專(zhuān)利名稱(chēng)：用于氣體/液體分離的分離器結(jié)構(gòu),裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體/液體分離。本發(fā)明特別涉及用于進(jìn)行氣體/液體分離的可維修 的分離器結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及使用所述分離器的裝置或系統(tǒng)，操作和分離方法， 以及組裝方法。 一種特別有用的應(yīng)用是作為空氣壓縮機(jī)的空氣/油分離器。
背景技術(shù)：
多種類(lèi)型的設(shè)備和系統(tǒng)使用氣體/液體分離組件。示例包括壓縮機(jī)和壓縮空 氣系統(tǒng)；以及工業(yè)集霧器。
一般，所述組件包括可拆卸和可更換的(即，可維修的)分離器裝置，構(gòu)造 或結(jié)構(gòu)。在某些組件中，將單個(gè)可維修的分離器部件用作分離器部件構(gòu)造；而在 其他組件中，使用多個(gè)可維修的部件。 一般，操作涉及引導(dǎo)氣體/液體流過(guò)所述分 離器裝置，即，通過(guò)可維修的分離器部件。在所述分離器裝置中，會(huì)發(fā)生液體凝 結(jié)和排放。結(jié)果，降低了氣流中夾帶的液體濃度。定期地取出和更換可維修的部 件。

發(fā)明內(nèi)容
在這里，提供了使用氣體/液體分離組件的技術(shù)。該技術(shù)包括提供獨(dú)特的氣體 /液體分離器部件，具有相應(yīng)的外部和/或內(nèi)部形狀。
本發(fā)明所提供的其他技術(shù)包括氣體/液體分離器部件在分離器結(jié)構(gòu)內(nèi)的優(yōu)選 取向；分離器結(jié)構(gòu)的優(yōu)選的內(nèi)部構(gòu)造；和，優(yōu)選的部件定義。還提供了組裝和使 用方法。


圖1是本發(fā)明空氣/油分離器組件的剖視圖，包括兩個(gè)可維修的分離器部件。圖2是圖l所示組件的剖視圖，沿與圖1所示視圖成直角的方向剖開(kāi)。 圖3是圖1所示組件的俯視平面圖，所示出的組件去掉了頂蓋。 圖4是沿圖1中的線(xiàn)4-4的剖視圖。 圖5是沿圖2中的線(xiàn)5-5的剖視圖。
圖6是可用于圖l-5所示組件的可維修分離器部件的俯視平面圖。 圖7是沿圖6中的線(xiàn)7-7的剖視圖。 圖8是沿圖6中的線(xiàn)8-8的剖視圖。
圖9是氣體/液體分離器組件的示意性剖視圖，其內(nèi)有一個(gè)可維修的分離器部件。
圖10是圖9所示組件的俯視圖，去掉了頂蓋。
圖11是其內(nèi)具有三個(gè)可維修分離器部件的氣體/液體分離器組件的示意性俯 視圖，圖中去掉了頂蓋。
圖12是可用于圖1所示組件的可維修分離器部件的第二種實(shí)施方案的透視圖。
圖13是圖12所示分離器部件的俯視平面圖。 圖14是沿圖13中的線(xiàn)14-14的剖視圖。 圖15是沿圖13中的線(xiàn)15-15的剖視圖。
具體實(shí)施方式
I.一般背景
一般，本發(fā)明所涉及的典型氣體/液體分離器結(jié)構(gòu)的類(lèi)型的部件是可拆卸和可 更換的，即，可維修的分離器結(jié)構(gòu)。所述可拆卸和可更換的(即，可維修的)分 離器結(jié)構(gòu)通常包括一個(gè)或多個(gè)分離器(或分離器部件)，所述分離器在維修作業(yè) 期間被及時(shí)(由于氣體/液體分離組件的工作)取出并更換；因此，術(shù)語(yǔ)是"可維修 的"。通常，每個(gè)可維修的分離器部件包括介質(zhì)包，氣體從介質(zhì)包中通過(guò)。每個(gè)介 質(zhì)包通常包括層狀或臺(tái)階狀介質(zhì)，用于進(jìn)行凝結(jié)和排放步驟。
在這里，氣體/液體分離器組件或分離器部件表征或分類(lèi)為"內(nèi)至外流動(dòng)"或" 外至內(nèi)流動(dòng)"，取決于使用時(shí)，在氣流通過(guò)每個(gè)分離器部件的介質(zhì)包期間，氣流是從可維修的分離器部件外部導(dǎo)向內(nèi)部；還是從可維修的分離器部件的內(nèi)部導(dǎo)向外 部。本發(fā)明所披露的技術(shù)可應(yīng)用于任意一種或兩種情況。在附圖中所示出的例子 涉及內(nèi)至外流動(dòng)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明關(guān)于氣體/液體分離所披露的原理可應(yīng)用于多種結(jié)構(gòu)中， 一種類(lèi)型典型 的用途是作為壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的氣體/油(特別是空氣/油)分離器。這種裝置通常適合 在內(nèi)部壓力為大約60psi-200psi (大約4.2-14.06千克/平方厘米)，例如大約 80-120psi (大約5.6-8.44千克/平方厘米)，通常為大約100psi (大約7千克/平方 厘米)。使用的例子為與大約28hp-500hp (大約14.9-373Kw)的壓縮機(jī)。
用于壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的空氣/油分離器的通過(guò)量通常是以通過(guò)所述分離器組件的 游離空氣量(非壓縮量)形式測(cè)定的。典型的工作流量為從100立方英尺/分鐘 (47,000立方厘米/秒)到數(shù)千立方英尺/分鐘(大約1百萬(wàn)立方厘米/秒或更高)。
在這里示出了用于壓縮機(jī)系統(tǒng)的空氣/油分離的某些特定結(jié)構(gòu)。本文所披露的 技術(shù)和原理可應(yīng)用于具有各種尺寸的多種系統(tǒng)，用于多種類(lèi)型和大小的設(shè)備(例 如，多種壓縮機(jī))。
在某些場(chǎng)合下，本文所披露的技術(shù)可應(yīng)用于其他場(chǎng)合，例如在集霧結(jié)構(gòu)中如 工業(yè)集霧器，或用于壓縮氣體系統(tǒng)中的空氣/水分離器。本申請(qǐng)的主題僅涉及將本 文所披露的各種技術(shù)適用于所述組件。
II.圖l-5所示的組件
在圖l-5中，示出了可用作空氣/油分離器的氣體/液體分離器，包括本文所披 露的優(yōu)選分離器部件結(jié)構(gòu)。在圖1中，附圖標(biāo)記1通常表示根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施 方案的氣體/液體分離器組件。 一般，組件l包括容器4，在這里壓力容器5包 括外殼6和頂蓋7;和內(nèi)部容納的，可取出和可更換或可維修的分離器裝置9，在 這里包括兩個(gè)可維修的分離器部件或分離器10。如圖所示的具體的分離器10是 內(nèi)至外流動(dòng)的分離器11，會(huì)變得顯而易見(jiàn)。位于蓋子7和外殼6之間的O型環(huán)密 封件用8表示。通過(guò)螺栓7a固定蓋子7。通常將螺栓7a置于蓋子7上成環(huán)形；并 且，通常使用六至十二個(gè)這樣的螺栓。
一般，壓力容器5包括氣流入口 12;氣流出口 13 (在圖1中看不到，參見(jiàn)
8圖2);和液體排放出口 16。在工作時(shí)，通過(guò)入口 12a將具有液體的氣流導(dǎo)入組 件1的內(nèi)部18。在組件1中，最終引導(dǎo)氣流通過(guò)分離器10的介質(zhì)包20，并且然 后從壓力容器5向外流動(dòng)，在這里通過(guò)氣流出口 13流動(dòng)(圖2)。
在圖1中所示出的具體的結(jié)構(gòu)使用內(nèi)至外流動(dòng)的分離器11。這表示，當(dāng)所述 氣體通過(guò)分離器10的介質(zhì)包20時(shí)，它們從分離器10的內(nèi)部10a (由介質(zhì)包20 形成和環(huán)繞)流向外部區(qū)域21，正如一般用箭頭22所示出。
仍然參見(jiàn)圖l，對(duì)于所示出的組件l:入口 12是側(cè)壁入口 12a，表示它延伸通 過(guò)側(cè)壁5a;而排放管16是底部排放管。本文所說(shuō)的"底部"表示在通常使用時(shí)組 件1的下部23，如圖1所示。術(shù)語(yǔ)"側(cè)壁"用于表示外殼壁部分5a，其在蓋子7和 底部23之間延伸。
為了便于操作，組件1通常形成閉合的上部區(qū)域25和閉合的下部區(qū)域26， 在這里由隔板或管板結(jié)構(gòu)28分離。管板結(jié)構(gòu)28通常對(duì)于其間通過(guò)的氣流是實(shí)心 的和無(wú)孔的，除了特定區(qū)域外。在這里，管板結(jié)構(gòu)28限定其內(nèi)兩個(gè)中央孔33。 不過(guò)對(duì)于孔33來(lái)說(shuō)，管板結(jié)構(gòu)28通常是實(shí)心的，并且優(yōu)選包括環(huán)狀安裝法蘭 35;懸垂的中央壁36，在這里有上部漏斗部分36a和下部大體圓柱部分36b;底 座37，其內(nèi)具有中央孔33;和下部護(hù)罩38。底座37連接在壁36的下部邊緣36c。 下部護(hù)罩38從底座37懸垂。壁36和底座37通常形成上集存區(qū)39，將在下面討 論。正如通過(guò)以下詳細(xì)說(shuō)明可以理解的，孔33提供了氣流從下部區(qū)域26進(jìn)入上 部區(qū)域25的流通通道，特別是通過(guò)流動(dòng)進(jìn)入分離器裝置9;即進(jìn)入單獨(dú)的內(nèi)至外 流動(dòng)的分離器11。
中央壁36優(yōu)選是徑向連續(xù)的壁。在本文中，術(shù)語(yǔ)"徑向連續(xù)的"表示它環(huán)繞中 心軸線(xiàn)47連續(xù)延伸。沒(méi)有特殊要求壁36具有所示出的漏斗形部分36a。不過(guò)，這 種結(jié)構(gòu)有利于優(yōu)選的集存區(qū)形成和通過(guò)量。
容器5的下部區(qū)域26包括下部集存區(qū)40，在這里示出帶有液體(油)41。 大部分液體最初包含在輸入氣流中，從氣流入口 12排到下部集存區(qū)40，在所述 氣體甚至通過(guò)孔33進(jìn)入上部區(qū)25之前。
組件1包括，在區(qū)域26的下部集存區(qū)注入管44 (圖1)。注入管44提供了液體進(jìn)入下部集存區(qū)40的可選入口，以便有利于操作，如果需要的話(huà)，例如當(dāng)組 件1首先被放置在管線(xiàn)上時(shí)。提供觀察窗45 (圖2)，以便觀察液位?；赜凸?6 (圖2)可用于提供循環(huán)。如果需要的話(huà)，結(jié)構(gòu)1還可以具有安全閥頭43，參見(jiàn) 圖3。還可以提供未示出的溫度開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)和孔的具體大小，數(shù)量和位置可以選 擇，以便用于具體的預(yù)期操作。相對(duì)入口 12的安全閥頭43的優(yōu)選徑向位置(環(huán) 繞中心軸線(xiàn)47)如圖3所示。
參見(jiàn)圖1，在集存區(qū)40，示出了工作液體(油)高度41a。在典型用途中，容 納在集存區(qū)40中的油量可以選擇，合適的油量會(huì)導(dǎo)致需要的平均溫度或冷卻溫 度，適合將油重新導(dǎo)入相關(guān)壓縮機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)?？梢允褂脹](méi)有示出的溫度探頭監(jiān) 測(cè)上述過(guò)程。
正如所示出的，分離器IO是可取出和可更換的，即，可維修的部件。分離器 10每個(gè)包括固定在端蓋50 —端49的介質(zhì)包20 (在這里各自具有橢圓形截面的介 質(zhì)包20a)。對(duì)于圖1所示具體的組件來(lái)說(shuō)，每個(gè)端蓋50是閉合的端蓋50a，表 示其上沒(méi)有與相關(guān)的一個(gè)分離器10內(nèi)部10a流通的空氣流通孔。
每個(gè)分離器IO，在與端蓋50相對(duì)的一端55包括端蓋56，其內(nèi)具有中央孔 57。中央孔57是氣流孔，用于在使用期間讓氣體進(jìn)入相關(guān)分離器10的內(nèi)部10a。 一般，每個(gè)孔57與一個(gè)孔33對(duì)齊，以便通過(guò)孔33從區(qū)域26進(jìn)入?yún)^(qū)域25的氣流 通過(guò)孔57被導(dǎo)入分離器IO的內(nèi)部10a。
可以將多種密封結(jié)構(gòu)用在每個(gè)分離器10和管板結(jié)構(gòu)28間的結(jié)合部位。例如， 可以使用徑向密封或軸向密封或同時(shí)使用這兩種密封。在圖l所示例子中，使用 了徑向密封結(jié)構(gòu)58。
對(duì)于所示出的例子來(lái)說(shuō)，管板結(jié)構(gòu)28上的每個(gè)孔33由管板結(jié)構(gòu)28上的軸向 壁部分環(huán)繞。圖l所示的每個(gè)端蓋56包括其上的軸向突出部分或凸出60，從相 關(guān)的介質(zhì)包20向外突出。每個(gè)徑向密封結(jié)構(gòu)58包括安裝在突出部分60外側(cè)的O 型環(huán)58a。當(dāng)突出部分60被推入管板結(jié)構(gòu)28中的相關(guān)接收裝置時(shí)形成密封。
當(dāng)然，作為替代，徑向密封可以管板結(jié)構(gòu)28上的圓柱形突出部分向每個(gè)開(kāi)口 的端蓋開(kāi)口突入而形成。件時(shí)，表示在密封壓力下安裝的密封件，徑向朝向 或離開(kāi)中心軸線(xiàn)47。術(shù)語(yǔ)"軸向"在用于與密封件結(jié)合時(shí)，表示密封件具有沿系統(tǒng) 縱軸47的縱向延伸的大體方向的密封力。例如，提供0型環(huán)8用于軸向密封。
一般，如果分離器IO具有軸向密封，可以提供從每個(gè)端蓋56軸向向外突出 的密封環(huán)。安置這種密封件，以在密封期間與底座37的一部分結(jié)合。需要提供壓 力的結(jié)構(gòu)，以便確保密封。該壓力可以通過(guò)蓋子7，或者通過(guò)其他結(jié)構(gòu)提供。(當(dāng) 然，其他軸向密封可能涉及獨(dú)立于所述部件的墊圈)。
參見(jiàn)圖l，應(yīng)當(dāng)指出的是，在某些場(chǎng)合，分離器10的軸向長(zhǎng)度可能略短于蓋 子7和底座37之間的距離。在使用時(shí)，可以按所披露的方法用手通過(guò)去掉了蓋子 7的開(kāi)口安裝分離器10。然后安裝定位蓋子7 (螺栓固定)。在工作壓力下，分 離器10通常受到偏壓，直到它們頂在蓋子7上。將徑向密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成允許這種 移動(dòng)，而不破壞密封。這種方式的結(jié)構(gòu)，有利于分離器10的制造，因?yàn)殚L(zhǎng)度的嚴(yán) 格制造誤差不是必要的。
參見(jiàn)圖3。在圖3中，所示出的組件1去掉了頂蓋7 (圖1)。人們可以看到 上表面部件61。上表面部件61上包括大體上的沙漏形孔62,它被成型為環(huán)繞分 離器部件ll的外圍，使突出部分63在所述部件之間部分延伸。沙漏形孔62有助 于確保兩個(gè)部件11在放入外殼5中時(shí)是適當(dāng)徑向定向的。
仍然參見(jiàn)圖3，螺栓孔總體上用64表示；并且O型環(huán)的容納槽用65表示。
參見(jiàn)圖1，所示出的具體的壓力容器5具有圓柱形外壁71和圓形底部72。圓 柱形外壁71形成了中心軸線(xiàn)47，它一般通過(guò)圓形底部72的中央75。
一般，本文所披露類(lèi)型的氣體/液體分離器具有兩種類(lèi)型的氣體入口結(jié)構(gòu)中的 一種。第一種結(jié)構(gòu)在本文中通常被稱(chēng)作切向氣體入口，具有大體上沿圓形或圓柱 形外壁71的切向方向的中心線(xiàn)的氣體入口。本說(shuō)明書(shū)的附圖中沒(méi)有示出切向入 口，不過(guò)可以根據(jù)很多披露原理使用傳統(tǒng)的切向入口。 一般，與下面披露的第二 種類(lèi)型的氣體入口相比，具有切向入口的外殼生產(chǎn)成本相對(duì)昂貴。因此，出于成 本考慮，優(yōu)選避免切向入口。
11圖4中示出的第二種類(lèi)型的氣體入口，在本文中總體上被稱(chēng)作"徑向"或"徑向 導(dǎo)向"入口。在圖4中示出的具體入口 12是徑向?qū)蛉肟?77。 一般，徑向?qū)蛉?口 77是將氣流大體上導(dǎo)向壓力容器5的中央縱軸47的入口。對(duì)于所示出的具體 例子來(lái)說(shuō)，氣體入口 77的中心線(xiàn)78朝向相交的縱軸47，盡管這不是特定需要的。
應(yīng)當(dāng)指出的是，圖2所示的出口 13是徑向或徑向?qū)虻某隹?13a，使用相同 的定義，除了用出口流代替入口流。
徑向入口 (和出口)為何比切向入口 (和出口)的生產(chǎn)成本低是顯而易見(jiàn)的。 具體地講，徑向入口通常只是在側(cè)壁71上的孔，其上固定進(jìn)料管或類(lèi)似結(jié)構(gòu)。
參見(jiàn)圖l，組件1包括預(yù)分離結(jié)構(gòu)80。 一般，當(dāng)氣體/液體流通過(guò)進(jìn)口或入口 12進(jìn)入內(nèi)部18時(shí)，預(yù)分離結(jié)構(gòu)80對(duì)氣體和液體進(jìn)行某種最初的分離。對(duì)于所示 出的具體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，預(yù)分離結(jié)構(gòu)80包括入口擋板結(jié)構(gòu)82。
預(yù)分離結(jié)構(gòu)80—般可以按照申請(qǐng)日為2002年12月6日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) 60/431,432所披露的內(nèi)容和原理設(shè)計(jì)，該申請(qǐng)的完整內(nèi)容被結(jié)合入本文?？梢詫?duì) 具體的設(shè)計(jì)方便地進(jìn)行改進(jìn)以便適應(yīng)相關(guān)用途。
一般來(lái)說(shuō)，預(yù)分離結(jié)構(gòu)80的入口擋板結(jié)構(gòu)82是這樣設(shè)計(jì)和安裝的，以便當(dāng) 液體和氣體進(jìn)入入口 12時(shí)，它們通過(guò)弓形通道運(yùn)動(dòng)傾向于將一部分液體驅(qū)動(dòng)到 擋板或壁結(jié)構(gòu)中，用于收集和排放所述氣體；并且，它能將氣體(氣體/液體混合 物)導(dǎo)入優(yōu)選的流體通道，以便于分離。 一般，這種結(jié)構(gòu)的功能是在氣體進(jìn)入可 維修的分離器裝置9之前獲得大體上的氣體/液體分離，而沒(méi)有不希望的限制水平。
用于壓縮機(jī)的多種空氣/油分離器被應(yīng)用在輸入流不僅包括夾帶在氣體中的 油類(lèi)顆粒，而且還包括大量液態(tài)油流體的場(chǎng)合下。例如，流入分離器組件l的這 種油可能為每分鐘8-100加侖(大約30-380升/分鐘)。因此，在很多場(chǎng)合下，組 件1必須被設(shè)計(jì)成能處理大量的與氣流和氣體/液體分離一起的油流體。
圖2所示出的具體的入口擋板結(jié)構(gòu)82包括軸向護(hù)罩部分85;和入口裙邊86。 軸向護(hù)罩85優(yōu)選包括壁28的外表面。軸向護(hù)罩85優(yōu)選大體是圓柱形，并且最優(yōu) 選它是徑向連續(xù)的。
12入口裙邊86大體是圓環(huán)形狀的，并且徑向向外延伸(相對(duì)軸47)，在靠近 軸向護(hù)罩85的點(diǎn)85a和外殼壁71的內(nèi)表面87之間延伸。正如通過(guò)以下說(shuō)明可以 理解的，圖4所示的具體優(yōu)選入口裙邊86不是徑向連續(xù)的。入口裙邊86形成了 下導(dǎo)管或通道92 (在圖1中沒(méi)有示出，參見(jiàn)圖4)。在這里，下導(dǎo)管或通道92在 入口裙邊86上提供了部分93，在護(hù)罩85和側(cè)壁71之間開(kāi)有空間?？梢允褂枚喾N 其他的下導(dǎo)管，所示出的下導(dǎo)管涉及單個(gè)空間93，是一種常規(guī)例子。
參見(jiàn)圖2，入口裙邊86優(yōu)選包括上表面86a，它被設(shè)計(jì)成徑向下傾的排放表 面，以導(dǎo)致在它上面收集的液體通過(guò)重力作用排放到裙邊86的徑向外邊緣86b。 這樣，收集在表面86a上的液體傾向朝向壁71的內(nèi)表面87排出，參見(jiàn)圖2。這包 括大量的油流體。
再次參見(jiàn)圖l，當(dāng)氣體/液體組合通過(guò)進(jìn)口 12進(jìn)入壓力容器5，最初的輸入流 被導(dǎo)入預(yù)分離結(jié)構(gòu)82。在預(yù)分離結(jié)構(gòu)82中，氣流首先被導(dǎo)向軸向護(hù)罩85和徑向 裙邊86。包含在氣流中的一部分液體傾向于集中在護(hù)罩85和徑向裙邊上表面86a 上。由于裙邊86的向下或外部錐形或傾斜(下傾)，從護(hù)罩85延伸到壁87，收 集的液體傾向于在重力作用下流向外壁87。最終液體會(huì)從圖2所示的區(qū)域98 (在 裙邊上表面86a上形成)向下排入下部集存區(qū)80，通過(guò)下導(dǎo)管或通道92，參見(jiàn)圖 4。 一般，流向下導(dǎo)管92的大量的液體流會(huì)受到所述氣流的促進(jìn)。
參見(jiàn)圖4， 一般，裙邊86的邊緣86c位于與邊緣86d相同的軸向高度。這是 尤其方便制造的結(jié)構(gòu)。邊緣86c可設(shè)置在略低于邊緣86d的地方，以利于液體沿 表面86a向間隙92排放；并有利于在通過(guò)間隙92后氣流在區(qū)域26保持螺旋流動(dòng)。
由于入口 12是徑向入口 12a，氣體/液體組合最初流入壓力容器5，導(dǎo)向中心 軸線(xiàn)47，不會(huì)自動(dòng)形成螺旋流動(dòng)形式。為了有利于流動(dòng)方向形成螺旋形式，預(yù)分 離結(jié)構(gòu)82內(nèi)包括徑向法蘭或葉片100，參見(jiàn)圖4。法蘭或葉片IOO從表面86a以 與裙邊86傾斜方向相反的方向向上延伸，并且在工作期間操作關(guān)閉輸入氣體的一 個(gè)方向的可能流動(dòng)。對(duì)于圖4所示出的具體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，安置法蘭100以阻止順時(shí) 針?lè)较蛄鲃?dòng)(即，從圖4的角度看是順時(shí)針?lè)较?，沿箭頭105的方向。(當(dāng)然， 所述設(shè)備可以設(shè)計(jì)成相反方向的流動(dòng))。預(yù)計(jì)法蘭IOO通常位于距入口 12的最近 邊緣不超過(guò)45度，通常不超過(guò)30度的徑向間隔或距離。實(shí)際上，葉片100優(yōu)選盡可能地靠近入口 12。優(yōu)選的是，葉片100是徑向間隔分布，從圖4中看是順時(shí) 針?lè)较?，即在表?6a上，距離間隙93的邊緣53a至少200°， 一般至少為230°， 優(yōu)選至少250°。
參見(jiàn)圖2，對(duì)于軸向護(hù)罩85和裙邊86來(lái)說(shuō)，在護(hù)罩85和壁內(nèi)表面87之間 形成了環(huán)形流動(dòng)區(qū)111 (圖2)。
安全閥頭43 (圖4)延伸通過(guò)壁71，與流動(dòng)區(qū)域lll連通。通常并優(yōu)選的， 安全閥頭43靠近葉片100，位于與入口12相對(duì)側(cè)。
可以預(yù)見(jiàn)，在某些場(chǎng)合，優(yōu)選提供區(qū)域111的總體截面部分，S卩，由外壁71， 護(hù)罩85和擋板86形成的空間的截面部分，其面積大體上與入口 12的截面積或入 口面積相同。這樣，圍繞環(huán)形物111的流動(dòng)速度相對(duì)入口 12的流動(dòng)速度不會(huì)顯著 增加。 一般優(yōu)選避免流動(dòng)速度在該區(qū)域大幅增加，因?yàn)檫@樣有助于避免分離液體 的夾帶(進(jìn)入氣流)。
另外，優(yōu)選避免在區(qū)域111的流動(dòng)速度的大幅降低，以減少離心力的損失， 離心力被用于通過(guò)沿壁71驅(qū)動(dòng)液體分離某些液滴，同時(shí)氣體環(huán)繞護(hù)罩85流動(dòng)。
對(duì)于圖2所示的典型的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，徑向裙邊86的上表面86a從腰部或內(nèi)邊緣 或區(qū)域U3徑向延伸到外邊緣或外部區(qū)域114，下傾角度為A，參見(jiàn)圖2，所述角 度至少為大約20。，通常所述角度在30。-80。范圍內(nèi)(例如40。-70。)。在本文中， 術(shù)語(yǔ)"下傾"及其變量表示當(dāng)該結(jié)構(gòu)在正常使用排放管16向下時(shí)的向下的角度。一 般，下傾角A的選擇會(huì)部分影響確保提供合適的截面積111。另外，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行 選擇，以便于大量液體的流量或朝向壁71的流量。
參見(jiàn)圖2，優(yōu)選的是，護(hù)罩38從裙邊86下面適當(dāng)懸垂，以便通過(guò)間隙92的 氣體，參見(jiàn)圖4，必須向下通過(guò)并且環(huán)繞下邊緣38a，然后向上進(jìn)入可維修的分離 器結(jié)構(gòu)9。這有助于避免在氣體進(jìn)入分離器結(jié)構(gòu)9時(shí)，氣體具有不希望的夾帶含 量。護(hù)罩38和裙邊86可以是一個(gè)整體部件的一部分，如圖所示。另外，它們可 以是獨(dú)立安裝的部件。與裙邊86不同，護(hù)罩38優(yōu)選是徑向連續(xù)。
在圖4所示出的實(shí)施方案中，下導(dǎo)管通道92是設(shè)置在裙邊86的間隙，其在護(hù)罩85和壁71之間(圖l)完全延伸。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)液體和氣體向下 流動(dòng)通過(guò)下導(dǎo)管或通道92時(shí)，所述氣體在裙邊86下面不會(huì)向護(hù)罩85或壁71膨 脹，產(chǎn)生重新夾帶液體的風(fēng)險(xiǎn)。通常優(yōu)選的是，下導(dǎo)管通道92的徑向?qū)挾戎辽贋?內(nèi)側(cè)腰部或邊緣113和外邊緣114(或86。之間的裙邊86的延伸距離的至少90%。 優(yōu)選，它至少為所述距離的至少95%，最優(yōu)選為所述距離的100%，如圖所述。
圖4的下導(dǎo)管或通道92的定位大體上從邊緣93a開(kāi)始，在徑向位置相對(duì)入口 12的中心線(xiàn)78間隔(沿氣流方向)，角度至少為70。，典型至少為180°，通常至 少230°，例如，所示出的是環(huán)繞護(hù)罩85大約250°-340°。另外，優(yōu)選的是，間隙 或下導(dǎo)管通道92距離葉片100徑向間隔至少200。，更優(yōu)選至少230。，通常至少 250°，沿氣流方向。在氣流離開(kāi)預(yù)分離結(jié)構(gòu)80之前，這樣可以提供更大量的液體 分離。裙邊86和下導(dǎo)管通道92的徑向長(zhǎng)度通?？梢愿鶕?jù)下導(dǎo)管通道需要的流量 和阻力進(jìn)行選擇，通常徑向延伸至少大約30°,并不超過(guò)130°，通常在30。-38°， 例如包含大約40°-60°。術(shù)語(yǔ)"包含"在用于限定范圍時(shí)，表示端點(diǎn)被包含在所指出 的范圍內(nèi)。即使沒(méi)有專(zhuān)門(mén)使用所述術(shù)語(yǔ)，所有提到的范圍都是"包含的"。
參見(jiàn)圖2，在隔離片28上面，以及在分離器部件結(jié)構(gòu)9周?chē)仓眉鎱^(qū)39。 示出了延伸通過(guò)龍頭116的吸入管115，用于從該區(qū)域吸出收集的液體材料。
III.可維修的分離器部件
在圖6-8中示出了可維修的分離器部件10的獨(dú)特和有優(yōu)勢(shì)的結(jié)構(gòu)。
所示出的優(yōu)選的是分離器部件10的特征是，其外周形狀的截面不是圓形的 (沿垂直于中央縱軸的方向剖開(kāi))，而是以這種形式形成的，使所述介質(zhì)包具有 一個(gè)長(zhǎng)的和一個(gè)短的截面中心軸線(xiàn)。所述介質(zhì)包的一種有用的外周形狀大體上是 長(zhǎng)圓形(obround)或橢圓形截面，其一種具體例子是橢圓形截面。其他可能形狀 的例子包括跑道形(兩個(gè)平行的側(cè)邊帶有相對(duì)的彎曲末端)和矩形(帶有弧形拐 角)。其他形狀也是可行的。
所示出的優(yōu)選的分離器部件10的另一個(gè)特征是，其介質(zhì)包形成內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其 截面(沿垂直于中央縱軸方向剖開(kāi))不是圓形的，而是使介質(zhì)包內(nèi)表面具有一個(gè) 長(zhǎng)的和一個(gè)短的截面中心軸線(xiàn)。所述介質(zhì)包內(nèi)表面的一種有用的截面形狀大體上是長(zhǎng)圓形或橢圓形截面，其一種具體例子是橢圓形截面與所述外部截面匹配。其 他可能形狀的例子包括跑道形狀(兩個(gè)平行的側(cè)邊帶有相對(duì)的或彎曲的末端)和 矩形(具有彎曲的拐角)。其他形狀也是可行的。
首次參見(jiàn)圖6。圖6是分離器部件130的俯視平面圖，其可用作圖l所示組 件的部件IO。分離器部件130具有外部端蓋131。端蓋131是閉合的端蓋，并且 在使用期間通常以類(lèi)似于圖1所示端蓋50的方式安置。
參見(jiàn)圖6，可以看出，在剖面，部件130具有中心135，長(zhǎng)的截面軸線(xiàn)136從 這里通過(guò)，并且短的截面軸線(xiàn)137同樣從這里通過(guò)。長(zhǎng)軸136和短軸137是大體 上彼此垂直的。部件130的外周139的具體形狀(以及它的介質(zhì)包)是橢圓形， 盡管，從橢圓形的變化形式同樣是可行的。作為橢圓體，部件130具有兩個(gè)相對(duì) 的，狹窄彎曲的末端140，由兩個(gè)彎曲的側(cè)邊141隔開(kāi)。
參見(jiàn)圖7和8，可以看出部件130的介質(zhì)包142具有相當(dāng)一致的截面，因此 部件130 (或介質(zhì)包142)的內(nèi)側(cè)截面139a具有對(duì)應(yīng)長(zhǎng)軸136 (圖6)的長(zhǎng)軸和對(duì) 應(yīng)短軸137 (圖6)的短軸，它們大體上是彼此垂直的。所述部件(及其介質(zhì)包) 的內(nèi)部截面的具體形狀是橢圓形的，不過(guò)由橢圓形產(chǎn)生的變化形式同樣是可行的。 作為橢圓體，內(nèi)表面139a具有兩個(gè)相對(duì)的狹窄彎曲的末端(末端140的內(nèi)部，圖 6)，由兩個(gè)彎曲的側(cè)邊隔開(kāi)(側(cè)邊141的內(nèi)部，圖6)，參見(jiàn)圖7和8。
在本文中，術(shù)語(yǔ)"縱橫比"用于表示長(zhǎng)的截面軸線(xiàn)136與短的截面軸線(xiàn)137的 長(zhǎng)度的比例。在典型結(jié)構(gòu)中，對(duì)于端蓋和所述介質(zhì)包的外側(cè)周邊來(lái)說(shuō)，該縱橫比 至少為1.3， 一般至少為1.5，并通常在1.5-2.3的范圍內(nèi)。
仍然參見(jiàn)圖6，長(zhǎng)軸136可以被視為形成了通過(guò)分離器部件130縱向延伸的 平面136a;而軸線(xiàn)137可以被視為形成了通過(guò)部件130縱向延伸的平面137a，后 者垂直于第一平面136a。
仍然參見(jiàn)圖7，它是大體上沿圖6中的線(xiàn)7-7的分離器部件130的剖視圖(換 句話(huà)說(shuō)，沿長(zhǎng)軸136的方向；g卩，在平面136a上)。參見(jiàn)圖7，分離器部件130 包括具有外側(cè)周邊或外圍139的閉合的端蓋131;介質(zhì)包142起著圖1所示介質(zhì)包 20的作用；并且開(kāi)著的端蓋143上具有中央孔144。仍然參見(jiàn)圖7，所示出的具體的端蓋143包括從這里軸向向外突出的突出部 分或凸出148，即遠(yuǎn)離介質(zhì)包140。在本文中術(shù)語(yǔ)"軸向"表示沿中央縱軸149延伸 方向的延伸。突出部分148包括其上帶有0型環(huán)150的外表面，用于在安裝時(shí)形 成密封。
孔144可以具有多種截面形狀中的任意一種。例如，它可以是圓形的，因?yàn)?其基本功能是在使用期間允許氣流進(jìn)入介質(zhì)包142的內(nèi)部142a。所示出的具體的 孔144具有優(yōu)選的截面形狀，帶有長(zhǎng)截面軸和短截面軸，與端蓋131的外側(cè)周邊 形狀139 (或介質(zhì)包142的外側(cè)周邊形狀)類(lèi)似。優(yōu)選的，孔144的縱橫比至少 為1.3， 一般至少為1.5。
突出部分148的外表面148a可以是多種形狀中的任意一種。同樣可以使用具 有圓形截面的形狀。不過(guò)，通常優(yōu)選的是，外表面148a被設(shè)計(jì)成形成具有長(zhǎng)截面 軸線(xiàn)和短截面軸線(xiàn)的外周，縱橫比至少為1.3， 一般至少為1.5，通常在1.5-2.3的 范圍內(nèi)。
介質(zhì)包142的具體結(jié)構(gòu)對(duì)于本文所披露的組件和結(jié)構(gòu)的一般原理來(lái)說(shuō)并不重 要，是可以進(jìn)行選擇的。 一般，介質(zhì)包140的大小和結(jié)構(gòu)可以根據(jù)諸如所需要的 空氣流，分離效率水平，可接受的阻力量，優(yōu)選的使用壽命和可用的空間尺寸等 因素進(jìn)行選擇。
例如，在U.S. 6,093,231; U.S. 6,136,016; W099/47211; W099/43412; UK 1,603,519; U.S. 6,419,721;和U.S. 4,836,931中披露了空氣/油分離器的介質(zhì)包的 部件，以上七份參考文獻(xiàn)的完整內(nèi)容被結(jié)合入本文。上述類(lèi)型結(jié)構(gòu)的原理，例如， 可用于本發(fā)明的分離器裝置中。
所示出的具體介質(zhì)包142包括凝結(jié)級(jí)152和排放級(jí)153。凝結(jié)級(jí)包括合適的 材料，導(dǎo)致進(jìn)入凝結(jié)級(jí)的空氣流中所夾帶的液體顆粒凝結(jié)。排放級(jí)起著收集凝結(jié) 顆粒的作用，以允許排放到所述部件周?chē)募鎱^(qū)。
預(yù)期凝結(jié)級(jí)152可以包括成型的介質(zhì)8。預(yù)期排放級(jí)153至少在某些場(chǎng)合下 包括有包裝的氈制品(例如由諸如聚酯絨氈的氈制品形成，重量為10oz/sq.yd.; 在0.5英寸H20的滲透性為450cfm/ft2，標(biāo)稱(chēng)厚度為0.1-0.2英寸)或空氣成網(wǎng)材料，巻繞在凝結(jié)級(jí)152的周?chē)?氈制品可以是超聲波黏結(jié)的，然后翻轉(zhuǎn)，并且滑 靠在中央襯里上)。
凝結(jié)級(jí)158和排放級(jí)153的厚度根據(jù)具體的系統(tǒng)而改變。典型的例子是凝 結(jié)介質(zhì)的厚度為大約0.4-0.6英寸，例如，0.5英寸；并且排放級(jí)介質(zhì)的總體厚度 為大約0.2-0.3英寸，例如，0.25英寸。對(duì)于排放級(jí)來(lái)說(shuō)，這可以通過(guò)使用兩巻具 有所述特征的絨氈實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于所示出的具體的介質(zhì)包142來(lái)說(shuō)，中央襯里154容納在介質(zhì)包140的中 央。所述襯里通常是多孔的金屬篩網(wǎng)，如膨脹的篩網(wǎng)或其他多孔結(jié)構(gòu)，凝結(jié)級(jí)152 和排放級(jí)153被支撐在其上。
在上文提到了，凝結(jié)級(jí)152可以包括成型的介質(zhì)。 一般成型的介質(zhì)包括將介 質(zhì)纖維從懸浮液中沉積在成形的芯軸上構(gòu)成的介質(zhì)。可以應(yīng)用黏結(jié)劑和/或可以使 用黏結(jié)纖維，以有助于在芯軸上保持成型的形狀。用于形成凝結(jié)級(jí)152的例子是 將懸浮液中的纖維沉積在襯里154的橢圓形內(nèi)表面上。
介質(zhì)包142可選擇性地包括內(nèi)部襯里，和/或外部襯里，在圖中沒(méi)有具體示出。
端蓋131， 143可以用金屬模制或形成。通常優(yōu)選模制的端蓋，因?yàn)樗境龅?結(jié)構(gòu)可容易地模制。端蓋可以直接模制在所述介質(zhì)包上，或者可以預(yù)模制，并用 填充材料固定。
參見(jiàn)圖8，示出了分離器部件130的截面，該截面沿圖6中的線(xiàn)8-8; g卩，沿 短軸137或平面137a。
分離器部件130被設(shè)計(jì)成在正常工作時(shí)氣體通過(guò)介質(zhì)包142期間從內(nèi)到外流 動(dòng)。結(jié)果，凝結(jié)級(jí)152被排放級(jí)153環(huán)繞。如果所述部件被用于從外到內(nèi)流動(dòng)的 場(chǎng)合，凝結(jié)級(jí)152可以設(shè)置在排放級(jí)153周?chē)?。就是說(shuō)， 一般介質(zhì)包142被設(shè)計(jì) 成通過(guò)它的氣流所遇到的第一個(gè)級(jí)是凝結(jié)級(jí)。
所述部件的大小是可以根據(jù)所涉及的系統(tǒng)進(jìn)行選擇的。對(duì)于所給出的例子來(lái) 說(shuō)，可以使用約7英寸(例如6-8英寸)的長(zhǎng)截面尺寸，和約4英寸(例如大約 3-5英寸)的短截面尺寸，以及超出上述范圍的尺寸。對(duì)于典型的工作來(lái)說(shuō)，總體長(zhǎng)度可以根據(jù)通過(guò)所述部件的必需的總流量改變。示例長(zhǎng)度為大約13英寸上至約 25英寸，取決于系統(tǒng)。實(shí)際可以使用其他長(zhǎng)度。作為一種例子，部件長(zhǎng)度為大約 15英寸應(yīng)當(dāng)足夠了，預(yù)計(jì)每個(gè)部件每分鐘的通過(guò)量為大約350標(biāo)準(zhǔn)cu./ft.;并且 大約20英寸的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)是合適的，預(yù)計(jì)每個(gè)部件每分鐘的通過(guò)量為大約450標(biāo)準(zhǔn) cu./ft.; —個(gè)部件具有7英寸的長(zhǎng)軸和4英寸的短軸。
VI.只使用一個(gè)可維修的分離器部件的分離器組件.
參見(jiàn)圖9和10。在圖9和10中，示出了分離器組件155，使用單個(gè)分離器部 件。組件155可以包括大體上與圖1和2所示結(jié)構(gòu)1類(lèi)似的元件部分。具體地講， 分離器組件155包括外殼156，帶有圓柱形側(cè)壁156a和底部156b。在底部156b 上提供有排放管157?？梢钥吹饺肟?158和管板結(jié)構(gòu)159，以及包括裙邊161的預(yù) 分離器結(jié)構(gòu)160。
所述結(jié)構(gòu)包括頂部162和可維修的分離器部件163?？删S修的分離器部件163 可以與圖6-8所示部件130 —致。
徑向出口 164在圖9未示出，見(jiàn)圖10。
在圖1-3中所示出的其他一般特征可用于圖9和IO所示的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行改進(jìn)以 適應(yīng)使用一個(gè)分離器部件163。
V.使用具有長(zhǎng)的截面軸線(xiàn)和短的截面軸線(xiàn)的非圓形外周的分離器部件的優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明所披露的非圓形外周的分離器部件優(yōu)選使用。通常，這種有用的分離 器是具有以上縱橫比的分離器。通過(guò)參考圖5， 10和11可以理解這種優(yōu)選用途。
參見(jiàn)圖10,示出了具有環(huán)形外壁156的氣體/液體分離器組件155，去掉頂部。
一般，優(yōu)選在氣體/液體分離器163和出口 164之間提供間距X，以提供良好 的流動(dòng)，而沒(méi)有不期望的紊亂或不期望的液體到達(dá)出口的高度，對(duì)于圖10所示的 典型系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，使用一個(gè)部件，間距X通常為大約0.9-3英寸。
如果分離器163的截面只是圓形，并且保持這樣的間距X，分離器的表面積 會(huì)比所示出的具有縱橫比的長(zhǎng)圓形小。注意，分離器部件163優(yōu)選的取向是使短 軸170朝向出口 164,使長(zhǎng)軸171大體上垂直于出口 164的中心線(xiàn)延伸(換句話(huà)說(shuō)，部件168優(yōu)選這樣安裝，使存在長(zhǎng)軸171的縱向橫截平面171a垂直于出口 164的 中心線(xiàn)。)
為了獲得圖IO所示的優(yōu)選取向，在分離器部件163的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和氣體出口 164之間，可以提供具有定向結(jié)構(gòu)的組件155。例如，分離器163可以具有橢圓形 突出部分148，參見(jiàn)圖7-8，在密封期間它們只能接合管板的類(lèi)似形狀部分，此時(shí) 分離器部件163處在環(huán)繞中央縱軸149的合適的旋轉(zhuǎn)方向上，圖7和8，相對(duì)于出 口 164，圖10。對(duì)于圖IO所示的具體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，只用兩種這樣可行的旋轉(zhuǎn)方向， 并且由于在平面171a的每側(cè)部件163的形狀的總體對(duì)稱(chēng)性(鏡像)，它們會(huì)是相 同的(在圖10中，螺栓孔用173表示)。
另外，圖9所示的外殼196的區(qū)域180可以具有內(nèi)部孔形狀，部件163只有 在相對(duì)長(zhǎng)和短截面軸線(xiàn)取向合適時(shí)才能從該孔中通過(guò)。例如，可以在部分180上 提供孔，形成具有相同縱橫比的類(lèi)似橢圓形，假定所使用的分離器163具有橢圓 形形狀。
本文所披露的分離器部件的獨(dú)特結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中同樣是有利的，其中，該組件 包括一個(gè)以上分離器部件。 一個(gè)例子如圖5所示。對(duì)于所示出的具體的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)， 部件ll是這樣安置的，使長(zhǎng)軸l卯或平面l卯a(chǎn)彼此平行。部件ll是彼此隔開(kāi)的 (盡管它們可以接觸)，位于中心線(xiàn)193的相對(duì)兩側(cè)，中心線(xiàn)延伸通過(guò)出口13。 部件11優(yōu)選是這樣安置的，使長(zhǎng)截面軸線(xiàn)190或平面190a大體上與中心線(xiàn)193 平行。另外，部件11優(yōu)選是這樣安置的，使得短截面軸線(xiàn)194或平面194a彼此 平行，并且優(yōu)選彼此共平面，通過(guò)外殼4的環(huán)形側(cè)壁5的中心軸線(xiàn)47。
這種取向?qū)蓚€(gè)具有較大介質(zhì)包表面積的部件11放置在一個(gè)環(huán)形外壁5中， 同時(shí)在每個(gè)部件185和出口 182之間保持充分的間隔Y。同樣，Y可以選擇，以 確保良好的流動(dòng)，并且避免不期望數(shù)量的液體到達(dá)出口。對(duì)于所示類(lèi)型的典型的 兩個(gè)部件的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，間距Y至少為大約1.2英寸應(yīng)當(dāng)是足夠的。
圖3所示的側(cè)壁5的頂部件200在62具有孔的形狀，方便安裝時(shí)部件11的 正確對(duì)齊。
對(duì)于圖9和IO所示的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，部件11可以構(gòu)造成具有與圖7和8所示突出部分148類(lèi)似的突出部分，只適于接合用于密封，部件ll適當(dāng)?shù)貜较蚨ㄎ弧?br> 圖11中示出了安裝有三個(gè)可維修的分離器部件的結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖ll，氣體/液 體分離器組件是用210示意性地表示的。氣體/液體分離器組件210具有外殼211， 它具有環(huán)形外壁211a。示出了氣體出口 213，作為徑向?qū)虻某隹凇A形外殼211 的中心軸線(xiàn)是用215表示的，與圖1中的軸線(xiàn)47類(lèi)似。
示出了安置在內(nèi)部218中的三個(gè)相同尺寸和形狀的部件217。每個(gè)部件217 具有長(zhǎng)截面軸線(xiàn)220或平面220a，和短截面軸線(xiàn)221或平面221a，優(yōu)選具有上述 的縱橫比。部件217是這樣安置的，使短軸221朝向中心軸線(xiàn)215，并且具有間 隔Z。對(duì)于三個(gè)部件的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)選擇Z以避免不期望數(shù)量的液體到達(dá)出口， 同時(shí)提供良好的流動(dòng)特征。對(duì)于所示類(lèi)型的典型的三個(gè)部件的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，間距Z 至少為1.5英寸應(yīng)當(dāng)足夠。
部件217同樣是這樣安置的，使得所述部件中前兩個(gè)(217a， 217b)的長(zhǎng)軸 220朝向出口213，并且使得所述部件中的第三個(gè)(217c)如此安置，使得它的長(zhǎng) 軸220 (和平面220a)大體上垂直于出口 213的中線(xiàn)224。這通過(guò)使得部件217c 的長(zhǎng)軸220垂直于中心線(xiàn)224而實(shí)現(xiàn)的，是部件217c距離出口 213最遠(yuǎn)的一個(gè)。 從圖ll中可以看到，部件217的形狀允許將三個(gè)部件放入圓形空間中，使得部件 217具有較大總量的外周介質(zhì)包面積可供利用(與圓形部件相比)。
VI.圖12-15中所示的示例空氣/油分離器部件
在圖12-15中，示出了空氣/油分離器部件300，可將它用作上文所披露的組 件中的分離器部件。參見(jiàn)圖12，分離器部件300包括介質(zhì)包301，安置在第一開(kāi) 口的端蓋305和第二閉合的端蓋306之間的延伸部分。所述介質(zhì)包可大體上如上 文所述，通常具有凝結(jié)級(jí)和排放級(jí)。在介質(zhì)包301中可以包括各種襯里和分離器， 一般與上述原理一致。
將開(kāi)口的端蓋305安置在介質(zhì)包301的第一端301a。端蓋305包括具有開(kāi)口 孔311的突出部分310。突出部分310具有橢圓形形狀。突出部分310包括槽312， 用于在它里面放置O型環(huán)。
仍然參見(jiàn)圖12，端蓋306是閉合的端蓋，并且固定在所述介質(zhì)包301的末端
21301b。
在圖13中，示出了橢圓形空氣/油分離器部件300的俯視平面圖，即在圖13 中，所示出的部件300朝向端蓋305。
在圖14中，所示出的橢圓形空氣/油分離器部件300是沿圖12中線(xiàn)14-14的 截面示意圖。在圖14中，可以看出，端蓋310是由兩個(gè)部件構(gòu)成的部件310a， 固定在介質(zhì)包301的一端；和部件310b，固定在部件310a的主干310c的內(nèi)側(cè)。
更具體地講，部件310包括肩形部分310b和軸向突出的主干310c。主干310c 具有橢圓形形狀。部件310b包括上部向外突出部分310e和肩形部分310f，以及 內(nèi)突出部分310g。將部件310b插入由主干310a所形成的孔，直到肩形部分310f 與部件310c的支架310h結(jié)合。部件310b的肩形部分310f是這樣安置的，當(dāng)它 通過(guò)與支架310h結(jié)合停止時(shí)，在突出部分310e和主干310c之間形成了 0型環(huán)間 隙312。這樣，如果需要，O型環(huán)可以形成兩個(gè)部件的端蓋，而不需要進(jìn)行機(jī)械加 工操作以形成槽。部件310a， 310b可各自是金屬部件，或者模制的塑料部件，視 需要而定。
當(dāng)然端蓋310可以是單個(gè)模制部件或單個(gè)機(jī)械加工部件，如果需要的話(huà)。
當(dāng)端蓋310由兩個(gè)部件構(gòu)成時(shí)，如圖所示，兩個(gè)部件310a， 310b可以通過(guò)多 種方式彼此固定，包括焊接或使用黏結(jié)劑或通過(guò)其他類(lèi)似的有效方式。
端蓋305包括邊緣305a，環(huán)繞介質(zhì)包301的末端301a。
參見(jiàn)圖14，端蓋306包括外側(cè)壁306a，端壁306b和內(nèi)部環(huán)形突出部分306c。 端蓋306可以由一個(gè)部件制成，例如金屬部件或模制塑料部件，或者根據(jù)需要可 以用兩個(gè)或多個(gè)部件制成。
應(yīng)當(dāng)指出的是，端蓋310的邊緣306a和邊緣305a;各自是相對(duì)介質(zhì)包301 徑向向外分離安置的。這不是必需的。不過(guò)，使用這樣的尺寸，對(duì)于某些端蓋來(lái) 說(shuō)，允許將各種大小的介質(zhì)包放入同一對(duì)端蓋中，其中介質(zhì)包厚度的尺寸略微有 所改變。這對(duì)于某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)可能是有利的。仍然參見(jiàn)圖14，應(yīng)當(dāng)指出的是，所示出的具體的介質(zhì)包301包括外部排放級(jí) 介質(zhì)320，內(nèi)部介質(zhì)襯里321和內(nèi)部凝結(jié)級(jí)322。當(dāng)然，可以使用額外的結(jié)構(gòu)，如 內(nèi)部襯里或外部襯里。
在圖15中，示出了部件300的另一剖視圖，在這里是沿較短的軸線(xiàn)剖開(kāi)的。
對(duì)于根據(jù)圖12-15所示結(jié)構(gòu)的典型的優(yōu)選部件，各種部件的較長(zhǎng)尺寸相對(duì)較 短尺寸之間的優(yōu)選的縱橫比如下
1. 對(duì)于閉合的端蓋306的外周來(lái)說(shuō)，較長(zhǎng)的橢圓形軸線(xiàn)相對(duì)較短的橢圓形軸 線(xiàn)的優(yōu)選的縱橫比為至少1.3， 一般至少1.5，通常在1.5-2.3的范圍內(nèi)。例如 1.65-1.85。
2. 開(kāi)口的端蓋305的外周邊緣305a具有與上面段落所述閉合的端蓋306類(lèi)似 的優(yōu)選的縱橫比。
3. 端蓋310上通過(guò)突出部分310e所形成的橢圓形的縱橫比(較長(zhǎng)的橢圓形軸 線(xiàn)相對(duì)較短的橢圓形軸線(xiàn))至少為1.3， 一般至少為1.5，通常在1.5-2.5的范圍內(nèi)。 例如大約2.1-2.4。當(dāng)然，該范圍的縱橫比還對(duì)應(yīng)密封件尺寸。
4. 對(duì)于圖12-15所示部件來(lái)說(shuō)，橢圓形孔311優(yōu)選具有以下縱橫比，對(duì)于較長(zhǎng) 的橢圓形軸線(xiàn)相對(duì)較短的橢圓形軸線(xiàn)至少1.3， 一般至少1.5，通常在1.5-3.0的 范圍內(nèi)。例如2.4-2.7。
5. 凝結(jié)級(jí)介質(zhì)322的內(nèi)表面322a通常具有縱橫比(較長(zhǎng)的橢圓形軸線(xiàn)相對(duì)較 短的橢圓形軸線(xiàn))至少為1.3， 一般至少為1.5，通常包含1.8-2.6的范圍。例如大 約2.2-2.6。
6. 排放級(jí)321的外表面321通常具有縱橫比(較長(zhǎng)的橢圓形軸線(xiàn)相對(duì)較短的 橢圓形軸線(xiàn))至少為1.3， 一般至少為1.5，通常包含1.5-2.3的范圍。例如1.65-2.1。
在圖14和15中，提供了某些字母名稱(chēng)，以允許識(shí)別示例的尺寸。盡管可以 采用多種不同的尺寸單位，這些尺寸有助于指出一般結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)可用于，例 如，所述類(lèi)型的系統(tǒng)，或者可以通過(guò)尺寸改變適用于多種其他系統(tǒng)的用途。所標(biāo) 明的尺寸如下A=139.4mm (5.49英寸)；
B=125.2mm (4.93英寸);
C=131.1mm (5.16英寸)；
D=156.5mm (6.16英寸)；
E=158.0mm (6.22英寸)(襯里外部的尺寸)；
F=167.6mm (6.60英寸);
G=177.8mm (7.0英寸)
H=249.9mm (9.84英寸);
I=254.0mm (10英寸);
J=276.2mm (10.88英寸);
K=63.2mm (2.49英寸)；
L=49.0mm (1.93英寸);
M=54.9mm (2.16英寸);
N=80.3mm (3.16英寸);
0=81.8mm (3.22英寸)(襯里外部的尺寸)；
P=91.4mm (3.60英寸)；禾口
Q=101.6mm (4.0英寸)。
當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明的原理可以使用具有不同尺寸的多種其他的空氣/油分離器 部件。
權(quán)利要求
1.一種氣體/液體分離器組件，包括(a)介質(zhì)包，它形成開(kāi)口的內(nèi)部，并且包括用于凝結(jié)和排放液體的介質(zhì)；和，(b)向外的突出部分，它上面具有徑向密封結(jié)構(gòu)和通過(guò)其間的氣流孔；(i)所述徑向密封結(jié)構(gòu)具有非圓形周邊，它具有長(zhǎng)軸和短軸，并且長(zhǎng)軸與短軸的長(zhǎng)度之比為至少1.3；和(ii)所述介質(zhì)包定向以接合突出部分所在的結(jié)構(gòu)，以便通過(guò)氣流孔的氣流與由介質(zhì)包形成的開(kāi)口的內(nèi)部相通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體/液體分離器組件，其中 (a)突出部分固定至端蓋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體/液體分離器組件，其中(a)突出部分不可從介質(zhì)包分離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體/液體分離器組件，其中-(a)突出部分在端蓋上，使得該組合包括兩個(gè)部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體/液體分離器組件，其中(a)通過(guò)突出部分的氣流孔包括氣流入口孔，設(shè)置用于引導(dǎo)要分離的氣體 /油進(jìn)入由介質(zhì)包形成的開(kāi)口的內(nèi)部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體/液體分離器組件，其中(a)介質(zhì)包包括排放級(jí)環(huán)繞凝結(jié)級(jí)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣體/液體分離器組件，其中 (a)排放級(jí)包括與凝結(jié)級(jí)不同的介質(zhì)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體/液體分離器組件，其中 (a)介質(zhì)包在第一和第二相對(duì)的端蓋之間延伸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體/液體分離器組件，其中(a) 端蓋中的一個(gè)是閉合的；禾口，(b) 突出部分是另一個(gè)端蓋的一部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體/液體分離器組件，其中 (a)介質(zhì)包沿垂直于中央縱軸的方向剖開(kāi)具有非圓形截面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體/液體分離器組件，其中(a)介質(zhì)包具有長(zhǎng)圓形截面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體/液體分離器組件，其中(a)介質(zhì)包具有橢圓形截面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體/液體分離器組件，其中 (a)介質(zhì)包具有截面外周，其外周形狀具有長(zhǎng)的截面軸線(xiàn)，短的截面軸線(xiàn)，并且縱橫比為至少1.3。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體/液體分離器組件，其中(a)介質(zhì)包截面外周的長(zhǎng)軸與短軸的長(zhǎng)度之比在1.5-2.3的范圍內(nèi)，包括 端點(diǎn)值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣體/液體分離器組件，其中(a)突出部分的截面外周形狀具有的長(zhǎng)軸與短軸的長(zhǎng)度之比為至少1.5。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的氣體/液體分離器組件，其中(a)突出部分的外周具有的長(zhǎng)軸與短軸的長(zhǎng)度之比在1.5-2.5的范圍內(nèi)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的氣體/液體分離器組件，其中(a)突出部分的外周具有的長(zhǎng)軸與短軸的長(zhǎng)度之比在2.1-2.4的范圍內(nèi)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體/液體分離器組件，包括 (a)密封結(jié)構(gòu)是O型環(huán)，它位于突出部分的外部。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體/液體分離器組件，其中 (a)凝結(jié)級(jí)包括設(shè)置抵靠橢圓形多孔管的內(nèi)表面的介質(zhì)。
20. —種用于氣體/液體分離的組件，包括(a) 容器，它包括外壁；氣流入口，氣流出口；和，下部集存區(qū)；(b) 管板結(jié)構(gòu)，將所述容器分隔成上部區(qū)和下部區(qū)；(i)管板結(jié)構(gòu)設(shè)置使得氣流入口與下部區(qū)直接連通，并且氣流出口設(shè)置 直接從上部區(qū)接收氣流；和，(C)根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一權(quán)利要求所述的至少一個(gè)分離器組件，可 操作地固定至管板結(jié)構(gòu)，設(shè)置使得介質(zhì)包伸入上部區(qū)，并且使得突出部分可移去 地密封至管板。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的組件，其中(a) 氣流出口是徑向出口，具有徑向的出口軸；(b) 所述組件只包括一個(gè)分離器組件；和，(C)分離器組件包括具有長(zhǎng)截面軸的介質(zhì)包，并且設(shè)置使得長(zhǎng)截面軸大體 垂直于出口軸。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的組件，其中(a) 氣流出口是徑向出口，具有徑向的出口中心軸；(b) 所述組件只包括三個(gè)分離器組件，它們各自包括具有長(zhǎng)截面軸和短截面軸的介質(zhì)包；(C)三個(gè)分離器組件的前兩個(gè)各自設(shè)置使得(i) 出口中心軸朝向它們之間；和(ii) 使三個(gè)分離器組件前兩個(gè)的每一個(gè)的介質(zhì)包的較長(zhǎng)截面軸朝向氣流 出口；和，(d) 三個(gè)分離器組件的第三個(gè)設(shè)置使得(i) 出口中心軸與第三個(gè)分離器組件的介質(zhì)包相交；和，(ii) 第三個(gè)分離器組件的較長(zhǎng)截面軸大體與出口中心軸垂直；(e) 第三個(gè)分離器組件的位置比前兩個(gè)分離器組件距離出口更遠(yuǎn)。
23. —種從氣體/油流中分離油的方法；所述方法包括以下步驟 (a)引導(dǎo)氣體/油流通過(guò)突出部分的中央氣流孔，所述突出部分具有非圓形 周邊，它具有長(zhǎng)軸和短軸，并且長(zhǎng)軸與短軸之比為至少1.3;(i)突出部分上具有徑向密封結(jié)構(gòu)； (b)從突出部分，引導(dǎo)氣體/油混合物通過(guò)開(kāi)口的端蓋，并進(jìn)入介質(zhì)包的開(kāi) 口內(nèi)部；(C)引導(dǎo)氣體/油混合物從內(nèi)部以?xún)?nèi)至外的流動(dòng)方向流入介質(zhì)包；和， (d)在介質(zhì)包內(nèi)，從氣體中凝結(jié)和排放油。
全文摘要
提供了可維修的氣體/液體分離器(300)。所述氣體/液體分離器的截面具有一長(zhǎng)軸和一短軸，縱橫比至少為1.3。優(yōu)選的截面是橢圓形截面提供了可以使用所述分離器裝置的組件，另外，提供了使用和構(gòu)造方法。
文檔編號(hào)B01D45/04GK101513582SQ20091011896
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2004年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月17日
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