空气由小空间进入大空间而形成释压现象，让空气因释压降温，而使水蒸汽压力接近饱和蒸汽压；再将已冷却的高压空气经由输送管输送至气液分离桶中，使高压空气再度因释压而降至露点温度，让高压空气所含的水蒸汽凝结，且凝结出的水分落至气液分离桶底部而与空气分离，以产生不含水分的空气。该装置包括至少一冷却桶，且具有入口及出口，该入口与一输送高压空气的输送管连接，且冷却桶内设有一管径大于输送管的冷却管；一密闭的气液分离桶。本发明达到优良的气液分离效果。

Description

用于压缩空气的气液分离方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于压缩空气的气液分离方法及装置。

背景技术

一般工厂在作业线上使用气动工具时，通常是将高压空气注入气动工具供使用。但是高压空气在高热的情况下，很容易产生水分，而若注入气动工具的空气含有水分，那么这些水分很容易残留在气动工具中，导致气动工具的内部零件生锈，甚至影响气动工具的品质及运作效果。

因此，先使高压空气流经一气冷式干燥机，借助该气冷式干燥机的冷却除湿效果去除空气中的水分，再将已除水的空气喷入欲使用的气动工具，以避免气动工具受到空气所含的水分影响而受损，并提高其使用寿命。

然而，由于气冷式干燥机需要较多的电力供其运转故较耗电，再加上气冷式干燥机本身售价就高，而增加许多花费。

再者，气冷式干燥机一旦出现故障，需花时间维修且无法使用，进而影响到整个生产线上的作业程序。

发明内容

为了克服现有的使高压空气流经气冷气干燥机去除空气中水分存在的上述缺点，本发明提供一种用于压缩空气的气液分离方法及装置，该方法是利用水冷及空气因释压所形成的自然降温现象方式来冷却高压空气而不需消耗电力，且避免现有技术中一旦气冷式干燥机出现故障，即无法进行气液分离的情形，其借由增加冷却管管径，使高压空气由小空间进入大空间，进而形成释压现象，让空气因释压而降温，且增加高压空气在冷却桶中的停留时间，再加上冷却液的冷却效果，这样在多重作用的下提高冷却桶的冷凝功效，当高压空气进入气液分离桶中时，会因压力降低至露点温度，使大量水蒸汽凝结，而达到优良的气液分离效果。

本发明解决其技术问题所采用的用于压缩空气的气液分离方法是：

一种用于压缩空气的气液分离方法，其特征在于，该方法是：使高压空气经由一输送管的输送而通过至少一冷却桶中的冷却管以进行冷却，该冷却桶内储有冷却液且冷却管管径大于输送管管径，使高压空气由小空间进入大空间，而形成释压现象，空气因释压而降温；将所述通过冷却桶的高压空气输送至一气液分离桶中，使高压空气温度降约为露点温度，以让水蒸汽凝结成液态水而落至气液分离桶底部，以产生不含水分的空气。

前述的用于压缩空气的气液分离方法，其中冷却液是常温水。

本发明解决其技术问题所采用的用于压缩空气的气液分离装置是：

一种用于压缩空气的气液分离装置，其特征在于，其包括：至少一盛装有冷却液的冷却桶，且具有一入口及一出口，该入口与一输送高压空气的输送管连接，且冷却桶内设有一管径大于输送管的冷却管，该冷却管两端分别连接入口及出口，高压空气通过冷却管时，借由冷却作用使其水蒸汽压力接近饱和蒸汽压；一密闭的气液分离桶，其具有一进气口、一位置高于进气口的出气口及一水液泄放阀，该水液泄放阀设在气液分离桶底部以排放冷凝水，该进气口与冷却桶的出口间连接有另一输送管，高压空气通过冷却桶经由输送管及进气口进入气液分离桶后，会因释压而使温度降至水的露点附近，使高压空气中所含的水蒸汽冷凝并沉积在气液分离桶底部，而其余不含水分的空气则可经由出气口输出。

前述的用于压缩空气的气液分离装置，其中另一输送管插入气液分离桶进气口的一端为封闭状，且靠近该端的管壁上具有多个径向通孔。

前述的用于压缩空气的气液分离装置，其中冷却桶及气液分离桶皆为横置，而入口及出口则分别设于冷却桶两端，且该冷却桶除入、出口之外皆为封闭，冷却桶具有一供注入冷却液的注水口，气液分离桶则置于冷却桶上方。

前述的用于压缩空气的气液分离装置，其中冷却桶及气液分离桶是直立并列，该气液分离桶的进气口位于该气液分离桶的底部，而出气口则位于气液分离桶的上半部。

前述的用于压缩空气的气液分离装置，其中气液分离桶对应该另一输送管穿入进气口的一端设有一阻挡装置，该阻挡装置包含一盖及一网，该盖具有一内凹的凹面，该盖是以凹面朝向输送管末端设置，该网则设在盖远离输送管末端的一侧，高压空气从该另一输送管末端流出时，会撞到凹面，使水蒸汽在凹面上凝结成水并顺着凹面流下以积在分离桶底部，而其余不含水分的气体则通过网而从出气口离开。

前述的用于压缩空气的气液分离装置，其中水液泄放阀设有一浮球，当气液分离桶底部的水累积至一定深度时，浮球便会浮起，而连带打开该水液泄放阀以排水。

前述的用于压缩空气的气液分离装置，其中气液分离桶在网靠近该出气口的一侧设有至少一过滤油雾的滤网。

本发明的有益效果是，本发明是利用水冷及空气因释压所形成的自然降温现象方式来冷却高压空气而不需消耗电力，且避免现有技术中一旦气冷式干燥机出现故障，即无法进行气液分离的情形，其借由增加冷却管管径，使高压空气由小空间进入大空间，进而形成释压现象，让空气因释压而降温，且增加高压空气在冷却桶中的停留时间，再加上冷却液的冷却效果，这样在多重作用的下提高冷却桶的冷凝功效，当高压空气进入气液分离桶中时，会因压力降低至露点温度，使大量水蒸汽凝结，而达到优良的气液分离效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明气液分离装置及程序的示意图。

图2是本发明的第二实施例。

具体实施方式

请参阅图1，本发明所使用的气液分离装置实施例包括一密闭的冷却桶6及一密闭的气液分离桶7，该冷却桶及气液分离桶是呈横置状，且气液分离桶7是置于冷却桶6上侧。

冷却桶6顶部具有一注水口63，供冷却液经由此注水口注入冷却桶中，本实施例中，冷却液是采用常温水。冷却桶两端分别具有一入口61及一出口62，该入口61借助一输送管2与空气压缩机(图中未示)连接，冷却桶6内的入口61及出口62之间连接有一较输送管径大且直线延伸的冷却管8。

气液分离桶7的一端具有一进气口71，且分离桶7顶部具有一出气口72，底部具有一出水口74，分离桶对应出水口设有一水液泄放阀73。该进气口71与冷却桶的出口62间亦以一与上述输送管相同的输送管10连接，该输送管插入气液分离桶的一端101是封闭状，且靠近该端101的管壁上具有多个径向通孔102。

当空气压缩机所输出的高压高温空气借由输送管2输出并通过冷却桶6中的冷却管8时，由于冷却桶中储有冷却液C，故当较高温的高压空气流经冷却桶时，会与冷却液C产生热交换作用，而使高压空气中的水分被冷凝。

尤其重要的是，因高压空气是从输送管2进入直径较大的冷却管8，使高压空气由小空间进入大空间，进而形成释压现象，进一步让空气因释压而降温，使高压空气能确实地被冷凝，让空气中所含的水蒸汽压力温度趋近于饱和蒸汽压。

高压空气离开冷却桶6后，则经由输送管10流入气液分离桶7中。当高压空气进入进气口71后，会从各穿孔102喷出并碰撞气液分离桶7内壁，由于分离桶7内的空间较输送管2管径大许多，因此，高压空气的压力会再降低而让温度下降至水的露点温度，使水蒸汽冷凝并产生大量的液态水。

由于出水口74是设于气液分离桶7底部，且出气口72位于分离桶7顶部，而液态水比重较其余气体大，因此，上述冷凝所产生的液态水W，会自然地落到气液分离桶7底部，而从出水口74、水液泄放阀73释出；不含水分的其余气体则从分离桶7顶部的出气口72离开，供气动工具使用。

从上述说明可知，由于本发明冷却桶6中存储有比高压空气温度低的冷却液，故能对高压空气进行冷却，再加上冷却管8的管径大于输送管2管径，因此增加了冷却管8内部空间。由于本发明的气液分离装置属于空压系统，故，冷却管管径增大，即形成释压现象，进而使高压空气因释压而降温，且减缓高压空气的流速而增加高压空气在冷却桶中的停留时间，在如此多重作用的下，提高了冷却桶6的冷却功效，使水蒸汽压力趋近于饱和蒸汽压。

而高压空气经由冷却桶确实冷凝后，因其水蒸汽压力已趋近于饱和蒸汽压，所以，只要温度再稍微下降而达到水的露点温度(即高压空气进入气液分离桶后)，便能让高压空气中所含的水蒸汽有效地凝结成水。

由于本发明的气液分离方法，是利用常温的冷却液与较高温的高压空气间的热交换作用，以及当高压空气释压时所形成的自然降温现象，再加上水蒸汽达到露点温度时的自然凝结而达到冷凝水分的效果，因此，不需消耗额外的电力，节省气液分离费用，并达到环保功效。

再者，因本发明是利用装有冷却液C的冷却桶6、气液分离桶7以及输送管2、10来达到气液分离目的，该冷却液可利用常温的自来水，故节省许多设备成本，且不会出现现有技术中由于气冷式干燥机发生故障，而影响整个生产线的缺点。

另外，本发明借由将输送管10插入气液分离桶进气口71的一端101封闭且并设有多个径向通孔102，让高压空气能够分散地从各穿孔102排出而碰撞到分离桶内壁，以避免高压空气从输送管末端101排出后便直接从出气口72离开，而没有确实冷凝的情形。

综上所述，本发明借由增加冷却管的管径，而使冷却管内部形成释压现象，进而使高压空气降温，且增加高压空气在冷却桶中的停留时间，再加上冷却液的冷却效果，如此多重作用下，提高冷却桶的冷却功效，让高压空气能被确实降温而使其所含的水蒸汽压力趋于饱和蒸汽压。因此，当高压空气进入气液分离桶中时，会因压力降低至露点温度，使大量水蒸汽凝结，达到优良的气液分离效果，并消除现有技术的气冷式压缩机易耗电及发生故障的问题，大大提高功效。

当然，本发明仍存在许多例子，其间仅细节上的变化。请参阅图2，其是本发明的第二实施例，其中，该冷却桶31及气液分离桶32是呈直立并列状。气液分离桶32的进气口321位于其底部，该进气口321与冷却桶31的出口312之间连接有一输送管4，出气口325位于气液分离桶上半部。

气液分离桶内对应输送管4穿入进气口321的一端41设有一阻挡装置，该阻挡装置包括一盖51及一网53，该盖具有一内凹的锯齿状凹面511，该盖是以凹面511朝向输送管末端41的型态设置，而网53则设在盖远离输送管末端的一侧并横置于盖的上方，而分离桶32在网53靠近出气口325的一侧设有多个滤网。

气液分离桶32内对应其出水口322设有一水液泄放阀323，该泄放阀设有一浮球324，当分离桶32底部的冷凝水累积至一定深度时，浮球便会浮起，而连带打开泄放阀323让水从出水口322流出。

当高压空气从输送管末端41流出时，会撞到锯齿状凹面511，使水蒸汽在凹面上凝结成水并顺着凹面511流下以积在分离桶32底部，而其余不含水分的气体则经由盖与分离桶内壁间的空隙上升，并通过网而从出气口325离开。

由于空气压缩机所输出的高压空气包括许多油雾，因此，本发明借由在网53靠近出气口325设有滤网54，因此不含水的空气通过滤网时，便能将油雾过滤掉。

Claims

1、一种用于压缩空气的气液分离方法，其特征在于，该方法是：

使高压空气经由一输送管的输送而通过至少一冷却桶中的冷却管以进行冷却，该冷却桶内储有冷却液且冷却管管径大于输送管管径，使高压空气由小空间进入大空间，而形成释压现象，空气因释压而降温；

将所述通过冷却桶的高压空气输送至一气液分离桶中，使高压空气温度降约为露点温度，以让水蒸汽凝结成液态水而落至气液分离桶底部，以产生不含水分的空气。

2、根据权利要求1所述的用于压缩空气的气液分离方法，其特征在于所述冷却液是常温水。

3、一种如权利要求1所述的用于压缩空气的气液分离装置，其特征在于，其包括：至少一盛装有冷却液的冷却桶，且具有一入口及一出口，该入口与一输送高压空气的输送管连接，且冷却桶内设有一管径大于输送管的冷却管，该冷却管两端分别连接入口及出口；一密闭的气液分离桶，其具有一进气口、一位置高于进气口的出气口及一水液泄放阀，该水液泄放阀设在气液分离桶底部，该进气口与冷却桶的出口间连接有另一输送管。

4、根据权利要求3所述的用于压缩空气的气液分离装置，其特征在于所述另一输送管插入气液分离桶进气口的一端为封闭状，且靠近该端的管壁上具有多个径向通孔。

5、根据权利要求3所述的用于压缩空气的气液分离装置，其特征在于所述冷却桶及气液分离桶皆为横置，而入口及出口则分别设于冷却桶两端，且该冷却桶除入、出口之外皆为封闭，冷却桶具有一供注入冷却液的注水口，气液分离桶则置于冷却桶上方。

6、根据权利要求3所述的用于压缩空气的气液分离装置，其特征在于所述冷却桶及气液分离桶是直立并列，该气液分离桶的进气口位于该气液分离桶的底部，而出气口则位于气液分离桶的上半部。

7、根据权利要求3所述的用于压缩空气的气液分离装置，其特征在于所述气液分离桶对应该另一输送管穿入进气口的一端设有一阻挡装置，该阻挡装置包含一盖及一网，该盖具有一内凹的凹面，该盖是以凹面朝向输送管末端设置，该网则设在盖远离输送管末端的一侧。

8、根据权利要求3所述的用于压缩空气的气液分离装置，其特征在于所述水液泄放阀设有一浮球。

9、根据权利要求3所述的用于压缩空气的气液分离装置，其特征在于所述气液分离桶在网靠近该出气口的一侧设有至少一过滤油雾的滤网。