CN217139621U - 涡流气液分离装置和气液分离系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种涡流气液分离装置和气液分离系统，涡流气液分离装置包括外筒、具有多个通孔的内筒、涡流叶片和驱动机构，外筒的一端设有进口，另一端设有收集槽以及与收集槽连通的第一出口和第二出口；外筒的内周壁设有与收集槽连通的引导槽；内筒设于外筒内，内筒与进口连通，内筒与外筒共同限定出环形腔，多个通孔均与环形腔连通；涡流叶片与内筒固定连接且位于环形腔内；驱动机构安装于外筒上，驱动机构与内筒连接，用于驱动内筒自转。油、水、气等混合物的分离效果好。

Description

涡流气液分离装置和气液分离系统

技术领域

本实用新型涉及环保设备领域，具体而言，涉及一种涡流气液分离装置和气液分离系统。

背景技术

在工业生产过程中，往往会产生大量的水蒸气、油蒸气、可燃气、细微颗粒物等混合气体，如果直接排放，或者通过其他处理设备处理排放，将会直接污染大气环境或损坏其他处理设备，通知造成排放管的堵塞，同时也是对混合气体中的可回收物的极大浪费。如果将混合气体中的油类、水蒸气、细微颗粒物等进行分离，分类收集处理，回收利用，不仅减少对环境的污染，增加设备的使用寿命，同时回收回来的有用物质还会产生一定的经济效益。

经发明人研究发现，现有的油水气等混合气体的分离设备存在如下缺点：

分离效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种涡流气液分离装置和气液分离系统，其能够提高分离效果。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种涡流气液分离装置，包括：

外筒、具有多个通孔的内筒、涡流叶片和驱动机构，所述外筒的一端设有进口，另一端设有收集槽以及与所述收集槽连通的第一出口和第二出口；所述外筒的内周壁设有与所述收集槽连通的引导槽；所述内筒设于所述外筒内，所述内筒与所述进口连通，所述内筒与所述外筒共同限定出环形腔，所述多个通孔均与所述环形腔连通；所述涡流叶片与所述内筒固定连接且位于所述环形腔内；所述驱动机构安装于所述外筒上，所述驱动机构与所述内筒连接，用于驱动所述内筒自转。

在可选的实施方式中，所述收集槽设置为环形槽；所述涡流气液分离装置还包括挡板，所述挡板设于所述收集槽中，以在所述收集槽的延伸方向上隔断所述收集槽；所述第一出口设于所述收集槽的槽底壁上且与所述隔板相邻。

在可选的实施方式中，所述涡流气液分离装置还包括导流叶片，所述导流叶片与所述内筒固定连接，所述导流叶片位于所述环形腔内且位于所述涡流叶片的下方，所述导流叶片用于引导气体朝所述第二出口流动。

在可选的实施方式中，所述外筒上设置有用于通入蒸气的入口。

在可选的实施方式中，所述涡流气液分离装置还包括减震座、减震弹簧和定位凸耳，所述减震座通过所述减震弹簧与所述定位凸耳连接，所述定位凸耳与所述外筒固定连接。

在可选的实施方式中，所述涡流气液分离装置还包括排气管和加压风机，所述排气管与所述第二出口连通，所述加压风机设于所述排气管上，用于使所述排气管远离所述第二出口的一端产生负压。

第二方面，本实用新型提供一种气液分离系统，所述气液分离系统包括：

油水中转器和前述实施方式中任一项所述的涡流气液分离装置，所述第一出口与所述油水中转器连通。

在可选的实施方式中，所述气液分离系统还包括第一油泵和第二油泵，所述第一油泵设于连通所述油水中转器和所述第一出口的管路上；所述第二油泵设于与所述油水中转器的储油腔室连通的管路上。

在可选的实施方式中，与所述油水中转器的储油腔室连通的管路上设置有电磁阀。

在可选的实施方式中，所述油水中转器内设置有两个液位探测器，所述两个液位探测的高度不等。

本实用新型实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供的涡流气液分离装置，将油水气等形成的混合气体从进口排入到内筒中，内筒以及涡流叶片在驱动机构的带动下高速转动，产生稳定的横向旋涡气柱。油、水、颗粒物等混合气在旋涡气柱里有序旋转。混合气体中的油、水、颗粒物等物质，质量都比气体的质量大，在旋涡气柱的离心力作用下，油、水、颗粒物等物质穿过内筒的通孔后运动到旋涡气柱外侧。同时当外侧的物质运行到外筒的内壁所在位置时，与内壁上的引导槽接触，油、水等物质在高压涡流的压力下，进入到引导槽，并且顺着引导槽流动，进入到收集槽中，后续能从第一出口排出，进入到下一个处理环节。当混合气体中油、水等物质被分离后，单纯的气体则通过第二出口排出，进入下一道工序，如此，达到油、水、气等物质的分离。由于油水等物质在引导槽的作用下能够顺利汇集至收集槽中，避免粘附于外筒内壁，提高分离效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例的涡流气液分离装置的一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的涡流气液分离装置的另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的涡流叶片的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的导流叶片的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的气液分离系统的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的气液分离系统的部分结构示意图。

图标:

001-高液位；002-低液位；100-涡流气液分离装置；110-外筒；111-进口；112-收集槽；113-第一出口；114-第二出口；115-引导槽；116-气体通道；120-内筒；130-涡流叶片；140-驱动机构；150-引导筒；151-入口；160-收集盒；170-挡板；180-定位筒；190-导流叶片；101-减震座；102-减震弹簧；103-定位凸耳；104-排气管；105-加压风机；200-油水中转器；300-第一油泵；310-排油管；400-第二油泵；500-电磁阀；600-液位探测器；700-控制器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

目前，气液分离设备利用离心力将气体和油水等物质分离，油水等物质在离心力作用下运动至外壳的内壁上，然后顺着外壳的内壁向下流动，由于油水等物质大面积铺开在外壳的内壁上，易直接附着于内壁上，不易滑动至外壳底部，油水等物质和气体的分离效果差。

鉴于此，设计者设计了一种涡流气液分离装置100，外筒110的内壁具有导向油水等物质流动的作用，油水等物质易于集中于外筒110底部，利于油水等物质与气体的分离，提升分离效果。

请参阅图1和图2，本实施例中，涡流气液分离装置100包括外筒110、具有多个通孔的内筒120、涡流叶片130和驱动机构140，外筒110的一端设有进口111，另一端设有收集槽112以及与收集槽112连通的第一出口113和第二出口114；外筒110的内周壁设有与收集槽112连通的引导槽115；内筒120设于外筒110内，内筒120与进口111连通，内筒120与外筒110共同限定出环形腔，多个通孔均与环形腔连通；涡流叶片130与内筒120固定连接且位于环形腔内；驱动机构140安装于外筒110上，驱动机构140与内筒120连接，用于驱动内筒120自转。

本实施例提供的涡流气液分离装置100的作业流程如下：

将油水气等形成的混合气体从进口111排入到内筒120中，内筒120以及涡流叶片130在驱动机构140的带动下高速转动，产生稳定的横向旋涡气柱。油、水、颗粒物等混合气在旋涡气柱里有序旋转。混合气体中的油、水、颗粒物等物质，质量都比气体的质量大，在旋涡气柱的离心力作用下，油、水、颗粒物等物质穿过内筒120的通孔后运动到旋涡气柱外侧。同时当外侧的物质运行到外筒110的内壁所在位置时，与内壁上的引导槽115接触，油、水等物质在高压涡流的压力下，进入到引导槽115，并且顺着引导槽115流动，进入到收集槽112中，后续能从第一出口113排出，进入到下一个处理环节。当混合气体中油、水等物质被分离后，单纯的气体则通过第二出口114排出，进入下一道工序，如此，达到油、水、气等物质的分离。由于油水等物质在引导槽115的作用下能够顺利汇集至收集槽112中，避免粘附于外筒110内壁，提高分离效果。

请结合图1和图2，本实施例中，可选的，外筒110为圆筒，外筒110的底部设有中心孔，外筒110的顶部设有进口111。中心孔供驱动机构140伸入并与内筒120传动连接。进口111处设置有引导筒150，引导筒150为锥形筒，引导筒150用于将混合气输送至内筒120中。外筒110的底部采用冲压的方式形成有外凸的收集槽112，收集槽112为环形槽，收集槽112围绕外筒110的轴线延伸。收集槽112的槽宽在从收集槽112的槽底向收集槽112的槽口的方向上逐渐增大，从而便于将油水等物质引导至收集槽112中，并且，收集槽112具有靠近外筒110中心的内环面和远离外筒110中心的外环面，内环面和外环面相对。外环面与外筒110的内周壁为平滑连接，引导槽115位于外筒110的内周壁上，引导槽115中的油水等物质便于滑入收集槽112中。应当理解，外筒110的内周壁上的引导槽115的数量按需设置，例如可以为八个，八个引导槽115在外筒110的周向上均匀间隔排布。进一步的，第一出口113与收集槽112的槽底壁连通。同时，在引导筒150上设置有至少一个供蒸汽进入的入口151，当涡流气液分离装置100使用完成后，利用入口151向外筒110内通入蒸汽，从而对整个装置进行清洗作业，保证装置长期处于清洁的状态，便于使用。

可选的，外筒110的底部还装配有收集盒160，收集盒160与第二出口114连通，收集盒160上设置有排气管104，排气管104上设置有加压风机105，通过加压风机105，能够将收集盒160中的气体吸出，从而排放至下一处理单元进行处理。也就是说，加压风机105启动后，能够在排气管104中产生负压，从而使收集盒160中收集的气体进入排气管104，并从排气管104排出。

进一步的，外筒110的顶部安装有定位筒180，定位筒180位于外筒110中，进口111位于定位筒180围成的区域中。内筒120的一端套接在定位筒180为，二者可以通过轴承连接。内筒120的另一端封闭，并且内筒120的另一端与驱动机构140连接。内筒120的底部与外筒110之间具有间距，从而形成气体通道116，气体通道116与第二出口114连通，在气液分离过程中，气体被压入气体通道116，从而从第二出口114进入收集盒160中。

请结合图2，进一步的，外筒110内还安装有挡板170，挡板170设于收集槽112中，且挡板170在收集槽112的延伸方向上隔断收集槽112。挡板170与第二出口114相邻设置，也即，挡板170的靠近第二出口114的板面与构成第二出口114的孔壁在收集槽112的延伸方向上的距离为零。如此，在收集槽112中沿收集槽112的延伸方向流动的由油水等物质构成的混合液不会形成环流，而是在流动至挡板170处时被挡板170所阻挡，从而利于混合液从第二出口114处流出，不易造成混合液积留于收集槽112中，影响气液分离。

进一步的，在外筒110的轴线延伸方向上，挡板170与导流叶片190之间具有间距，也即挡板170低于导流叶片190，挡板170不会阻碍导流叶片190的转动。

请结合图3和图4，可选的，内筒120的外周壁安装有多个涡流叶片130，每个涡流叶片130的横截面形状为水滴形。应当理解，涡流叶片130的数量按需设置，本实施例中不进行具体限定；多个涡流叶片130在内筒120的周向上均匀间隔排布。进一步的，内筒120的外周壁还安装有多个导流叶片190，每个导流叶片190设置为折弯板，多个导流叶片190在内筒120的外周壁上均匀间隔排布。导流叶片190随内筒120一起转动，导流叶片190用于引导气体进入气体通道116并进入第二出口114。

本实施例中，可选的，驱动机构140可以设置为电机，电机固定在外筒110内，并且电机输出轴穿设于中心孔并与内筒120的底部连接，从而带动内筒120自转。内筒120转动时，涡流叶片130和导流叶片190一起转动。

显然，在其他实施例中，驱动机构140还可以包括齿轮等传动结构，电机通过传动结构与内筒120传动连接，能够带动内筒120自转即可。

本实施例中，可选的，涡流气液分离装置100还包括减震座101、减震弹簧102和定位凸耳103，减震座101通过减震弹簧102与定位凸耳103连接，定位凸耳103与外筒110固定连接。内筒120转动过程中产生的振动能够通过外筒110传递至减震弹簧102，从而起到缓冲吸能的作用，延长设备的使用寿命。

应当理解，减震座101、减震弹簧102和定位凸耳103构成的减震机构的数量按需设置，例如，可以在外筒110的周向均匀布设三个减震机构，增强缓冲吸能效果，也增强装置的稳定性。

请参阅图5和图6，本实施例提供的涡流气液分离装置100，通过电机驱动内筒120转动，带动涡流叶片130和导流叶片190一起转动。从引导筒150排入的混合气从进口111进入内筒120中，在离心力的作用下，混合气穿过内筒120上的通孔并进入环形腔中，由于液体和气体质量的不同，油水等物质构成的混合液更加靠近外筒110的周壁，从而在外筒110周壁上的引导槽115的作用下汇集在外筒110底部的收集槽112中，并且从第一出口113排出。而气体在导流叶片190的作用下被压入外筒110和内筒120之间形成的气体通道116中，并进入收集盒160中，最终从第二出口114排出，如此，气液分离效果好。

本实施例还提供了一种气液分离系统，包括油水中转器200、第一油泵300、第二油泵400和上述实施例的涡流气液分离装置100。外筒110底部的第一出口113与油水中转器200通过第一油泵300连通，并且第一油泵300的出口连通有排油管310，排油管310插入油水中转器200中，排油管310远离第一油泵300的出口与油水中转器200的底部之间的距离大致为油水中转器200深度的1/3。第二油泵400与油水中转器200的储油腔室连通，并且，第二油泵400的出油口设有电磁阀500。

进一步的，油水中转器200上还安装有两个液位探测器600，两个液位探测的高度不等。两个液位探测器600分别用于探测油水中装器中的高液位001和低液位002，排油管310远离第一油泵300的一端位于低液位002以下。在油水分离过程中，如果油水混合液高于高液位001后容易溢出；而油水混合液低于低液位002后，容易出现安全事故。通过设置液位探测器600实时检测液位，能够提高安全性。

应当理解，能够利用第二油泵400和电磁阀500配合从而控制油水中转器200中油水混合液的量。

本实施例中，当油水混合液从第一出口113进入油水中转器200后，根据油水的特性，重油比水的质量重，会沉淀到油水中转器200底部，水和轻质油类因为质量较小，将会停留在油水中转器200的上部。油水的密封采用液体水位密封的方式进行密封，所以在油水中转器200里设置低液位002，保证油水进入油水中转室内不会因缺水而发生危险。

应当理解，气液分离系统还可以包括控制器700，驱动机构140、第一油泵300、第二油泵400和电磁阀500等电器元件均与控制器700通信连接，实现自动化控制。

本实施例提供的气液分离系统，油、水、气等混合物分离效果好。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡流气液分离装置，其特征在于，包括：

外筒(110)、具有多个通孔的内筒(120)、涡流叶片(130)和驱动机构(140)，所述外筒(110)的一端设有进口(111)，另一端设有收集槽(112)以及与所述收集槽(112)连通的第一出口(113)和第二出口(114)；所述外筒(110)的内周壁设有与所述收集槽(112)连通的引导槽(115)；所述内筒(120)设于所述外筒(110)内，所述内筒(120)与所述进口(111)连通，所述内筒(120)与所述外筒(110)共同限定出环形腔，所述多个通孔均与所述环形腔连通；所述涡流叶片(130)与所述内筒(120)固定连接且位于所述环形腔内；所述驱动机构(140)安装于所述外筒(110)上，所述驱动机构(140)与所述内筒(120)连接，用于驱动所述内筒(120)自转。

2.根据权利要求1所述的涡流气液分离装置，其特征在于：

所述收集槽(112)设置为环形槽；所述涡流气液分离装置还包括挡板(170)，所述挡板(170)设于所述收集槽(112)中，以在所述收集槽(112)的延伸方向上隔断所述收集槽(112)；所述第一出口(113)设于所述收集槽(112)的槽底壁上且与所述挡板相邻。

3.根据权利要求1所述的涡流气液分离装置，其特征在于：

所述涡流气液分离装置还包括导流叶片(190)，所述导流叶片(190)与所述内筒(120)固定连接，所述导流叶片(190)位于所述环形腔内且位于所述涡流叶片(130)的下方，所述导流叶片(190)用于引导气体朝所述第二出口(114)流动。

4.根据权利要求1所述的涡流气液分离装置，其特征在于：

所述外筒(110)上设置有用于通入蒸气的入口(151)。

5.根据权利要求1所述的涡流气液分离装置，其特征在于：

所述涡流气液分离装置还包括减震座(101)、减震弹簧(102)和定位凸耳(103)，所述减震座(101)通过所述减震弹簧(102)与所述定位凸耳(103)连接，所述定位凸耳(103)与所述外筒(110)固定连接。

6.根据权利要求1所述的涡流气液分离装置，其特征在于：

所述涡流气液分离装置还包括排气管(104)和加压风机(105)，所述排气管(104)与所述第二出口(114)连通，所述加压风机(105)设于所述排气管(104)上，用于使所述排气管(104)远离所述第二出口(114)的一端产生负压。

7.一种气液分离系统，其特征在于，所述气液分离系统包括：

油水中转器(200)和权利要求1-6中任一项所述的涡流气液分离装置，所述第一出口(113)与所述油水中转器(200)连通。

8.根据权利要求7所述的气液分离系统，其特征在于：

所述气液分离系统还包括第一油泵(300)和第二油泵(400)，所述第一油泵(300)设于连通所述油水中转器(200)和所述第一出口(113)的管路上；所述第二油泵(400)设于与所述油水中转器(200)的储油腔室连通的管路上。

9.根据权利要求8所述的气液分离系统，其特征在于：

与所述油水中转器(200)的储油腔室连通的管路上设置有电磁阀(500)。

10.根据权利要求7所述的气液分离系统，其特征在于：

所述油水中转器(200)内设置有两个液位探测器(600)，所述两个液位探测的高度不等。

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