CN208934878U - 一种压缩机中的高效冷却分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种压缩机中的高效冷却分离器，包括设备筒体和设于设备筒体内的冷却器组件，所述设备筒体的下端设有下封头，其侧壁分别设有进气口和出气口，所述设备筒体与冷却器组件之间分别设有位于上部的上分离内件和位于下部的下分离内件，所述上分离内件的上部设有折流板除沫器组件，所述出气口的前端设有丝网除沫器组件。与现有技术相比，本实用新型结构紧凑，占地面积小，冷却和分离两个功能合二为一，分离效果好。

Description

一种压缩机中的高效冷却分离器

技术领域

本实用新型涉及一种冷却分离器，具体涉及一种压缩机中的高效冷却分离器。

背景技术

工艺气体压缩机装置已广泛应用于石化、煤化工、环保等领域，其中撬装式压缩机所占的比重也越来越大。以前散装的中小型工艺压缩机如今都设计成为撬装式压缩机，撬装式压缩机主要考虑运输的限制，对其外形尺寸控制要求严格，尤其对各个辅助设备外形尺寸更是提出了较高的要求。作为压缩机重要的配套设备，气液分离器和冷却器在以前中小型工艺压缩机都是单独设计。对于撬装式压缩机，它们占地面积大，配管不便等等缺点。采用冷却分离组合结构，两种设备合二为一可以很好的解决设备占地面积和配管问题。

设计这种气液冷却分离器时重点考虑两点。第一是冷却组件和分离组件结构；第二是换热效率和分离效率。首先冷却组件中，根据GB/T151-2014中换热器的常用的种类有浮头式换热器、固定管板式换热器、U型管板式换热器等，每种换热器从性能、成本和维护都有所不同。最常用的是固定管板式，其次是U型管板式，再次是浮头式。在换热器中换热管也是影响换热效率重要因素，其常用种类有光管、波纹管、翅片管等，光管相对于其他两种成本最低，波纹管和翅片管传热效率相对光管要高。

其次是分离组件，分离方法有多种，例如离心分离法、重力沉降法、惯性撞击法、过滤法等。每一种分离的方法，都有其设计优缺点及设计结构。现有技术中，分离方法有多种常用的方法，如离心分离法、惯性撞击法、重力沉降法、过滤法等。每一种分离的方法，都有其设计优缺点及设计结构，由于不同的设计从而在性能、成本和维护费用以及运行周期上都有所不同。各种分离方法的原理及其缺点介绍如下：(1)离心分离法的原理是压缩气体高速旋转，液滴等颗粒在离心力的作用下被甩在器壁上，并沿壁面降落而沉积在容器底部，缺点是分离出的液滴会随高速旋转的气流在器壁上旋转而不沉积，并且高速旋转的气流其中心处会形成低压区域(甚至负压区域)，这有可能把已经沉积下的液滴重新卷起，降低分离效率；(2)惯性撞击法的原理是液滴等颗粒随高速压缩气流撞击障碍物，发生转折，使得颗粒和障碍物发生碰撞，并粘附在障碍物上，沿壁面降落而沉积在容器底部，缺点是设备的体积较大，分离折转内件较多，压缩气体的压力降较大，分离效率也很不稳定；(3)重力沉降法的原理是液滴等颗粒在重力作用下，逐渐降落而沉积在容器底部，缺点是重力是固定大小，能分离的颗粒较大，设备体积也较大，外部干扰因素较大，分离效率很低；(4)过滤法的原理是让压缩气体通过过滤装置，使得液滴等颗粒不随气流通过过滤元件而与压缩气体分离，缺点是过滤装置容易堵塞，导致压缩气体的压力降增大。

中国专利CN102698554A公开了一种压缩机装置中的高效气液分离器，该气液分离器包括设备筒体、内筒、带丝网除沫器的分离内芯、螺旋板、进气口、分离内件、上封头及出气口，内筒通过支撑板及隔板同轴套设在设备筒体内，带丝网除沫器的分离内芯设在内筒的顶部，螺旋板设在设备筒体的内壁与内筒外壁之间，进气口设在螺旋板与隔板之间的设备筒体的侧壁上，分离内件设在设备筒体内内筒的下方，上封头通过设备法兰与设备筒体连接，出气口设在上封头上，但该分离器设备占地面大，结构设置不够紧凑。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决中小型撬装式工艺压缩机的要求辅助设备占地面小而提供一种结构设置紧凑、冷却与分离合二为一、冷却和分离效果好的压缩机中的高效冷却分离器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种压缩机中的高效冷却分离器，包括设备筒体和设于设备筒体内的冷却器组件，所述设备筒体的下端设有下封头，其侧壁分别设有进气口和出气口，所述设备筒体与冷却器组件之间分别设有位于上部的上分离内件和位于下部的下分离内件，所述上分离内件的上部设有折流板除沫器组件，所述出气口的前端设有丝网除沫器组件。

所述冷却器组件包括上筒体、下筒体、设于上筒体上端的上连接单元和设于下筒体下端的下连接单元，所述上筒体和下筒体内设有多个折流板和换热管，所述上筒体上端设有气体进口，所述下筒体下端设有气体出口。

所述上连接单元包括管箱筒体、设于管箱筒体内的进水口和出水口，所述进水口和出水口之间设有隔板，所述管箱筒体的上端设有端盖、下端设有设备法兰，所述设备法兰下部设有上管板。

所述下连接单元包括短筒、设于短筒上端的下管板、设于短筒下端的反向法兰及法兰盖，所述下连接单元下端设有穿过下封头的排污管，所述排污管末端设有螺塞。

所述设备筒体内部中间设有隔板，所述进气口和出气口分别位于所述隔板的上下两侧，所述隔板上方设置排污口。

所述进气口采用切向进气，所述冷却器组件下端部设有排污口，所述的设备筒体下端部设有排污口，下封头端部设有排污口。

所述上分离内件和下分离内件采用相同的结构，均包括外筒体、同轴设于外筒体内的内筒体以及设于外筒体与内筒体之间的螺旋板，所述外筒体上部外壁设有挡圈，下部外壁设有挡块，所述内筒体内表面设有密封的橡胶垫。

所述折流板除沫器组件包括外筒体、同轴设于外筒体内的内筒体以及设于外筒体和内筒体之间的折流板除沫器，所述折流板除沫器上下两端均设有内卡圈和外卡圈，所述内筒体内表面设有密封的橡胶垫，所述折流板除沫器组件组装后焊接在设备筒体上端。

所述丝网除沫器组件包括内筒体、通过挡块和压块限位在内筒体内的丝网除沫器，所述内筒体外设有支撑板、排污口和挡圈，所述丝网除沫器组件设置在出气口的变径接管处。

所述设备筒体和下封头处设有液位计，所述设备筒体的侧壁上设有安全阀口、支腿以及检查孔。

本实用新型的工作原理为，压缩气体通过进气口切向进入到该冷却分离器的中，然后进过设备筒体中的上分离内件中的螺旋板螺旋向上流动，进入离心分离阶段，然后气流经过折流板除沫器组件中的折流板除沫器，进入冷却器组件上筒体上端进口，气体自上而下经过折流板，气体冷却后从冷却器组件下筒体下端出口流出，再次气流上升经过设备筒体中的下分离内件中的螺旋板螺旋向上流动，进入离心分离阶段，最后通过变径接管中的丝网除沫器组件中的丝网除沫器，气体从出气口流出。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果：

1、本实用新型在撬装式压缩机中不再单独设置冷却器和分离器，把冷却器和分离器合二为一，减小占地面积，为撬装式压缩机整体结构更为紧凑，从而降低撬装式压缩机的成本。

2、本实用新型通过将进气口设在设备筒体的侧壁的切向方向上，通过进气口的切向布置对气流的旋转方向有导流作用，为提高分离的效果，在进气口的上方设置螺旋板，使气流在离心力的作用产生分离。为克服离心分离出的液滴时液滴夹带的缺点，在螺旋板组件后设置了折流板除沫器，折流板除沫器相对丝网除沫器的优点是处理量大的情况下尺寸小，即气流速度大的情况下设备尺寸可以做小，还有阻力小和防堵功能强，所以把折流板除沫器安装在设备筒体内部，可长期运行而无需维护，从而降低设备的维护成本。

3、该设备在气体从冷却器组件出口出来使热气体变成冷气体，实际气量减少，气体流速降低，在冷却器组件出口侧上段又设置了螺旋板，使冷气体的冷凝液离心分离，为达到更高的分离效果，在出气口的变径接管处设置丝网除沫器，把丝网除沫器设置在出气口，便于检修。

4、该设备采用多种不同的分离方法，并充分克服各自的缺点，以提升气液分离器的分离效果和性价比，可分离去除大于3～5μm的颗粒，分离效率可达到99.5％以上。

5、该设备中冷却器组件中折流板采用盘环形，相对弓形折流板，气流平稳，压降低，换热管采用外翅管式，增大换热效率，以降低换热面积，从而降低该设备的总高度，以更好的满足撬装式压缩机在运输时对高度的严格要求。

6、该设备把冷却器和分离器的功能合二为一，在制造的总成本上有所降低，从而减少两种设备的总体积、重量和占地面积，节约了成本，提高了性价比。

7、该设备除了可以适用于撬装式压缩机，还适用于对设备占地面积要求高的中大型压缩机，可到达节约土地成本的目的。

附图说明

图1为本实用新型的冷却分离器的主视结构示意图；

图2为本实用新型的冷却分离器的俯视结构示意图；

图3为本冷却器组件的主视结构示意图；

图4为上分离内件的主视结构示意图；

图5为下分离内件的主视结构示意图；

图6为折流板除沫器组件的主视结构示意图；

图7为丝网除沫器组件的主视结构示意图；

图8为压缩气体在本实用新型冷却分离器中的运动示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

一种压缩机中的高效冷却分离器，如图1、2，包括设备筒体4和设于设备筒体4内的冷却器组件1，设备筒体4的下端设有下封头13，其侧壁分别设有进气口19和出气口7，设备筒体4与冷却器组件1之间分别设有位于上部的上分离内件3和位于下部的下分离内件8，上分离内件3的上部设有折流板除沫器组件2，出气口7的前端设有丝网除沫器组件6。设备筒体4内部中间设有隔板5，进气口19和出气口7分别位于隔板5的上下两侧，隔板5上方设置排污口9。进气口19采用切向进气，冷却器组件1下端部设有排污口11，设备筒体4下端部设有排污口10，下封头13端部设有排污口12。设备筒体4和下封头13处设有液位计15，设备筒体4的侧壁上设有安全阀口18、支腿14以及检查孔16、20。冷却器组件1与设备筒体4上端部的反向法兰21采用螺栓连接，以便于更换维护冷却器组件。

如图3，冷却器组件1包括上筒体118、下筒体121、设于上筒体118上端的上连接单元和设于下筒体121下端的下连接单元，上筒体118和下筒体121内设有多个折流板119和换热管120，换热管采用翅片管，提高传热效率，减少冷却器组件的长度，以便降低冷却分离器的总高度，更好的满足撬装式压缩机的高度要求，折流板119采用盘环式，以降低压力损。上筒体118上端设有气体进口，下筒体121下端设有气体出口。其中，上连接单元包括管箱筒体115、设于管箱筒体115内的进水口112和出水口113，进水口112和出水口113之间设有隔板114，管箱筒体115的上端设有端盖111、下端设有设备法兰116，设备法兰116下部设有上管板117。下连接单元包括短筒123、设于短筒123上端的下管板122、设于短筒123下端的反向法兰124及法兰盖125，下连接单元下端设有穿过下封头的排污管126，排污管126末端设有螺塞127。

如图4、5，上分离内件3和下分离内件8采用相同的结构，均包括外筒体311、811、同轴设于外筒体311、811内的内筒体315、815以及设于外筒体311、811与内筒体315、815之间的螺旋板313、813，外筒体311、811上部外壁设有挡圈312、812，下部外壁设有挡块314、814，内筒体315、815内表面设有密封的橡胶垫316、816。进气口19与设备筒体4采用切向进气，然后经过上分离内件3中的螺旋板313螺旋向上离心分离，再进过折流板除沫器组件2，碰撞分离，防止气体再次带液，提高分离效率。气体经过冷却器组件1，冷却后的气体经过下分离内件8中的螺旋板813螺旋向上离心分离，再进过丝网除沫器组件6，高效分离气体冷却后的冷凝液。

如图6，折流板除沫器组件2包括外筒体211、同轴设于外筒体211内的内筒体216以及设于外筒体211和内筒体216之间的折流板除沫器214，折流板除沫器214上下两端均设有内卡圈213和外卡圈212，内筒体216内表面设有密封的橡胶垫215，折流板除沫器组件2组装后焊接在设备筒体4上端。

如图7，丝网除沫器组件6包括内筒体612、通过挡块616和压块613限位在内筒体612内的丝网除沫器614，内筒体612外设有支撑板617、排污口615和挡圈611，丝网除沫器组件6设置在出气口7的变径接管17处。

设置各零部件的主要作用：

1、设置进气口切向方向的作用：对气流的旋转方向有导流作用。

2、设置分离内件的作用：使气流产生螺旋离心力达到分离的效果。

3、设置丝网除沫器与折流板除沫器的作用：最大限度的提升分离颗粒的能力和分离效果。

4、设置冷却器组件的作用：为了冷却工艺气体。

5、设置冷却器组件中排污口的作用：为了压缩机停机排除换热管内的残留的冷却水。

压缩气体在该冷却分离器中的运动示意图如图8所示，压缩气体通过进气口19切向进入到该冷却分离器的中，然后进过设备筒体4中的上分离内件3中的螺旋板313螺旋向上流动，进入离心分离阶段，然后气流经过折流板除沫器组件2中的折流板除沫器214，进入冷却器组件1上筒体118上端进口，气体自上而下经过折流板，气体冷却后从冷却器组件1下筒体121下端出口流出，再次气流上升经过设备筒体4中的下分离内件8中的螺旋板813螺旋向上流动，进入离心分离阶段，最后通过变径接管17中的丝网除沫器组件6中的丝网除沫器614，气体从出气口7流出。

上述的对实施例的描述是便于压缩机气体冷却分离技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以较为容易地对这些实施例做出更好修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压缩机中的高效冷却分离器，包括设备筒体(4)和设于设备筒体(4)内的冷却器组件(1)，所述设备筒体(4)的下端设有下封头(13)，其侧壁分别设有进气口(19)和出气口(7)，其特征在于，所述设备筒体(4)与冷却器组件(1)之间分别设有位于上部的上分离内件(3)和位于下部的下分离内件(8)，所述上分离内件(3)的上部设有折流板除沫器组件(2)，所述出气口(7)的前端设有丝网除沫器组件(6)。

2.根据权利要求1所述的一种压缩机中的高效冷却分离器，其特征在于，所述冷却器组件(1)包括上筒体(118)、下筒体(121)、设于上筒体(118)上端的上连接单元和设于下筒体(121)下端的下连接单元，所述上筒体(118)和下筒体(121)内设有多个折流板(119)和换热管(120)，所述上筒体(118)上端设有气体进口，所述下筒体(121)下端设有气体出口。

3.根据权利要求2所述的一种压缩机中的高效冷却分离器，其特征在于，所述上连接单元包括管箱筒体(115)、设于管箱筒体(115)内的进水口(112)和出水口(113)，所述进水口(112)和出水口(113)之间设有隔板，所述管箱筒体(115)的上端设有端盖(111)、下端设有设备法兰(116)，所述设备法兰(116)下部设有上管板(117)。

4.根据权利要求2所述的一种压缩机中的高效冷却分离器，其特征在于，所述下连接单元包括短筒(123)、设于短筒(123)上端的下管板(122)、设于短筒(123)下端的反向法兰(124)及法兰盖(125)，所述下连接单元下端设有穿过下封头的排污管(126)，所述排污管(126)末端设有螺塞(127)。

5.根据权利要求1所述的一种压缩机中的高效冷却分离器，其特征在于，所述设备筒体(4)内部中间设有隔板，所述进气口(19)和出气口(7)分别位于所述隔板的上下两侧，所述隔板上方设置排污口。

6.根据权利要求1所述的一种压缩机中的高效冷却分离器，其特征在于，所述进气口(19)采用切向进气，所述冷却器组件(1)下端部设有排污口，所述的设备筒体(4)下端部设有排污口，下封头(13)端部设有排污口。

7.根据权利要求1所述的一种压缩机中的高效冷却分离器，其特征在于，所述上分离内件(3)和下分离内件(8)采用相同的结构，均包括外筒体、同轴设于外筒体内的内筒体以及设于外筒体与内筒体之间的螺旋板(313、813)，所述外筒体上部外壁设有挡圈，下部外壁设有挡块，所述内筒体内表面设有密封的橡胶垫。

8.根据权利要求1所述的一种压缩机中的高效冷却分离器，其特征在于，所述折流板除沫器组件(2)包括外筒体、同轴设于外筒体内的内筒体以及设于外筒体和内筒体之间的折流板除沫器(214)，所述折流板除沫器(214)上下两端均设有内卡圈(213)和外卡圈(212)，所述内筒体内表面设有密封的橡胶垫，所述折流板除沫器组件(2)组装后焊接在设备筒体(4)上端。

9.根据权利要求1所述的一种压缩机中的高效冷却分离器，其特征在于，所述丝网除沫器组件(6)包括内筒体、通过挡块和压块(613)限位在内筒体内的丝网除沫器(614)，所述内筒体外设有支撑板(617)、排污口和挡圈，所述丝网除沫器组件(6)设置在出气口(7)的变径接管(17)处。

10.根据权利要求1所述的一种压缩机中的高效冷却分离器，其特征在于，所述设备筒体(4)和下封头(13)处设有液位计(15)，所述设备筒体(4)的侧壁上设有安全阀口(18)、支腿(14)以及检查孔(16、20)。