CN86100622A - 气、水分离器 - Google Patents

Abstract

带有旋转叶片的气水分离，它能可靠地截获水滴并将其甩到外面。它包括在圆筒形的间壁件的外圆周壁上形成的向下倾斜的倾斜壁和螺旋壁。每个螺旋壁从每个倾斜壁的上端，向着它的下端逐渐向外伸出，和倾斜壁下端的径向端壁成阶梯式的连接。

Description

本发明有关一种分离器，用于安装在诸如蒸发气，或压缩空气之类的气体管道上，藉以将水（例如凝结水）从气体中分离出。本发明具体有关一种气、水分离器，利用流体旋转时造成的离心力作用，把气体和水互相分离。

在这种型式的气水分离器中，在一个壳体内的上部将流体旋转，使气体中含有的水滴，通过离心力的作用，甩到外面去，和气体分离。气体被引到出口侧。而被分离的水滴，由设置在壳内的下部的一个排阀，排放到壳体的外部。

根据传统的气、水分离器的结构，在壳体里面的上部，设放一个圆柱形的间壁件，在间壁件和间壁件外面的壳壁之间形成一个环形空间;有若干向下方倾斜的倾斜旋转叶片，经向放在环形空间里面;环形空间的上下部份和间壁件里面的内腔，分别和一个进口侧，一个排泄阀部份及一个出口侧连接。在这个结构中，从进口进入的流体，在环形空间中被旋转叶片旋转，使水滴在离心力作用下甩到外面去。这样被分离出来的水滴向下流动，由排泄阀排到外面。在旋转流中心的气体，通过间壁件的内腔，向着出口侧流动。

下面是本发明所要解决的问题：在上面所述的传统结构中，甚至在旋转流的旋转加强时，也还有一部份水滴被带到出口侧，因此气、水分离的效率的提高超不过一定的限度。

这是因为只利用了自然规律，就是当流体旋转时，质量越大，在离心力的作用下就被甩出得越远，因此，非常小的水滴便沿着表面从外面向里面移动，所以它们便和气体一道，被带到了出口侧。

本发明的技术主题，就是增加一种装置把水滴截获，在一个设有旋转叶片的气、水分离器中，把水滴完全甩到外面去。

在本发明的为取得上述技术目的而采用的装置中，在一个圆柱形的间壁件的外周壁上，形成向下倾斜的倾斜壁和螺旋形壁，上述螺旋壁的每一个，从每一个上述倾斜壁的上端，向着倾斜壁的下端逐渐向外伸出，以阶梯的形式和倾斜壁下端的径向端壁连接。

上面的技术装置有以下的功能：

在圆柱形间壁件的整个外周，形成一个环形空间，向下倾斜的倾斜壁放在环形空间里面，从而当该体在环形空间里面通过的时候，流体的活动方向，改变成一个倾斜向下的方向。因此，由于它的连续性流体在环形空间内旋转，并且这种旋转，延伸到倾斜壁的上方和下方，也就是流体在进入环形空间时是旋转的，而离开时也在旋转。

由于螺旋壁从倾斜壁的上端向着倾斜壁的下端逐渐向外伸出，所以流体的运动，比环形空间的切线方向还更向外，并且有更好的条件被吹到放置在外面的壳体的内壁上。此外，由于环形空间的宽度，从倾斜壁的上端向它的下端逐渐变窄，所以旋转流的速度逐渐增大，在下端部份时变为最大。

并且，由于螺旋壁以阶梯的形式，和倾斜壁下端处的径向端壁连接，环形空间的宽度在这些端壁部份处突然增大。其结果，当流体旋转时，压力在靠近端壁处下降，依附在附近壁表面的水滴，在螺旋壁和端壁之间的连接边缘处集聚，然后被强旋转流吹开，在上面已经提到过，旋转流的速度，在这些连接边缘部份处达到最高点，并被吹到壳体的内壁上。

本发明可以取得下述的特殊效果：

不仅由于流体旋转引致的离心力作用，造成气、水的分离，而且因为水滴在螺旋壁及端壁之间的连接边缘处集聚，并且在这些连接边缘部份，旋转流的速度达到最高，把水滴从这部份中吹出去，使它们可以被吹到壳体的内壁上。所以，气、水分离的效率极高。

不仅是单纯把旋转流的速度提高，而且使环形空间的宽度，在倾斜壁下端部份处为最窄，从而使旋转流的速度在重要地点处，例如在倾斜壁的下端部份，达到最高。所以，旋转深的速度在达到这些部份以前和以后是缓和的，因而防止了水滴被随着气体，携带到出口侧，或者水滴表面在排泄阀部份处被扰乱，造成排泄阀的不正常工作。

在实施本发明时，如果考虑了下面的各点，那么就可以取得较好的效果。

假使在每一个倾斜壁上端上，向上形成间壁件外周壁上的径向伸出的纵向壁，那么，进入环形空间的流体，在旋转时冲击纵向壁，从而水滴一部份冲击纵向壁后依附在纵向壁上，因此和气体分离。

假如间壁件的外周壁表面上，包括倾斜壁，和螺旋形壁有象梨皮那样的粗糙表皮，水滴更容易在这外周壁表面上依附，旋转流的表面速变在壁表面的附近缓缓减低，于是可在壁表面上截获水滴。这样在壁表面上截到的水滴，在上文所述的连接边缘部份处集聚，被吹到外壳体的内壁上去。于是，因为水滴可以在如同梨皮的粗糙壁表面上依附，便可以和气体分离了。

假使间壁件下部的外周边，逐渐向下向外伸出，把离开壳体内表面的间距收窄，旋转流的速度再度增高，把水和气体分离，并被吹到外壳的内壁上。在这种情况下，假如把间壁件下端部份的外周边，相对于垂直方向的斜角，设定在25到50度的范围内，便可以取得理想的功能和效果，尤其是，假如把斜角调定成35度，就可能取到最佳的效果。

下面的叙述是关于图示的实施方案（参看图1至图4），表示了上述装置的一个具体实例。

图1所示是本发明提出的一种带有蒸气减压阀B的气、水分离器A的整体组合件。

一个壳体有一个弹簧罩2，罩住里面的压力调节弹簧1，有一个阀心座4，里面放置一个控制阀3，有一个主体6，里面放主阀5，一个分离器壳体8，形成气、水分离腔7，并在底盖9。这些部件通过铸造形成。

有一块膜片10，由薄金属板制成，夹在弹簧罩2和阀心座4之间。

压力调节弹簧1的下端，通过一个膜盘11，和膜片10的上表面接触，而连接在控制阀3上的控制阀杆12上面的阀盖13的上端和膜片的下表面接触。膜片10上面的空间，通过通道14，接通外罩的空气，而它下面的空间，则通过通道15，和下文中将叙述的输出口23接通。

有一个调节螺丝17，通过一个不锈钢的轴承16，安装在弹簧罩2的顶壁上，用一个销紧螺母18把它旋转锁定。一个钢球20放在调节螺丝17和一个弹簧瓦19之间，弹簧瓦19放在压力调定弹簧1的顶端上。

调节螺丝17伸到外部的部份，由一个保护盖21盖住，这保护盖用螺丝拧在弹簧罩2上，并可从其上拆卸下来。

在主体6上，制作一个进口22和一个出口23。进口22和出口23利用一个水平壁24隔开，互相通过用螺纹拧在壁24上的阀座件的阀孔25接通。主阀5与放在阀孔25的下面，用一个盘簧保持它的弹性压紧的状态。它的上端和一个活塞26连接。

控制阀3的位置，在通向进口22的通道27，和通向在活塞26上方形成的一个空间的通道28之间。它有一个控制阀杆12，在一个控制阀座29里滑动，还有一个控制阀元件30，和阀杆12的下端连接。由一个弹簧在下面把它向上顶。在通道27里设置一个滤筛31。

活塞26可以在安装在主体6的内圆周里的活塞缸32里滑动，在活塞的外圆周上作两条环形槽，槽里放置用聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene）制造的活塞环，活塞环里面放有弹簧。活塞26另外还有一个孔口33，将活塞的上下表面连通，通过这孔口释放活塞上表面上的一定量的流体，以作压力控制。

减压阀B的主阀5的周围，放置大致为圆柱形的22层间壁件34。一个外圆筒的壁是直的，位置比内圆筒低，内圆筒的上下端部缓缓向外扩大。有一个圆锥形的滤筛35，放在间壁件34的外面。在间壁件34的里面，有一个在中央轴线上的一体形成的连接杆36，通过一个棱脊对主阀5的下部引导。进口22通过滤筛35，和间壁件34的两个圆筒形部份之间形成的一个环形空间37接通，而间壁件34通过主阀5的阀孔25，和出口23接通。

在环形空间37内有旋转叶片38形成，叶片38与间壁件34为整体形成。间壁件包括旋转叶片38，用失蜡铸造的方法制造，壁表面的处理使它们有象梨皮的粗糙表面。当然也可以使用其他的铸造方法，或用切削或另外的加工方法，只要至少间壁件的外周壁表面有粗糙的表面处理便可以了。

按照本实施方案所采用的失蜡铸造方法，壁表面的表面粗糙度，根据日本工业标准JIS（B0601）的最大高度Rmax是15到60微米。假如壁表面的粗糙处理的粗糙度不低于10微米Rmax，便可以取得良好分离的效果。将表面作成象梨皮表面的粗糙表面的壁表面部份，用标图号C表示。

在图2到4中用较大的比例表示，每一个旋转叶片38包括一个纵向的壁39，从间壁件34内圆筒上端，径向伸到它的外圆筒的上端，一个从纵向壁39下端向下倾斜的倾斜壁40，纵向壁39在外圆筒形部份和内圆筒形部份之间的一个位置上，一个螺旋形壁41在倾斜壁40的上表面上形成，从内圆柱形向外圆柱形旋绕。有五个旋转叶片38在环形空间37中形成。螺旋形壁41的末端，以阶梯的形式和一个径向端壁42连接。

间壁件34的内圆筒的下部，逐渐向下膨大，以外圆筒的内壁的附近作终点，并与外圆筒内壁有预定的间距。它相对于垂直方向的角θ为35度。假如把倾斜角θ的范围设定为25至50度，便可以取得良好的分离效果。

底盖9用螺栓固定在气、水分离器A的壳体8的下端上，在内部形成一个排泄阀腔7，有一个球形浮子43放在排泄阀腔7的内部。

在底盖9上面，有一个排泄阀座44固定在排泄口45的内端上。浮子43用一个浮子罩46盖住，浮了罩在下部有一连接孔47形成。标图号48表示的是在浮子罩46一个通气孔上部的。

从进口22进入的流体，被旋转叶片38的倾斜壁40旋转。流体中含有的水滴受离心力作用被甩出，分离到外面去。纵向壁39使进入的流体垂直向下落，把倾斜壁40造成的旋转流偏移，减低旋转流的速度，使它更加朝向下方。这时，部份水滴冲击纵向壁39，并粘附在它的表面上。

螺旋壁41的作用是引导旋转流偏到环形空间37的切线方向的外面。在倾斜壁40的下端，环形空间37的宽度达到最小，而流体的流动速度变为最大。由于螺旋壁41的末端，以阶梯的形式和径向端壁42连接，环形空间37的宽度突然扩大，连接边缘部份处在螺旋壁41和端壁42之间，成为一条边界。于是，当流体旋转时，靠近端壁的区域里的压力下降，附在壁表的水滴在连接边缘部份处集聚。这样集聚的水滴被强烈的旋转流体从连接边缘部份处吹走，吹到了壳体8（也包括间壁件34的外圆筒的内壁）的内壁上。

这样被分离的水滴沿间壁件34外圆筒的内周壁和壳体8的内周壁向下流动。通过间壁件34下端的气体，从间壁件34中通过，向着减压阀B的主阀5移动，从出口23中流出，而被分离的水从浮子盖46下面形成的开口47进入，同时，通过浮子罩46里面存有的气体，通过通气孔48逸出。浮子43根据水位的高位上下移动，把排泄阀座44的排泄阀孔打开或关闭，只容许水从排泄孔45中排放到外面去。

附图的简要说明如下：图1所示，是本发明提出的有减压阀的气、水分离器的一个剖视图;图2是间壁件的纵向剖视图;图3是沿图2中Ⅲ-Ⅲ线的一个剖视图;图4是间壁件的一个透视图。

A：气、水分离器    B：减压阀

34：间壁件    37：环形空间

38：旋转叶片    39：纵向壁

40：倾斜壁    41：螺旋壁

42;端壁    43;浮子

45：排泄孔

Claims (4)

1、一种气、水分离器，其特征在于，在它的壳体的上部里面，设置一个圆柱形的间壁件，形成间壁件与间壁件外面的壳体之间的环形空间，在环形空间里设有旋转叶片，环形空间的上下部份，和间壁件里面的腔孔，分别和一个进口侧，一个排泄阀部份及一个出口侧连通，上述气、水分离器有倾斜向下的倾斜壁和螺旋形壁，每一螺旋形壁从每一上述倾斜壁的上端向着它的下端逐渐向外伸出，和倾斜壁下端的径向端壁作阶梯式的连接，上述斜壁和螺旋形壁在上述间壁件的外周壁上形成。

2、如权利要求1中所阐述的气、水分离器，特征为它还包括有一个纵向壁，从上述间壁件的外周壁上径向伸出，上述纵向壁从上述倾斜壁的上端向上形成。

3、如权利要求1或2中所阐述的气、水分离器，特征为上述间壁件至少有一个外周壁表面上，形成有似梨皮的粗糙表面。

4、如权利要求1或中所阐述的气、水分离器，特征为上述间壁件下部的外周壁，向下逐渐向外伸出，减小和壳体内表面的间距，使上述下部的外周壁，相对于垂直方向的倾斜度角，在25到50度范围以内。

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