包括旋流器的分離裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分離裝置，其包括由板材制成的旋流器(1，20，30)，旋流器包括多個葉片(4)，葉片具有界定入口角(α)的流動入口側(cè)邊緣(6)和界定出口角(β)的流動出口側(cè)邊緣(8)。流動入口側(cè)邊緣和流動出口側(cè)邊緣從中央部分(3)延伸至外周邊緣(9)，所述外周邊緣在流動入口邊緣的端點和流動出口邊緣的端點之間延伸。入口角大于出口角。通過在坯料(10)上切出切割線來制成旋流器，切割線界定旋流器的多個葉片(4)的外周邊緣、流動入口邊緣和流動出口邊緣。隨后使葉片彎曲以界定出口角和入口角?？晒┻x擇地，使旋流器與一個或多個相應(yīng)地被切割和彎曲的旋流器相疊置，以形成單個的旋流器(20，30)。
【專利說明】包括旋流器的分離裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括旋流器的分離裝置，該旋流器可由板材切割而成，并包括多個葉片。
【背景技術(shù)】
[0002]旋流器可使用在分離裝置中進行分離，它們在流體流中產(chǎn)生離心漩渦，流體例如是氣體或液體，液體還可選地包含固體顆粒。通常使用旋流器將液體成分與氣體分離。
[0003]在低成本應(yīng)用中，旋流器可由板材(如，金屬板或金屬還料)切割而成?？蓮慕饘倥髁祥_始切割，來形成旋流器，例如可通過激光切割方式進行切割，利用徑向切割線分離相鄰的葉片，使環(huán)形外周切割線的半徑對應(yīng)于通道(旋流器將布置在其中)半徑。
[0004]實際中，這類旋流器會產(chǎn)生相對大的摩擦，從而會導(dǎo)致壓降更大，能量損失更多。旋流效率也會低于其他類型的旋流器。
[0005]如果遠離原始金屬板材的平面彎曲平坦葉片，那么，從平面圖角度所示，彎曲的葉片不能覆蓋全部流動區(qū)域，葉片之間、以及葉片和其內(nèi)布置有旋流器的通道的內(nèi)壁之間會產(chǎn)生間隙。因此，一部分氣體正好流經(jīng)旋流器，而不會被旋流器直接撞擊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種成本低的旋流器，其分離流體的效率提高，更具體而言，在氣液混合物中分離出液體的效率提高。另一個目的是提供一種壓降更小的旋流器。
[0007]—種由板材制成的旋流器能達到本發(fā)明的目的，該旋流器包括多個葉片，葉片具有界定入口角的流動入口側(cè)邊緣和界定出口角的流動出口側(cè)邊緣。流動入口側(cè)邊緣和流動出口側(cè)邊緣從中央部分延伸至外周邊緣。所述外周邊緣在流動入口邊緣的端點和流動出口邊緣的端點之間延伸。將葉片彎曲，使得入口角大于出口角。
[0008]在這種情況下，從側(cè)視圖所示，入口角為葉片入口部分和形成旋流器的坯料的平面之間的角度。相應(yīng)地，從側(cè)視圖所示，出口角為葉片出口部分和形成旋流器的坯料的平面之間的角度。如果入口角大于大約70度,如,大于80度或大致為90度,那么，入口部分基本上與進入旋流器的氣流的常規(guī)流動方向一致。這樣，可逐漸朝出口部分引導(dǎo)氣流。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這樣能顯著減小壓降。合適的出口角范圍例如為30度至60度，優(yōu)選為40度-50度，從而旋流效率高，但是根據(jù)應(yīng)用情況也可采用其他的出口角度。
[0009]從平面圖的角度所示，如果將彎曲葉片的外周邊緣制成為圓形，那么將能有效地防止在所述外周邊緣和通道壁之間形成間隙。通過切割葉片，使出口邊緣大于入口側(cè)邊緣，這樣就能實現(xiàn)上述目的。出口角更大的話，將要求入口側(cè)邊緣和出口側(cè)邊緣之間的長度差更大。
[0010]在另一實施例中，可將兩個或更多個金屬板材子旋流器疊置在一起來制成旋流器。一個子旋流器的葉片可卷曲在另一子旋流器的葉片之間。這樣可讓葉片數(shù)量變成兩倍或三倍，其優(yōu)點在于:在平面圖角度所示，旋流器是完全關(guān)閉的，在氣體不被撞擊的情況下，沒有氣體通過旋流器。優(yōu)選地，旋流器中的子旋流器是相同的。
[0011]子旋流器例如包括2、3或4個葉片。疊置這些旋流器，使葉片相互之間等間距布置，但是，如果需要，也可采用其他的間距布置方式。
[0012]可供選擇地，可將流動入口邊緣平截而使其基本上垂直于流動方向。這樣，可將旋流器的高度制造得更小。
[0013]通過在金屬坯料上形成切割線來界定旋流器的多個葉片的外周邊緣、流動入口邊緣和流動出口邊緣，這樣可低成本地制造所公開的旋流器。隨后使葉片彎曲以界定出口角和入口角，使入口角大于出口角。
[0014]坯料可以是金屬板材，如鋼。可通過激光切割或任何其他合適的切割技術(shù)來進行切割。
[0015]界定所述外周邊緣的切割線可在第一徑向切割線的端點和形成第二切割線的端點的下一徑向切割線上的點之間以一定距離延伸。這樣，可使出口側(cè)邊緣大于入口側(cè)邊緣，可使葉片彎曲以使外周邊緣接合通道壁面，而不會在外周邊緣和通道壁之間形成較大的間隙。
[0016]用于界定所述外周邊緣的切割線可在其一個端點處或在兩端點之間中斷，以在葉片和坯料的剩余部分之間形成材料橋接，坯料的剩余部分例如可形成為外周環(huán)。
[0017]將具有彎曲葉片的被切割的旋流器與一個或更多個相應(yīng)地被切割和被彎曲的旋流器疊置，形成單個的疊置旋流器，從而制造出上面所公開的那種類型的疊置旋流器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]現(xiàn)在將參照附圖描述典型實施例，附圖如下:
[0019]圖1A:示出了旋流器的某典型實施例的透視圖；
[0020]圖1B:示出了圖1A中的旋流器的平面圖；
[0021]圖1C:示出了圖1A中的旋流器的側(cè)視圖；
[0022]圖1D:示出了用于形成圖1A中的旋流器的坯料的平面圖；
[0023]圖2A:示出了旋流器的第二典型實施例的透視圖；
[0024]圖2B:示出了圖2A中的旋流器的側(cè)視圖；
[0025]圖2C:示出了圖2A中的旋流器的流動出口側(cè)的平面圖；
[0026]圖2D:示出了圖2A中的旋流器的流動入口側(cè)的平面圖；
[0027]圖3:示出了旋流器的第三典型實施例。
【具體實施方式】
[0028]圖1A-1C示出了金屬板材旋流器I的典型實施例，該旋流器包括外周環(huán)2、中央部分3和三個在徑向上等距布置的葉片4，這些葉片4橋接中央部分3和外周環(huán)2。這些葉片4的尺寸和形狀相同。葉片4具有位于流動入口側(cè)邊緣6處的流動入口部分5、以及位于流動出口側(cè)邊緣8處的流動出口部分7。
[0029]如圖1C所示，流動入口部分5與經(jīng)過環(huán)2和中央部分3的平面之間界定大致為90度的入口角α，上述平面構(gòu)成原始金屬板材坯料的平面。流動出口部分7界定大致為40度的出口角β。流動入口側(cè)邊緣6被平截成基本上垂直于流動方向(如圖1C中的箭頭A所示)O
[0030]在該所示的實施例中，葉片4的流動入口部分5從具有90度的入口角逐漸彎曲至具有40度的出口角，出口角為40度的位置是圖1A中的假想線B所示的位置。在可供選擇的實施例中，線B可位于更高或更低的位置上。葉片4的彎曲部分的彎曲半徑例如是不變的或從入口邊緣朝線B逐漸增加或減小。流動出口部分7平坦，保持大致為40度的角度不變。在可供選擇的實施例中，流動入口部分5也可具有位于流動入口邊緣附近的平坦部分；和/或，流動出口部分7也可彎曲至逐漸到達流動出口邊緣8處的合適位置上，而實現(xiàn)所需的出口角。
[0031]如圖1B所示，葉片4具有外周邊緣9，它們共同界定平面圖中所示的圓形輪廓。這樣，外周邊緣9接合通道壁面(未示出)，而使得兩者之間不會存在較大的間隙。
[0032]圖1D示出了用于旋流器I的金屬板材坯料10在形成切割線之后的狀態(tài)。切出徑向切割線11以至少局部地界定葉片4的流動入口邊緣6和流動出口邊緣8。徑向切割線11由界定葉片4的外周邊緣9的切割線12橋接。切割線12的形狀被設(shè)置成:在葉片4彎曲成最終形狀之后，使外周邊緣9遵循平面圖中的圓形輪廓。因此，與切割線12在入口邊緣6處的端點14相比，切割線12在出口邊緣8側(cè)的端點13與中央部分3之間的徑向距離要更大。
[0033]為了平截流動入口邊緣6，要切去三角形部分15。隨后將葉片4彎曲成最終的形狀。可選擇地，外周環(huán)2可去除掉，或保留該外周環(huán)以支撐緊固件或類似件。
[0034]如圖1B所示，間隙16在葉片4之間是敞開的。因此，一部分氣體能流經(jīng)葉片4而不會被旋動。為了提高旋流效率，兩個相同的旋流器I可作為子旋流器疊置在一起以形成如圖2A-2D中所示的單一的旋流器20。子旋流器I疊置在一起，使等間距布置的葉片4相鄰接(entangling)，使環(huán)2相互連接。環(huán)2配置有孔17。當葉片4保持等間距布置時，下部的子旋流器I的孔17與上部的子旋流器I的孔17對齊。
[0035]圖2C和2D分別從下游角度和上游角度示出了旋流器20的平面圖。圖2C示出了筆直的流動出口邊緣6，圖2D示出了被平截的流動入口邊緣6。葉片4覆蓋整個圓形流動區(qū)域。穿過旋流器20的任何氣體將被葉片4撞擊，使氣體旋流。根據(jù)葉片4的方向，氣流可在順時針或逆時針方向上旋流。
[0036]環(huán)2例如可用于將旋流器20緊固在管端處或兩管之間，這樣，葉片4位于由所述管界定的通道內(nèi)，而環(huán)2就不跨越所述通道的流動路徑。
[0037]如果旋流器位于通道內(nèi)而與通道端部間隔一定距離，那么，可使用不具有任何外周環(huán)2的旋流器。圖3示出了另一實施例，即，這種無環(huán)旋流器30，其類似于圖2A-2C中的旋流器20，不同之處在于，去除掉了環(huán)2。旋流器30由兩個無環(huán)的子旋流器疊置而成。
[0038]中央部分3相對于葉片4而言可較小，或者可將中央部分3制造得更大。更大的中央部分3通常會產(chǎn)生更大的壓降。在所示的實施例中，中央部分3定位在葉片4的流動出口部分7和流動入口部分5之間。可供選擇地，可使用中央部分將兩個或更多個子旋流器相互連接，例如通過螺栓連接方式連接。
【權(quán)利要求】
1.一種分離裝置，其包括由板材制成的旋流器(1，20，30)，旋流器包括多個葉片(4)，所述葉片具有界定入口角(α)的流動入口側(cè)邊緣(6)和界定出口角(β)的流動出口側(cè)邊緣(8);其中，流動入口側(cè)邊緣和流動出口側(cè)邊緣從中央部分(3)延伸至外周邊緣(9)，其中，所述外周邊緣在流動入口邊緣的端點和流動出口邊緣的端點之間延伸；其中，所述入口角大于出口角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的分離裝置，其中，入口角(α)至少為70度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的分離裝置，其中，出口角(β)的范圍為20度至60度。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的分離裝置，其中，所述外周邊緣在平面圖中為圓形。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的分離裝置，其中，旋流器(20，30)包括至少兩個疊置的金屬板材制子旋流器(I)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的分離裝置，其中，兩個子旋流器均包括2-4個葉片(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的分離裝置，其中，疊置的子旋流器(I)相對地布置，使得葉片(4)相互之間等間距布置。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的分離裝置，其中，流動入口邊緣(6)被平截成基本上垂直于流動方向(A)。
9.一種制造旋流器的方法，該旋流器用于根據(jù)前述任一權(quán)利要求的分離裝置中，其中，在板坯料(10)上切出切割線以界定旋流器的多個葉片的外周邊緣、流動入口邊緣和流動出口邊緣，隨后將葉片彎曲以界定出口角和入口角，使入口角大于出口角。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，使具有彎曲葉片(4)的旋流器與一個或多個相應(yīng)地被切割和彎曲的旋流器相疊置，以形成單個的旋流器(20，30)。
【文檔編號】F23C7/00GK104040256SQ201280066946
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月16日
【發(fā)明者】H·阿爾托夫, J·克蓬, J·J·克龍 申請人:國際殼牌研究有限公司