CN213995134U - 一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器，包括罐体，所述罐体包括用于储存气体的第一腔体和用于储存液体的第二腔体；其中，所述第一腔体和第二腔体连通设置，所述第一腔体设于第二腔体上方且所述第一腔体的内径大于第二腔体内径设置；所述罐体连接有缓冲组件。本实用新型结构简单，液体储存在较细的第二腔体，排走水所产生的体积变化相比整个气液分离器体积来说很小，保证了气液分离器系统的压力相对稳定；本实用新型无需借助浮球，避免在高压工况下分离器的体积过于笨重。

Description

一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器

技术领域

本实用新型涉及气液分离技术领域，具体是一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器。

背景技术

气液分离器是将气体与液体混合物进行分离，并实现气体与液体分开排出的装置，可应用于对压缩空气、氢气、氧气等各种气体的气液分离。

在电解水制氢行业，电解水不断产生的氢气携带有部分的水，分离器需要将氢气和水进行自动分离，由于氢气的压强比较高，在氢气分离系统和外部液体收集装置之间存在较高的压差，实现气液分离器内部水在高压差下自动、稳定的排水，并保持系统内部压力相对稳定，对整个制氢系统的稳定运行至关重要。气液分离器包括用于储液的罐体，罐体上开设有进口、排液口和排气口，通过对压缩气体进行降速、离心、碰撞、变向、凝聚等处理除去压缩气体中的液态杂质，被分离的液态杂质需要实时排出罐体外部。目前的气液分离器的自动排水方法分为两大类，第一类方法是利用浮球在液体中的浮力作用，在浮球上通过连杆连接阀芯开关，浮球根据罐体内液位的高低变化而上下浮动，从而带动阀芯开关打开或闭合，从而实现自动排水；第二类方法是在罐体底部简单连接缓存罐。

然而这两类自动排水方法都存在一定弊端，其中，第一类自动排水方法不适用罐体内高气压的工况，由于罐体内气压高，浮球所受到压紧的力就越大，这就需要将浮球做的更大才能将最大浮力范围值扩大，这就导致了气液分离器结构做的较大、笨重；再者，在罐体内气压较大时，浮球很难承受其自身内外压差的作用而导致浮球变形，甚至被压扁，失去浮力的作用。第二类自动排水方法未对气液分离器进行有效的结构设计，只是简单的连接排水缓冲罐；排水时，若气液分离器内部液体排出较多则会导致系统压力波动较大，气体排出不稳定；若排水少时，液体液位变化不明显，液位计探测会有误差，测量出来的值不准确，甚至测不出来液位的变动，导致阀门误动作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器，以解决上述背景技术中提出的问题，既能保证系统内高压环境下排水的稳定性，又能减小系统占用空间。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器，包括罐体，所述罐体包括用于储存气体的第一腔体和用于储存液体的第二腔体；其中，所述第一腔体和第二腔体连通设置，所述第一腔体设于第二腔体上方且所述第一腔体的内径大于第二腔体内径设置；所述罐体连接有缓冲组件。

作为本实用新型进一步的方案：所述缓冲组件包括缓冲罐、用于控制缓冲罐出水的第一阀门以及用于控制缓冲罐进水的第二阀门(25)；其中，所述第一阀门串接于出液管上，所述出液管一端与缓冲罐的出液端连接、另一端与液体收集装置连接，所述第二阀门串接于进液管上，所述进液管一端与缓冲罐的进液端连接、另一端与罐体的出液端连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述进液管为毛细管。

作为本实用新型进一步的方案：所述第二腔体和缓冲罐的内径相同，且所述第二腔体的高度不小于缓冲罐高度。

作为本实用新型进一步的方案：所述缓冲组件还包括压差式液位计，所述压差式液位计一端与第一腔体连通、另一端与第二腔体连通。

作为本实用新型进一步的方案：所述第一阀门为气动阀。

作为本实用新型进一步的方案：所述第二阀门为电磁阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构新颖，液体储存在较细的第二腔体，排走水所产生的体积变化相比整个气液分离器体积来说很小，可以忽略不计，因此保证了气液分离器系统的压力相对稳定；同时，当排走相应体积水量时，第二腔体的液位下降高度较为明显，对于液位监测系统所产生的误差较小，控制不易产生误动作；本实用新型无需借助浮球，在高压工况下无需通过增加分离器的体积来达到自动排水功能，避免体积过大过于笨重；当罐体内气压很高时，会对罐体内的液体产生很大的向下的压力，毛细管可以控制单位时间排水量，减轻过强的排水量对阀门和缓冲罐造成的冲击。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-罐体、11-气液进口、12-排气口、13-排液口、14-第一腔体、15-第二腔体、2-缓冲组件、21-缓冲罐、22-出液管、221-第一阀门、23-进液管、231-第二阀门、24-压差式液位计。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器，包括罐体1，所述罐体1的排气口端外接气体收集装置；所述罐体1包括用于储存气体的第一腔体11和用于储存液体的第二腔体12；所述第一腔体11和第二腔体12连通设置，所述第一腔体11设于第二腔体12上方且所述第一腔体11的内径大于第二腔体12内径设置；所述罐体1连接有用于缓冲组件2。所述缓冲组件2包括缓冲罐21、用于控制缓冲罐21出水的第一阀门24以及用于控制缓冲罐21进水的第二阀门25，其中，所述第一阀门24串接于出液管22上，所述出液管22一端与缓冲罐21的出液端连接、另一端与液体收集装置连接，所述第二阀门25串接于进液管23上，所述进液管23一端与缓冲罐21的进液端连接、另一端与罐体1的出液端连接。

请继续参阅图1，所述缓冲组件2还包括压差式液位计26，所述压差式液位计26一端连接在第一腔体11侧壁上、另一端连接在第二腔体12侧壁上。所述压差式液位计26包括气相管道261和液相管道262，液相管道262与第二腔体12连通，通过内置传感器检测液体的静压，根据所测液体静压与液位高度成比例的原理，将静压转换成电信号发送给第一阀门24和第二阀门25，从而控制其打开或闭合。

进一步的，所述第二腔体12和缓冲罐21的内径相同，且所述第二腔体12的高度不小于缓冲罐21高度，第二腔体12内的液位变化近似等同于缓冲罐21中的液位变化，有利于配合阀门开关控制。

进一步的，所述进液管23为毛细管，毛细管可以有效控制单位时间排水量，减轻过强的排水量对第二阀门25和缓冲罐21造成的冲击。

进一步的，所述第一阀门24为气动阀，第二阀门25为电磁阀，电磁阀的关闭和打开都比较快速，适合与小口径的毛细管配合使用；气动阀在控制流体压力较高或管道直径较大的情况下有优势，安全性高、排水量大，适合与需要迅速排水的出液管22配合使用。压差式液位计26与第一阀门24、第二阀门25相互配合限制了罐体1的液位只能在第二腔体12内上下波动，因此第一腔体11中储存的只有气体。

本实用新型在运行时，气液混合物由气液进口11进入罐体1后，由于重力作用，气体向上流动通过罐体1顶部的排气口12进入气体储存装置，液体向下流动，流经第一腔体11后流入到第二腔体12当中。压差式液位计26实时监测第二腔体12中的液位变化，同时，压差式液位计26根据液位变化对第一阀门24和第二阀门25发送打开或关闭的信号。具体来说，压差式液位计26预设有液位下限值和液位上限值，当液位达到上限值或下限值时触发第一阀门24或第二阀门25动作。当液位处于液位下限值和液位上限值之间时，第一阀门24和第二阀门25均关闭，缓冲罐21处于空置状态；当液位上升达到液位上限值时，第二阀门25打开(第一阀门24仍关闭)，第二腔体12中的水流入缓冲罐21中，缓冲罐21中的气体被流入的液体压缩，内部压强增大，缓冲罐21处于蓄水状态，第二腔体12液位持续下降；当第二腔体12中的液位下降到液位下限值时，第二阀门25关闭、第一阀门24打开，缓冲罐21中气体膨胀将其中的液体迅速压入出液管22并排放到液体收集装置内，当缓冲罐21将水排空时第一阀门24关闭(第二阀门25仍关闭)；需要说明的是，缓冲罐21排空水的时间值经过预设，该时间值短于第二腔体12中的液位从下限值涨到上限值的时间，也就是说当缓冲罐21排空水时，第二腔体12中的液位还没有到达上限值。当第二腔体12液位再次达到液位上限值时，触发第二阀门25打开(第一阀门24仍关闭)，如此往复循环，实现间歇性缓冲排水。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器，包括罐体(1)，其特征在于，所述罐体(1)包括用于储存气体的第一腔体(11)和用于储存液体的第二腔体(12)；其中，所述第一腔体(11)和第二腔体(12)连通设置，所述第一腔体(11)设于第二腔体(12)上方且所述第一腔体(11)的内径大于第二腔体(12)内径设置；所述罐体(1)连接有缓冲组件(2)。

2.根据权利要求1所述的一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器，其特征在于，所述缓冲组件(2)包括缓冲罐(21)、用于控制缓冲罐(21)出水的第一阀门(24)以及用于控制缓冲罐(21)进水的第二阀门(25)；其中，所述第一阀门(24)串接于出液管(22)上，所述出液管(22)一端与缓冲罐(21)的出液端连接、另一端与液体收集装置连接，所述第二阀门(25)串接于进液管(23)上，所述进液管(23)一端与缓冲罐(21)的进液端连接、另一端与罐体(1)的出液端连接。

3.根据权利要求2所述的一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器，其特征在于，所述进液管(23)为毛细管。

4.根据权利要求2所述的一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器，其特征在于，所述第二腔体(12)和缓冲罐(21)的内径相同，且所述第二腔体(12)的高度不小于缓冲罐(21)高度。

5.根据权利要求1所述的一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器，其特征在于，所述缓冲组件(2)还包括压差式液位计(26)，所述压差式液位计(26)一端与第一腔体(11)连通、另一端与第二腔体(12)连通。

6.根据权利要求2所述的一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器，其特征在于，所述第一阀门(24)为气动阀。

7.根据权利要求2所述的一种间歇性缓冲自动排水的气液分离器，其特征在于，所述第二阀门(25)为电磁阀。

Images