專利名稱：一種氣液分離方法、分離器及安裝有該分離器的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分離方法及設(shè)備，尤其是涉及一種氣液分離方法及氣液分離設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，在化工、石化行業(yè)的氣液分離設(shè)備中主要涉及如下幾類氣液分離方法一是重力分離器，主要是依靠重力進(jìn)行沉降分離，氣液流量越低，容器尺寸越大，氣液分離效率越高，但是該方法往往不僅需要大容器，而且需要足夠的沉降時(shí)間，因此很少用于除去300μm以下的液滴。
二是采用離心分離器或旋風(fēng)分離器，通過產(chǎn)生數(shù)倍于重力的離心力，一般用于去除100μm以上的液滴，但經(jīng)其處理后的氣體沖動(dòng)力很大，對(duì)后續(xù)處理裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和可靠性要求往往有特殊要求。
三是采用油霧消除器，利用其內(nèi)部通常裝有的纖維或?yàn)V網(wǎng)制成的過濾墊，流速很低，容器大，它能除去1-5μm的細(xì)小液滴。
四是采用氣液聚結(jié)器，利用其具有油霧消除器和葉片分離器的特征，這種高效的分離聚結(jié)器，通常可使油氣通過其外層聚結(jié)性強(qiáng)的微細(xì)纖維組成的濾芯，這種濾芯能夠捕獲0.1μm的液滴。
目前廣泛應(yīng)用的氣液分離器在處理混合物氣液比相對(duì)穩(wěn)定的情況下，都有比較好的效果，但對(duì)于氣液比變化范圍比較大的氣液混合物進(jìn)行分離，還沒有很好地解決。
此外，現(xiàn)有的設(shè)備如氣液分離器中使用的液位控制裝置一般分為機(jī)械式和電磁式兩種，對(duì)于易燃易爆液體一般采用機(jī)械式的液位控制裝置，而機(jī)械式的液位自動(dòng)控制裝置多采用浮子閥結(jié)構(gòu)，由浮球直接開/關(guān)液路進(jìn)出口，在壓容器內(nèi)由于壓力變化和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，這種結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在關(guān)閉時(shí)關(guān)不嚴(yán)、打開時(shí)打不開的現(xiàn)象，無法有效地針對(duì)不同工況自動(dòng)控制通斷。
此外，現(xiàn)有設(shè)備往往結(jié)構(gòu)尺寸較大，不能有效地集成整體分離設(shè)備，導(dǎo)致移動(dòng)性較差，不便于進(jìn)行移動(dòng)方式作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種綜合性氣液分離方法及設(shè)備，其能夠?qū)庖罕茸兓秶容^大的氣液混合物進(jìn)行有效分離，且整體設(shè)備集成性好，結(jié)構(gòu)優(yōu)化、合理。
為了實(shí)現(xiàn)上述方法，本發(fā)明提供了一種氣液分離方法，其特點(diǎn)在于，包括如下步驟步驟一，設(shè)置一級(jí)旋風(fēng)分離過程，用于將氣液混合流體切向進(jìn)入罐體并在腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，液體從底部出口排口，氣體及其夾帶的小液滴則從上部中間出口排出；步驟二，設(shè)置一穩(wěn)流分離過程，用于將由所述一級(jí)旋風(fēng)分離后的氣液分別輸入穩(wěn)流罐內(nèi)，對(duì)氣體中夾帶的液滴充分進(jìn)行重力沉降，氣液進(jìn)一步分層后經(jīng)液位控制分別平穩(wěn)地排出氣體和液體；步驟三，設(shè)置二級(jí)旋流分離過程，用于將由所述穩(wěn)流分離過程排出的含液滴的氣流先后進(jìn)行外旋氣流分離和內(nèi)旋氣流分離，凈化氣從上部中間排出。
步驟四，設(shè)置聚結(jié)過濾過程，用于將由所述二級(jí)旋風(fēng)分離過程排出的氣體進(jìn)行多層過濾聚結(jié)，并將過濾后的氣體排出，同時(shí)將氣體中的霧狀液體取聚結(jié)成液滴排出。
上述氣液分離方法，其特點(diǎn)在于，在進(jìn)行步驟一之前，還包括進(jìn)行氣液限流的步驟，用于根據(jù)前后端壓差變化自動(dòng)控制過流面積使氣液兩相流的峰值不超過給定值。
上述氣液分離方法，其特點(diǎn)在于，在進(jìn)行步驟一之前，還包括進(jìn)行初級(jí)過濾的步驟，用于去除氣液混合物中雜質(zhì)。
上述氣液分離方法，其特點(diǎn)在于，在進(jìn)行步驟四后，將純凈氣體經(jīng)阻火器直接排入大氣。
上述氣液分離方法，其特點(diǎn)在于，經(jīng)一級(jí)旋風(fēng)分離出的氣體中液體夾帶量小于5％；經(jīng)穩(wěn)流分離出的氣體中霧滴粒度小于20μm，經(jīng)二級(jí)旋風(fēng)分離出的氣體中霧滴粒度小于0.1μm。
上述氣液分離方法，其特點(diǎn)在于，在步驟二的穩(wěn)流分離過程中采用無壓干涉浮子液位控制方式通過浮子的浮力和重力差的變化調(diào)節(jié)過流面積，從而自動(dòng)控制穩(wěn)流罐內(nèi)氣體和液體排出。
為了更好地實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種氣液分離器，其特點(diǎn)在于，包括一級(jí)旋風(fēng)分離器，用于將氣液混合流體切向進(jìn)入罐體并在罐體腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，液體從罐底部出口排口，氣體及其夾帶的小液滴則從罐蓋中間出口排出；穩(wěn)流分離裝置，用于將所述一級(jí)旋風(fēng)分離器分離的氣液通過氣液進(jìn)口輸入穩(wěn)流罐內(nèi)，在所述穩(wěn)流罐內(nèi)對(duì)氣液分層，使氣體中夾帶的液滴充分進(jìn)行重力沉降，并將氣體和液體經(jīng)在穩(wěn)流罐的氣液出口處安裝的液位控制閥分別排出；二級(jí)旋流分離器，用于將由所述穩(wěn)流分離裝置排出的含液滴的氣流在筒體上部進(jìn)口沿筒壁切向輸入筒內(nèi)形成外旋氣流，并利用筒體下部的錐體形成內(nèi)旋氣流，旋分后的液體進(jìn)入錐體底部的排液管，旋分后的氣體從筒體上部中間排氣管排出；聚結(jié)過濾器，用于將由所述二級(jí)旋風(fēng)分離器排出的氣體依次通過進(jìn)口段、濾芯段和出口段，所述濾芯段設(shè)置有多層聚結(jié)濾芯，氣體中的小液滴徑向通過多層介質(zhì)孔隙匯聚成大液滴經(jīng)積液槽排出，過濾后的純凈氣體經(jīng)出口段排出。
上述的氣液分離器，其特點(diǎn)在于，在所述一級(jí)流風(fēng)分離器進(jìn)口外還設(shè)置有一限流器。
上述的氣液分離器，其特點(diǎn)在于，所述穩(wěn)流分離裝置中的液位控制閥為無壓干涉浮子液位控制閥。
上述的氣液分離器，其特點(diǎn)在于，所述液位控制閥進(jìn)一步包括浮子、閥桿、密封蓋、外罩桶、內(nèi)罩桶、隔離桶腔；所述閥桿為中空管，所述閥桿的封閉端與所述浮子連接，所述閥桿的開口端的側(cè)壁上開有側(cè)壁通孔；所述內(nèi)罩桶與所述密封蓋形成內(nèi)罩桶腔，所述外罩桶的內(nèi)壁與所述內(nèi)罩桶的外壁之間形成隔層腔，所述外罩桶的底板與所述內(nèi)罩桶的底板間形成隔離桶腔，所述隔離桶腔與所述隔層腔相通，所述外罩桶與內(nèi)罩桶的底板上設(shè)有同軸孔，所述閥桿穿過所述同軸孔設(shè)置在所述隔離桶腔和內(nèi)罩桶腔內(nèi)，所述側(cè)壁通孔隨所述閥桿移動(dòng)實(shí)現(xiàn)所述隔離桶腔與內(nèi)罩桶腔之間的導(dǎo)通/隔斷；所述隔層腔通過所述密封蓋上的通道與所述罐體的排氣/排液出口相連，所述外罩桶與所述內(nèi)罩桶上設(shè)置有封閉通道形成與所述內(nèi)罩桶腔連通的入口。
上述的氣液分離器，其特點(diǎn)在于，在所述外罩桶底板的軸孔或/和所述內(nèi)罩桶底板的同軸孔上還開設(shè)有放置密封圈的環(huán)形溝槽。
上述的氣液分離器，其特點(diǎn)在于，還包括一密封圈，所述密封圈設(shè)置在所述閥桿中部外側(cè)壁上的環(huán)形溝槽內(nèi)。
上述氣液分離器，其特點(diǎn)在于，還包括一限位圈，所述限位圈設(shè)置在所述閥桿封閉端外側(cè)壁上。
上述的氣液分離器，其特點(diǎn)在于，所述罐體為臥式罐狀容器，所述液位控制閥為兩個(gè)，且分別設(shè)置在所述臥式罐狀容器的氣體出口和液體出口上。
上述的氣液分離器，其特點(diǎn)在于，所述閥桿依次通過鉸接部件與所述浮子連接，所述鉸接部件設(shè)置在所述連桿的中間，所述連桿的一端鉸接在固定桿上，所述連桿的另一端連接所述浮子的一端，所述浮子的另一端安裝在一固定導(dǎo)軌上，所述固定桿和固定導(dǎo)軌安裝在所述罐體內(nèi)壁上。
上述的氣液分離器，其特點(diǎn)在于，在所述聚結(jié)過濾器的排氣管還后接有一阻火器。
上述的氣液分離器，其特點(diǎn)在于，所述二級(jí)旋流分離器為多個(gè)并列設(shè)置的旋流分離器。
上述的氣液分離器，其特征在于，所述二級(jí)旋流分離器的排液管連接到一積液罐。
此外，本發(fā)明還有一個(gè)目的，是提供一種帶集成性氣液分離器的車輛，其可根據(jù)不同的處理對(duì)象進(jìn)行移動(dòng)作業(yè)。
為此，本發(fā)明提供一種安裝有氣液分離器的車輛，其特點(diǎn)在于，包括車架和安裝在車架上的氣液分離器，所述氣液分離器是采用了上述分離方法而構(gòu)成的氣液分離器。
該方法采用了旋風(fēng)分離、重力分離、聚結(jié)分離等分離技術(shù)，將氣液兩相流成功地分離，且可以處理液多氣少、液少氣多以及液量氣量變化不定的工況。
該氣液分離器采用了三級(jí)處理器進(jìn)行分離空氣和油組成的混合氣的相變過程，液滴粒度大到數(shù)毫米，小到微米，在分離過程中氣液混合物的氣液比可以從0到100％。


圖1是本發(fā)明揭示的一種集成式氣液分離器的工作流程圖；圖2是本發(fā)明揭示的一種氣液分離器的示意圖；圖3是本發(fā)明所示氣液分離器中穩(wěn)流分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a、圖3b和圖3c是圖3中穩(wěn)流分離裝置使用的氣液控制閥結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明所揭示的氣液分離器中聚結(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明所揭示一種安裝有氣液分離器的車架示意圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，本發(fā)明所示的氣液分離方法，包括如下步驟初處理步驟，利用清管球接收裝置7與外接待處理的混合流體排出管連接；并利用初過濾器進(jìn)行粗過濾去除混合流體中的雜質(zhì)，再將該混合氣體通過氣液限流器6，在該氣液限流器6的作用下該混合流體的速度基本平穩(wěn)。該氣液限流器6的作用是限制進(jìn)入分離器的不穩(wěn)定氣液兩相流的峰值流速不超過給定值，其采用差壓限流方式，即管線氣液流量突然增大時(shí)，兩端壓差也同時(shí)增大，內(nèi)部活塞運(yùn)動(dòng)，減少過流截面，從而實(shí)現(xiàn)限流目的。在此基本上，進(jìn)一步開始?xì)庖悍蛛x處理過程。
步驟1，將待處理的混合流體經(jīng)過一級(jí)旋風(fēng)分離器2進(jìn)行一級(jí)旋風(fēng)分離過程，使油氣相分離，液體從底部出口流出，夾帶少量液體的氣體經(jīng)上總出口進(jìn)入穩(wěn)流分離裝置1。在該步驟中，經(jīng)其分離出的氣體中的液體夾帶量小于5％，且液體中不夾帶氣體。
步驟2，將由一級(jí)旋風(fēng)分離過程分離的氣體從上部進(jìn)口進(jìn)入穩(wěn)流分離裝置1，該穩(wěn)流分離裝置1為一臥式容器罐，分為氣液進(jìn)口區(qū)和氣液出口區(qū)，經(jīng)一級(jí)旋風(fēng)分離過程粗分離后的氣液體分別從上部和下部進(jìn)入到穩(wěn)流分離裝置如穩(wěn)流罐體內(nèi)，進(jìn)行重力分離，便于氣液分層和液位控制。由于該穩(wěn)流罐體容積較大，氣液分離介面即液體表面，流度較低，兩相界面相對(duì)平穩(wěn)，氣體中夾帶的大的液滴在此充分重力沉降，分離的氣體經(jīng)液位控制閥平穩(wěn)地進(jìn)入到二級(jí)旋流分離過程，液體則直接進(jìn)入終端容器。
在本實(shí)施中，該液位控制閥采用無壓干涉雙浮子液位控制閥，用于自動(dòng)地控制氣體和液體排出，該液位控制閥的通/斷不受容器內(nèi)外壓差的影響，具有匹配的質(zhì)量和浮力，實(shí)現(xiàn)可靠的、機(jī)械的動(dòng)密封。通過其浮子連桿機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)浮子的浮力和重力差的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)過流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。隨著氣液混合物的進(jìn)入，液位上升，浮子依靠浮力的作用上浮，液路出口逐漸開大，氣路出口逐漸關(guān)小；反之，當(dāng)浮子隨著液面不斷下降時(shí)，氣路出口逐漸打開，液路則逐漸關(guān)閉，當(dāng)液面下降到一定的位置時(shí)，浮子則完全關(guān)閉液路，打開氣路，自動(dòng)完成一次氣液控制。
步驟3，二級(jí)旋流分離過程，用于去除氣體中粒度大于20μm的霧滴。由穩(wěn)流分離過程排出的含液滴氣流經(jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入旋流分離器3，該氣流將由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓筒體呈螺旋形向下錐體運(yùn)動(dòng)，通常稱為“外旋氣流”。含液滴的氣體在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力，將重度大的液滴甩向器壁，液滴一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動(dòng)量和向下的重力沿壁面向下旋動(dòng)，進(jìn)入排液管。旋轉(zhuǎn)向下的外旋氣流在到達(dá)錐體時(shí)，圓錐形的收縮煩面向旋流器中心靠擾。根據(jù)“旋轉(zhuǎn)矩”不變的原理，其切向速度不斷提高。當(dāng)氣流到達(dá)錐體一端某一位置時(shí)，即以同樣的方向從旋流器中部由下向上反轉(zhuǎn)而上，繼續(xù)螺旋形運(yùn)動(dòng)，即“內(nèi)旋氣流”。最后凈化氣排氣管排出旋流器外。
步驟4，聚結(jié)過程，用于去除粒度大于0.1μm的油霧。將由二級(jí)旋流分離過程凈化的氣體進(jìn)入聚結(jié)器5進(jìn)行處理。經(jīng)過進(jìn)口空間的短距離重力沉降，進(jìn)入聚結(jié)濾芯。高效聚結(jié)濾芯具有多層過濾介質(zhì)，其孔徑是逐層遞增的。為了實(shí)現(xiàn)不同精度的過濾效果，可選用相應(yīng)的濾芯。當(dāng)流體流過過濾介質(zhì)時(shí)，小液滴徑向通過介質(zhì)孔隙，逐漸匯聚成大液滴，大液滴在重力作用下，落入容器底部積液槽中，而純凈的氣體進(jìn)入容器腔并經(jīng)出口排出。
步驟5，將純凈的氣體經(jīng)阻火器8，直接排入大氣。
在圖1和圖2中，本發(fā)明所示的氣液分離器，包括三位四通閥7、限流器6、一級(jí)旋風(fēng)分離器2、穩(wěn)流分離裝置1、二級(jí)旋流器3、限壓器4、聚結(jié)器5、阻火器8、積液罐9以及多個(gè)壓力表、二位三通閥和單向閥。其中，該三位四通閥7一路通過限流器6接至一級(jí)旋風(fēng)分離器2。該一級(jí)旋風(fēng)分離器2的排氣管連接至穩(wěn)流分離裝置1氣體入口，該一級(jí)旋風(fēng)分離器2的排液管連接至穩(wěn)流分離裝置1液體入口，該穩(wěn)流分離裝置1的氣體出口連接至二級(jí)旋流器3，該穩(wěn)流分離裝置1通過液體出口排出液體，該二級(jí)旋流器3的氣體出口通過限壓器4連接至聚結(jié)器5，該二級(jí)旋流器3的液體出口連接至一個(gè)二位三通閥，該二位三通閥一路連接至積液罐9，另一路連接至該穩(wěn)流分離裝置1的氣體出口。聚結(jié)器5的凈化氣出口通過阻火器8排入大氣，聚結(jié)器5經(jīng)液體出口排出液體。在該三位四通閥7的排出口、一級(jí)旋風(fēng)分離器、穩(wěn)流分離裝置1和聚結(jié)器5等處設(shè)置有壓力表。
在圖3中，本發(fā)明揭示了一種穩(wěn)流裝置，其中，該穩(wěn)流裝置采用一臥式容器罐，分為氣液進(jìn)口區(qū)和氣液出口區(qū)，在氣液進(jìn)口區(qū)，氣/液進(jìn)口30處設(shè)有防沖擊導(dǎo)流檔板31，在氣液出口區(qū)設(shè)置無壓干涉雙浮子液位控制閥。該雙浮子液位控制閥結(jié)構(gòu)參見圖3a、圖3b和圖3c。在圖3、圖3a、圖3b和圖3c中揭示了一種用于該穩(wěn)流裝置的雙浮子式液位控制閥，其主要包括氣/液進(jìn)口30、防沖擊導(dǎo)流檔板31、蓋體60、密封蓋70、密封蓋密封圈80、閥桿90、側(cè)壁通孔91、外罩桶100、內(nèi)罩桶110、隔離桶112、隔層腔100a、內(nèi)罩桶腔110b、鉸鏈部件50、浮子120、O型圈92和連桿40，其中，蓋體60的中間設(shè)置有氣體的出口61，蓋體60與密封蓋70之間形成一空間60a，蓋體60與密封蓋70之間還設(shè)置有密封蓋密封圈80，密封蓋70上的多個(gè)通道71通過空間60a與氣體的出口61連通；該閥桿90為中空管，閥桿90的封閉端通過鉸鏈部件50與浮子120連接，閥桿90的頂端(開口)側(cè)壁上開有8個(gè)矩形的側(cè)壁通孔91；內(nèi)罩桶110與密封蓋70之間封閉形成一個(gè)內(nèi)罩桶腔110b，外罩桶100的內(nèi)壁與內(nèi)罩桶110的外壁之間封閉形成隔層腔100a，外罩桶底板101與內(nèi)罩桶底板111之間封閉形成隔離桶腔112，隔離桶腔112通過其側(cè)壁上的矩形孔112a與隔層腔100a相通，外罩桶底板101上設(shè)有軸孔101a，內(nèi)罩桶底板111上設(shè)有同軸孔111a，該閥桿90穿過軸孔101a和同軸孔111a進(jìn)科隔離桶腔112和內(nèi)罩桶腔110b內(nèi)，該閥桿90上的側(cè)壁通孔91隨閥桿90移動(dòng)使隔離桶腔112與內(nèi)罩桶腔110之間實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通/隔斷；在外罩桶100與內(nèi)罩桶110上設(shè)置有4個(gè)封閉通道110a與內(nèi)罩桶腔110b連通。
為了提高密封性，在外罩桶底板101的軸孔101a上開設(shè)一雙環(huán)形溝槽101b放置O形密封圈或矩形密封圖，當(dāng)然在內(nèi)罩桶底板111的同軸孔111a上也可開設(shè)一環(huán)形溝槽放置O形密封圈進(jìn)一步提供密封性。此外，在閥桿90的封閉端外側(cè)壁上設(shè)置O形限位圈92。當(dāng)閥桿90的側(cè)壁通孔91完全上移至內(nèi)罩桶腔110b時(shí)，該內(nèi)罩桶腔110b與隔離桶腔112被隔離(通過封閉通道110a進(jìn)入內(nèi)罩桶腔110b的氣體無法通過閥桿90的側(cè)壁通孔91進(jìn)入隔離桶腔112和隔層腔100a)，該O形限位圈92隨閥桿90移動(dòng)抵住外罩桶底板101。
此外，在閥桿90中部的外側(cè)還開有環(huán)形溝槽，環(huán)形溝槽內(nèi)也設(shè)置O形密封圈。
該鉸鏈部件50又包括鉸接軸51和鉸鏈座140，鉸鏈座140上開有滑槽141，鉸接軸51設(shè)置在滑槽141內(nèi)以保證閥桿90在垂直方向上移動(dòng)，同時(shí)還可自動(dòng)彌補(bǔ)因液位輕微波動(dòng)引起的液位高低的不同。
在鉸鏈部件50與浮子120之間設(shè)置的連桿40，該連桿40的一端通過鉸接軸131鉸接在固定桿130上，連桿40的另一端通過CRJ快速連接接頭123連接到浮子120的一端，該浮子120的另一端還通過滑塊122安裝在一固定導(dǎo)軌125上。固定桿130和固定導(dǎo)軌125分別固定在罐體10上。在罐體10上加裝浮子120的導(dǎo)軌125可以控制浮子120的運(yùn)動(dòng)在上下方向，并且運(yùn)輸過程中可將浮子120固定，減少震動(dòng)磕碰。由于浮子120與連桿40之間采用CRJ快速連接接頭123，可快速進(jìn)行拆裝組合，在浮子120上還安裝有浮子通氣嘴121。
從圖3中可以看出，上方設(shè)置的該液位控制閥用于分離氣體，下方設(shè)置的該液位控制閥用于分離液體。由于閥桿90在浮子120和連桿40的帶動(dòng)下可自由運(yùn)動(dòng)，為此在閥桿90與外罩桶底板101的軸孔101a及內(nèi)罩桶底板111的同軸孔111a之間往往保留一定間隙。為保證液路或氣路完全關(guān)閉，采用了雙O型密封圈結(jié)構(gòu)密封住上述間隙。這樣，氣路或液路流道只能是經(jīng)過內(nèi)罩桶腔110a進(jìn)入閥桿90的中空腔，經(jīng)過閥桿90側(cè)壁的矩形側(cè)壁通孔91進(jìn)入隔離桶腔112，進(jìn)入外罩桶100與內(nèi)罩桶110的隔層腔100a，再經(jīng)過氣路或液路出口流出。即使氣體夾帶少量的液滴，這種流道結(jié)構(gòu)，可以減少液體進(jìn)入氣路出口的可能性。
進(jìn)行作業(yè)時(shí)，浮子120由于重力作用處于其最低位置，此時(shí)，在下方液體側(cè)，閥桿90的矩形側(cè)壁通孔91完全處于隔離桶腔112內(nèi)，與內(nèi)罩桶腔110b隔離，并與內(nèi)罩桶110和外罩桶100之間形成的隔層腔100a無法連通，液路的出口61關(guān)閉。此時(shí)，在氣體一側(cè)，閥桿90上的矩形側(cè)壁通孔91完全處于隔離桶腔112內(nèi)，與隔層腔100a的腔體流道連通，氣路的出口61打開。氣液混合物通過進(jìn)口30進(jìn)入到氣液分離器的罐體10內(nèi)，氣體從氣體出口61排出，液體積留在罐體10內(nèi)，該穩(wěn)流分離裝置1處于只排氣不排液的工況。
隨著液體積留增加導(dǎo)致液位升高，浮子120依靠浮力的作用上浮，在液體一側(cè)，閥桿90的側(cè)壁通孔91的一部分處于內(nèi)罩桶腔110b內(nèi)，一部分處于隔離桶腔112內(nèi)，即與隔層腔100a部分連通，液路的出口61部分打開。與此同時(shí)，在氣體一側(cè)，閥桿90的側(cè)壁通孔91部分處于隔離桶腔112內(nèi)，部分處于內(nèi)罩桶腔110b內(nèi)，即與隔層腔100a部分連通，氣路的出口61部分打開。此時(shí)，氣體從氣體的出口61排出，液體從液路的出口61排出，該穩(wěn)流分離裝置1處于既排氣又排液的工況。
當(dāng)液位升高到預(yù)定位置后，液體一側(cè)的閥桿90的通孔91完全處于隔離桶腔112內(nèi)時(shí)，與隔層腔100a連通的流道連通，液路的出口61打開；氣體一側(cè)的閥桿90的側(cè)壁通孔91完全處于內(nèi)罩桶腔110b內(nèi)，與隔離桶腔112隔離，隔層腔100a的腔體流道無法連通，氣路的出口61關(guān)閉。此時(shí)，液體只能從液路的出口61排出，該穩(wěn)流分離裝置1處于不排氣只排液的工況。
該穩(wěn)流分離裝置1分離效果明顯，無壓干涉浮子式液位控制閥可安全可靠地進(jìn)行自動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，非常有效地實(shí)現(xiàn)了液位的自動(dòng)控制，特別是解決了有壓容器液位的自動(dòng)控制。
此外，該控制閥不受容器內(nèi)外壓差的影響，浮子連桿結(jié)構(gòu)，具有匹配的質(zhì)量和浮力，浮子依靠浮力與重力之差移動(dòng)閥桿，打開和關(guān)閉液路出口自動(dòng)控制液位。又由于巧妙地設(shè)計(jì)了流道結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)只排氣不排液、既排氣又排液、不排氣只排液三種工況；在運(yùn)動(dòng)件與靜止件間采用可靠的O型圈密封，實(shí)現(xiàn)可靠的、機(jī)械的動(dòng)密封。
在圖4中，揭示了本發(fā)明采用的一種聚結(jié)器結(jié)構(gòu)，該聚結(jié)器5又包括進(jìn)口段510、濾芯段520、出口段540三部分，在濾芯段520含有多個(gè)筒狀高效聚結(jié)濾芯530、積液槽521和排液口522。該聚結(jié)濾芯530由多層過濾介質(zhì)組成，過濾介質(zhì)的孔徑是逐層遞增的。經(jīng)過在進(jìn)口段510的短距離重力沉降，進(jìn)入濾芯段520，當(dāng)流體流過過濾介質(zhì)時(shí)，小液滴徑向通過介質(zhì)孔隙，逐漸匯聚成大液滴，大液滴在重力作用下，落入容器底部積液槽521中并由排液口522排出，而純凈的氣體進(jìn)入容器出口段540經(jīng)出口排出。
在圖5中，本發(fā)明揭示了一種安裝有氣液分離器的車架，通過采用三位四通閥、二位三通閥和多路管路使該氣液分離器具有很好的集成性，將該氣液分離器安裝在移動(dòng)車架上，可十分方便地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)作業(yè)。
該氣液分離器的分離效果明顯，可以有效地處理氣液比從0-100％的氣液混合物，氣液路出口基本上是純的氣體和液體。當(dāng)分離油氣混合物時(shí)，氣路出口的氣體在限范圍內(nèi)。
上述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和設(shè)計(jì)精神進(jìn)行的修改和變動(dòng)，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種氣液分離方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一，設(shè)置一級(jí)旋風(fēng)分離過程，用于將氣液混合流體切向進(jìn)入罐體并在腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，液體從底部出口排口，氣體及其夾帶的小液滴則從上部中間出口排出；步驟二，設(shè)置一穩(wěn)流分離過程，用于將由所述一級(jí)旋風(fēng)分離后的氣液分別輸入穩(wěn)流裝置內(nèi)，對(duì)氣體中夾帶的液滴充分進(jìn)行重力沉降，經(jīng)現(xiàn)氣液分層和液位控制分別平穩(wěn)地排出氣體和液體；步驟三，設(shè)置二級(jí)旋流分離過程，用于將由所述穩(wěn)流分離過程排出的含液滴的氣流先后進(jìn)行外旋氣流分離和內(nèi)旋氣流分離，凈化氣從上部中間排出；步驟四，設(shè)置聚結(jié)過濾過程，用于將由所述二級(jí)旋風(fēng)分離過程排出的氣體進(jìn)行多層過濾聚結(jié)，并將過濾后的氣體排出，同時(shí)將霧狀液體取聚結(jié)成液滴排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液分離方法，其特征在于，在進(jìn)行步驟一之前，還包括進(jìn)行氣液限流的步驟，用于根據(jù)前后端壓差變化自動(dòng)控制過流面積使氣液兩相流的峰值不超過給定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液分離方法，其特征在于，在進(jìn)行步驟一之前，還包括進(jìn)行初級(jí)過濾的步驟，用于去除氣液混合物中雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液分離方法，其特征在于，在進(jìn)行步驟四后，將純凈氣體經(jīng)阻火器直接排入大氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液分離方法，其特征在于，所述一級(jí)旋風(fēng)分離過程用于分離氣體中液體夾帶量大于5％的氣液混合流體；所述二級(jí)旋風(fēng)分離過程用于分離氣體中粒度大于20μm的霧滴，所述聚結(jié)過濾過程用于去除粒度大于0.1μm油霧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣液分離方法，其特征在于，在步驟二的穩(wěn)流分離過程中采用無壓干涉浮子液位控制方式通過浮子的浮力和重力差的變化調(diào)節(jié)過流面積，從而自動(dòng)控制穩(wěn)流裝置內(nèi)氣體和液體排出。
7.一種氣液分離器，其特征在于，包括一級(jí)旋風(fēng)分離器，用于將氣液混合流體切向進(jìn)入罐體并在罐體腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，液體從罐底部出口排口，氣體及其夾帶的小液滴則從罐蓋中間出口排出；穩(wěn)流分離裝置，用于將所述一級(jí)旋風(fēng)分離器分離的氣液通過氣液進(jìn)口輸入穩(wěn)流罐內(nèi)，在所述穩(wěn)流罐內(nèi)對(duì)氣液分層，使氣體中夾帶的液滴充分進(jìn)行重力沉降，并將氣體和液體經(jīng)在穩(wěn)流罐的氣液出口處安裝的液位控制閥分別排出；二級(jí)旋流分離器，用于將由所述穩(wěn)流分離裝置排出的含液滴的氣流在筒體上部進(jìn)口沿筒壁切向輸入筒內(nèi)形成外旋氣流，并利用筒體下部的錐體形成內(nèi)旋氣流，旋分后的液體進(jìn)入錐體底部的排液管，旋分后的氣體從筒體上部中間排氣管排出；聚結(jié)過濾器，用于將由所述二級(jí)旋風(fēng)分離器排出的氣體依次通過進(jìn)口段、濾芯段和出口段，所述濾芯段設(shè)置有多層介質(zhì)的聚結(jié)濾芯，氣體中的小液滴徑向通過多層介質(zhì)孔隙匯聚成大液滴經(jīng)積液槽排出，過濾后的純凈氣體經(jīng)出口段排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣液分離器，其特征在于，在所述一級(jí)旋風(fēng)分離器進(jìn)口處還設(shè)置有一限流器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣液分離器，其特征在于，所述穩(wěn)流分離裝置中的液位控制閥為無壓干涉浮子液位控制閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述氣液分離器，其特征在于，所述液位控制閥進(jìn)一步包括浮子、閥桿、密封蓋、外罩桶、內(nèi)罩桶、隔離桶腔；所述閥桿為中空管，所述閥桿的封閉端與所述浮子連接，所述閥桿的開口端的側(cè)壁上開有側(cè)壁通孔；所述內(nèi)罩桶與所述密封蓋形成內(nèi)罩桶腔，所述外罩桶的內(nèi)壁與所述內(nèi)罩桶的外壁之間形成隔層腔，所述外罩桶的底板與所述內(nèi)罩桶的底板間形成隔離桶腔，所述隔離桶腔與所述隔層腔相通，所述外罩桶與內(nèi)罩桶的底板上設(shè)有同軸孔，所述閥桿穿過所述同軸孔設(shè)置在所述隔離桶腔和內(nèi)罩桶腔內(nèi)，所述側(cè)壁通孔隨所述閥桿移動(dòng)實(shí)現(xiàn)所述隔離桶腔與內(nèi)罩桶腔之間的導(dǎo)通/隔斷；所述隔層腔通過所述密封蓋上的通道與所述罐體的排氣/排液出口相連，所述外罩桶與所述內(nèi)罩桶上設(shè)置有封閉通道形成與所述內(nèi)罩桶腔連通的入口。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述氣液分離器，其特征在于，在所述外罩桶底板的軸孔或/和所述內(nèi)罩桶底板的同軸孔上還開設(shè)有放置密封圈的環(huán)形溝槽；所述閥桿中部外側(cè)壁上的環(huán)形溝槽內(nèi)也設(shè)置有密封圈。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述氣液分離器，其特征在于，還包括一限位圈，所述限位圈設(shè)置在所述閥桿封閉端外側(cè)壁上。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述氣液分離器，其特征在于，所述罐體為臥式罐狀容器，所述液位控制閥為兩個(gè)，且分別設(shè)置在所述臥式罐狀容器的氣體出口和液體出口上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述氣液分離器，其特征在于，所述閥桿依次通過鉸接部件與所述浮子連接，所述鉸接部件設(shè)置在所述連桿的中間，所述連桿的一端鉸接在固定桿上，所述連桿的另一端連接所述浮子的一端，所述浮子的另一端可沿一固定導(dǎo)軌移動(dòng)，所述固定桿和固定導(dǎo)軌安裝在所述罐體內(nèi)壁上。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣液分離器，其特征在于，在所述聚結(jié)過濾器的排氣管還后接有一阻火器。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣液分離器，其特征在于，所述二級(jí)旋流分離器為多個(gè)并列設(shè)置的旋流分離器。
17.一種安裝有氣液分離器的車輛，包括車架和安裝在車架上的氣液分離器，其特征在于，所述氣液分離器又包括一級(jí)旋風(fēng)分離器，用于將氣液混合流體切向進(jìn)入罐體并在罐體腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，液體從罐底部出口排口，氣體及其夾帶的小液滴則從罐蓋中間出口排出；穩(wěn)流分離裝置，用于將所述一級(jí)旋風(fēng)分離器分離的氣液通過氣液進(jìn)口輸入穩(wěn)流罐內(nèi)，在所述穩(wěn)流罐內(nèi)對(duì)氣液分層，使氣體中夾帶的液滴充分進(jìn)行重力沉降，并將氣體和液體經(jīng)在穩(wěn)流罐的氣液出口處安裝的液位控制閥分別排出；二級(jí)旋流分離器，用于將由所述穩(wěn)流分離裝置排出的含液滴的氣流在筒體上部進(jìn)口沿筒壁切向輸入筒內(nèi)形成外旋氣流，并利用筒體下部的錐體形成內(nèi)旋氣流，旋分后的液體進(jìn)入錐體底部的排液管，旋分后的氣體從筒體上部中間排氣管排出；聚結(jié)過濾器，用于將由所述二級(jí)旋風(fēng)分離器排出的氣體依次通過進(jìn)口段、濾芯段和出口段，所述濾芯段設(shè)置有多層聚結(jié)濾芯，氣體中的小液滴徑向通過多層介質(zhì)孔隙匯聚成大液滴經(jīng)積液槽排出，過濾后的純凈氣體經(jīng)出口段排出。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的車輛，其特征在于，所述車架為帶有自行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的車架，或者為牽引車架。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種氣液分離方法、分離器及安裝有該分離器的車輛，該分離器包括用于一級(jí)旋風(fēng)分離的旋風(fēng)分離器；一穩(wěn)流分離裝置，用于將由一級(jí)旋風(fēng)分離后的氣液分別輸入穩(wěn)流罐內(nèi)，對(duì)氣體中夾帶的液滴充分進(jìn)行重力沉降，經(jīng)現(xiàn)氣液分層和液位控制分別平穩(wěn)地排出氣體和液體；二級(jí)旋流分離器，用于將由穩(wěn)流分離過程排出的含液滴的氣流先后進(jìn)行外旋氣流分離和內(nèi)旋氣流分離，凈化氣從上部中間排出；一聚結(jié)器，用于將由二級(jí)旋風(fēng)分離過程排出的氣體進(jìn)行多層過濾聚結(jié)，將霧狀氣體中液滴聚結(jié)成大液滴并從底部排出，而過濾后的純凈氣體從上部排出。該分離方法和分離器能夠?qū)庖罕茸兓秶容^大的氣液混合物進(jìn)行有效分離，且整體設(shè)備集成性好，結(jié)構(gòu)優(yōu)化、合理。
文檔編號(hào)B01D53/00GK1559650SQ20041000344
公開日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
發(fā)明者劉進(jìn)立, 馬靖喧, 曹廣軍, 傅蘇紅, 方保華, 張宏旺 申請(qǐng)人:中國人民解放軍總后勤部油料研究所