CN2565525Y - 气液分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种处理密闭/半密闭箱体中含有液体的气体的气液分离装置，其增压机为容积式增压机或增压泵，气液聚结器包括上封头上筒体，下封头、下筒体联接为一体的壳体及其内腔由多层不同孔径介质组成的聚结器芯；上筒体具有一端与箱体上盖连通、另一端与聚结器芯内腔相连通的进气管，以及与增压机进气相连的出气管道，下筒体底部连接有液体排放管道。该装置对单个或多个密闭/半密闭箱体内所产生的含有液体的气体可靠地全部收集，并将气体中所含的液体几乎全部分离。气液聚结器可分离粒度小于0.1μm的液体，对0.3μm的液体的分离效率达99.99％。在排出的每千克重量的气体中含液体量低至0.003mg。尤其适于对大型机械设备润滑系统的油箱及轴瓦、轴承处产生的含油空气(油雾)处理。

Description

气液分离装置

技术领域

本实用新型涉及一种处理密闭/半密闭箱体内所产生的含有液体的气体的装置。它适用于石化、医药、机械、环保行业，尤其是适于对大型机械设备润滑系统的油箱及轴瓦、轴承处产生的含油空气(油雾)处理。

背景技术

现有的大型机械设备，如水力、火力发电机组的轴承在运行时，由于轴承的最大线速度高达数十米，以及轴承表面摩擦、温升的影响，在油箱润滑系统油箱内的轴瓦、轴承产生大量油雾并溢出油箱，不仅污染环境、危害设备，损害作业人员的身体健康，还降低发电机定转子的绝缘性能，危及机组安全运行。目前，对所述问题主要有以下三种处理方式：

一.在轴与油箱之间加一种特殊的密封结构，试图将油雾完全密封在油箱内(在中国专利公开的一种“油挡”，申请号：99222711.9)，由于旋转部件具有很高的线速度，以及不可避免存在的摆动，密封件与旋转部件之间仍有一定的间隙，而且随着运行时间的推移，这一间隙将不断增大，油雾仍可以通过这一间隙及油箱盖板上的其它间隙溢出油箱。同时，受润滑油雾化后体积的膨胀、运行时的温升影响，都使得这种方式的效果不佳。

二.利用离心风机与一套基于离心分离原理的旋风分离器相配套(在中国专利公开的“一种动力型气液分离装置”，申请号：90210844.1)，这种装置虽然可以从含气体中分离一些粗颗粒的液滴，但对于微米级的液滴基本上无效，气液分离的效率不高。

三.利用空气射流产生负压原理收集并排除密闭或/密闭箱体内的油雾(在中国专利的“一种排除油雾、油烟的方法及其装置”，申请号：97112395.0)，这种方法和装置虽然可以排走油雾，但并没有将油从空气中分离，除极少部分油被冷凝回收外，大部分仍随空气排出。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术的不足，提供一种新型气液分离装置。该装置能可靠将单个或多个密闭/半密闭箱体内所产生的含有液体的气体排出箱体，并将其中几乎所有液体分离出来并排入液体收集槽中，而排出清洁的气体。

本实用新型的技术方案是这样：一种处理密闭/半密闭箱体中含有液体的气体的气液分离装置，由管道、法兰及螺栓构成的连接件将增压机、气液聚结器与箱体相联接。其增压机为容积式增压机或增压泵，气液聚结器由具有上、下封头的上、下筒体经螺栓连为一壳体与其内腔的气液聚结器芯构成，所述上筒体具有与箱体上盖连通的进气管道和与增压机进气口相连的出气管道，所述下筒体底部连接有液体排放管道，所述气液聚结器芯上端与进气管道弯头相接、下端为盲端。

所述容积式增压机为罗茨鼓风机或螺杆泵。

所述气液聚结器芯由多个平均孔径不同的过滤层构成，且沿被处理气体的流动方向按平均孔径由小到大顺序设置。

所述气液聚结器芯上端通过进气管道弯头的定位槽与液聚结器芯上的块固定。

所述气液聚结器底部具有液体收集槽。

所述增压机、气液聚结器的连接顺序还可以是箱体上盖经容积式增压机再到气液聚结器。

所述气液聚结器的液体排放管道上具有通断阀。

所述连接件还可以是管道与接头构成。

所述气液聚结器芯为单个或多个。

所述箱体是单个或多个，多个箱体并联后与气液聚结器相联通，气液聚结器串联在联接各个箱体的支管上或串联在箱体的总管道上。

采用上述技术方案制作的本实用新型：容积式增压机的进气口通过管道与箱体相联通，将箱体内所产生的含有液体的气体吸入管道，完成收集功能。由于容积式增压机具有在工作压力范围内流量稳定的特性，使装置在实际运行过程中，其排量几乎不会因为聚结器芯压力降增大而降低，能保证始终将密闭/半密闭箱体内所产生的含有液体的气体全部收集。含液体的气体进入气液聚结器后在压力作用下穿过几层过滤介质，每层过滤介质的平均孔径逐渐增大。当含液体的气体向开孔流动时，过滤介质利用拦阻惯性碰撞，扩散去捕集液滴粒子，使小液滴聚结成大的液滴。这个过程重复进行，直到更大的液滴不断地聚集而排入气液聚结器底部。

本实用新型与现有技术相比，其显著效益在于：对密闭或半密闭箱体内所产生的含有液体的气体可靠地全部收集，并将气体中所含的液体几乎全部分离。气液聚结器可分离粒度小于0.1μm的液体，对0.3μm的液体的分离效率达99.99％。在排出的每千克重量的气体中含液体量低至0.003mg。另外，聚结器芯更换方便，在机组运行期间也可以更换。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图(拆去序号33-35)。该图为由单个气液聚结器布置在罗茨鼓风机前端的油雾分离装置图，它示出了一个高速旋转的轴3在油箱4内与轴瓦2、油箱4内的润滑油1的相互作用过程中，产生油雾。

图2是图1中I部分的放大图，该图示出了气液聚结器的聚结原理。

图3是图1中II部分的放大图，该图示出了气液聚结器芯21与管道9的联接结构。

图4是图3的B-B向剖面图。

图5是图1中拆去序号26-31部件的右视图。

图6是图1中A-A向剖面图，该图示出了罗茨鼓风机32的组成及工作原理；

图7是图6的C-C向剖面图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型在轴承油箱油雾分离的结构和应用：

参见图1-图7：本装置包括罗茨鼓风机(罗茨鼓风机排放压力在9.8-196KPa，使用时可运行在30kPa以内，最适宜于作气液分离装置的增压机用)、气液聚结器和管道与法兰、螺栓组成的连接件。管道5(可根据装置需要设置数对法兰螺栓)的一端与箱体4联通、另一端通过与其结为一体的法兰6与聚结器进气口法兰8通过螺栓7相联接。管道28的两端分别设有法兰(27、30)。其中一端的法兰27通过螺栓26与气液聚结器出气口法兰12联接，另一端法兰31与罗茨鼓风机32进气口通过螺栓31相联接。所述部件在罗茨鼓风机32的进气侧形成进气通道。当罗茨鼓风机32从油箱4中吸气而在油箱4内相对于油箱4外表面产生一定的负表压时，油雾及从油箱4外吸入的气体只能有一个通道：由管道5、法兰6、吸入气液聚结器进气口法兰8，然后经管道9进入气液聚结器芯21，而不能通过油箱盖板与轴3之间的间隙或油箱4盖板上的其它间隙向外溢出。

气液聚结器由上、下筒体(11、16)与其上、下封头(10、17)组成的圆柱状外形壳体内的液聚结器芯21及其进气口法兰8、管道9、出气口法兰12、出气管13、密封件(14、15)、法兰(18、19)、排液口接头22组成。气液聚结器芯21上端与进气管道9弯头相接、下端用热压或粘接盖21a作为盲端。进气口法兰8、管道9、上封头10、上筒体11、出气口法兰12、出气管13、法兰18结为一体，与结为一体的下筒体16、下封头17、法兰19、排液口接头22由螺栓20相联接(中间设有密封圈14)。在上、下筒体(11、16)内设有通气及容纳部件的空间。进气口法兰8、管道9与液聚结器芯21内表面形成容纳含液体气体的空间，液聚结器芯21外表面与上封头10、上筒体11、下筒体16、下封头17的内表面形成容纳处理后气体的空间，同时，下筒体16、下封头17也是容纳聚结出的液体的空间。气液聚结器芯21是通过管道9的定位槽来实现连接的：在管道9的出气口侧，定位槽上带有缺，聚结器芯21上的块21b从管道9上的缺进入定位槽后，向任一方向旋转90°，即可将聚结器芯21固定好(聚结器芯21与管道9的连接还可采用其它方式)。为了实现聚结器芯21与管道9之间的密封，在管道9与块21b间设置密封圈15。拆卸气液聚结器芯21时，只要拆开螺栓20，松开排液口接头22，将筒体向下移进一段距离，将气液聚结器芯21向任一方向旋转90°，向下移动即可方便地拆卸。装入气液聚结器芯21的过程与之相反。

含液体的气体进入气液聚结器后经管道9进入气液聚结器芯21的内腔。气液聚结器芯21按照图2所示的聚结原理去除气体中所含液体。气体在压力作用下穿过数层过滤介质，每层过滤介质21C的平均孔径逐渐增大。当液滴向开孔流动时，过滤介质21C利用拦阻惯性碰撞，扩散(布朗运动)去捕集液滴粒子，使小液滴聚结成大的液滴1a。这个过程重复进行，直到更大的液滴1b不断地聚集而排入气液聚结器底部。所去除的液体先贮存在气液聚结器底部及与通断阀24之间的管道23内，当停机时或液位到达排放位置时打开通断阀24并将其排入液体收集槽25。去除液体后的气体从气液聚结器芯21外表面经气液聚结器出气口法兰(12、27)，管道28，法兰31进入罗茨鼓风机32的进气口。

采用罗茨鼓风机32来实现气体的增压：电动机33旋转力钮通过电动机侧皮带轮34、皮带35传给罗茨鼓风机侧皮带轮38，驱动罗茨鼓风机32的主动转子46，同时通过一对同步齿轮48驱动从动转子45。进气口法兰44与出气口法兰47不直接联通。主动转子46、从动转子45与壳体50、左墙板51、右墙板49组成封闭的基元容积，在主动转子46、从动转子45不断旋转过程中，把进气口法兰44的低压气体强制送入高压的出气口法兰47，从而实现气体的增压。

罗茨鼓风机32将气体升压后经膨胀接头40、消声器36排出。消声器的作用是降低罗茨鼓风机32的出气口噪声，弹性接头40的作用是避免罗茨鼓风机32的振动向外传递，两者均为选配件。弹性接头40与罗茨鼓风机出口法兰47通过螺栓39相联接，弹性接头40与消声器42通过螺栓41相联接。罗茨鼓风机32、电动机33、皮带轮34、皮带轮38及其附件由支座37支撑，并由螺栓36固定在基础上。消声器42由支架43固定。

为了密封，以上各法兰面之间还设置密封件(可以是密封圈或密封垫)。为了观察到聚结器芯21的工作状态，在管道28设置了压力表29。

本实用新型在实施时应根据系统的需要，先确定一个适宜的气体排量。气体排量以刚好能全部收集所产生的含液体的气体为宜。一般以能在箱体内形成-98—-196Pa的负表压范围内为宜。确定排量时应考虑箱体与旋转体之间的间隙大小、箱体盖板的接缝长度及单位长度在相应负表压条件下的漏气量，及产生的含液体的气体量。排量过小，不能将密闭、半密闭箱体内所产生的含有液体的气体全部收集到聚结器，过大则增加了使用成本。为了能以较小的排量在箱体内形成所需的负表压，应对箱体作适当的密封处理，减少箱体盖板上的间隙值。然后选择安全、维护方便、聚结器排油方便的位置安装。再根据管路确定适当的增压机。

气液聚结器排量应按在系统的工作压力条件下，压力降为2-5KPa来选取为宜。气液聚结器应能在其工作排量范围内有效工作，但若排量过小，则引起系统压力降增大，并需频繁更换聚结器芯及存在气体带走液体和气液分离不充分的危险。另外还应考虑气液聚结器芯的寿命，一般应在一年或更长时间更换一次为宜。考虑到气体中的液体成份，必要时可在气液聚结器前设预过滤器，以延长气液聚结器芯的使用寿命，降低运行成本。气液聚结器排量过大则浪费投资。

在以上实例中，一个气液聚结器壳体内可以安装单个芯21，也可以装多个芯21。既可以单个气液聚结器使用，也可以多个气液聚结器并联使用。

本实用新型可以将气液聚结器安装在罗茨鼓风机32后，这时在气液聚结器的排液管23上，可以不安装通断阀24。但这种结构存在鼓风机渗出液体的危险。

本实用新型若有多个箱体4，可以将多个箱体并联后再与气液聚结器相联通。气液聚结器既可以串联在联接各个油箱的支管上，又可以串联在总管上。

对于气体温度较高的情况，可以在聚结器前增加冷凝器以降低气液聚结器的工作温度来提高聚结效果，也可以采取增加系统排量的方式达到降低温度的目的。

以上实例不仅可以用于轴承油箱的油雾分离，还可用于其它需要对含有液体的气体进行气液分离的情况。

Claims (9)

1.一种处理密闭/半密闭箱体中含有液体的气体的气液分离装置，由管道、法兰及螺栓构成的连接件将增压机、气液聚结器与箱体相联接，其特征在于：增压机为容积式增压机或增压泵，气液聚结器由具有上、下封头的上、下筒体经螺栓连为一壳体与其内腔的气液聚结器芯构成，所述上筒体具有与箱体上盖连通的进气管道和与增压机进气口相连的出气管道，所述下筒体底部连接有液体排放管道，所述气液聚结器芯上端与进气管道弯头相接、下端为盲端。

2.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于：容积式增压机为罗茨鼓风机。

3.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于：气液聚结器芯由多个平均孔径不同的过滤层构成，且沿被处理气体的流动方向按平均孔径由小到大顺序设置。

4.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于：气液聚结器底部具有液体收集槽。

5.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于：增压机、气液聚结器的连接顺序是箱体上盖经容积式增压机再到气液聚结器。

6.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于：在气液聚结器的液体排放管道上具有通断阀。

7.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于：连接件为接头和管道构成。

8.根据权利要求3所述的气液分离装置，其特征在于：气液聚结器芯为单个或多个。

9.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于：多个箱体并联后与气液聚结器相联通，气液聚结器串联在联接各个箱体的支管上，或串联在箱体的总管道上。

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