一種具有儲液和排液功能的氣液分離器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有儲液和排液功能的氣液分離器，包括筒體、設(shè)置在筒體外的弧形分液管、設(shè)置在筒體內(nèi)的旋流分離器、繞流芯體和折流分液板，弧形分液管沿筒體外側(cè)的切線方向與筒體連通，繞流芯體設(shè)置在旋流分離器的內(nèi)部，旋流分離器和繞流芯體之間圍成環(huán)形空間，折流分液板套設(shè)在繞流芯體的外側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明綜合利用離心力、重力和表面張力等多種分離手段，實現(xiàn)了對氣液兩相流的多級分離，能顯著提高分離效率，縮小了氣液分離器體積。
【專利說明】一種具有儲液和排液功能的氣液分離器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷空調(diào)和熱泵領(lǐng)域，尤其是涉及一種具有儲液和排液功能的氣液分離器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的氣液分離器壓降偏大，體積偏大，單純依靠重力或者離心力來實現(xiàn)氣液兩相流中氣體和液體的分離，分離效率低，不適用于低干度的氣液混合物的分離，而且大部分分離器只能實現(xiàn)氣液的分離，沒有排液功能。為了克服現(xiàn)有分離器的不足，縮小分離器體積，減小分離器的壓降，提高分離效率，需要一種全新的結(jié)構(gòu)來滿足這些要求。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種綜合利用離心力、重力和表面張力等多種分離手段，實現(xiàn)了對氣液兩相流的多級分離，能顯著提高分離效率，縮小了氣液分離器體積的具有儲液和排液功能的氣液分離器。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種具有儲液和排液功能的氣液分離器，包括筒體、設(shè)置在筒體外的弧形分液管、設(shè)置在筒體內(nèi)的旋流分離器、繞流芯體和折流分液板，
[0007]所述的弧形分液管沿筒體外側(cè)的切線方向與筒體連通，
[0008]所述的繞流芯體設(shè)置在旋流分離器的內(nèi)部，旋流分離器和繞流芯體之間圍成環(huán)形空間，
[0009]所述的折流分液板套設(shè)在繞流芯體的外側(cè)，
[0010]氣液混合物通過弧形分液管后沿旋流分離器內(nèi)壁面切線方向進入，在繞流芯體和旋流分離器圍成的環(huán)形空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)，利用液相和氣相之間密度和粘度的不同，讓分液管內(nèi)流出的氣液兩相流在環(huán)形空間內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力將液相和氣相分開，液相吸附于壁面，并在重力作用下流向旋流分離器底部并流出筒體，氣體穿過折流分液板后從筒體頂部排出，實現(xiàn)氣液分尚。
[0011]所述的筒體由嵌套設(shè)置的上筒體及下筒體構(gòu)成，所述的上筒體的頂部設(shè)置氣體出口，所述的下筒體的底部設(shè)置液體出口。
[0012]所述的旋流分離器的上部為圓柱狀筒體，下部為截面減縮的弧形筒體，底部有開口，分液管沿切線方向或者近似切線方向連接旋流分離器。
[0013]所述的繞流芯體的上部為圓柱狀芯體，下部為截面減縮的圓椎狀芯體，繞流芯體設(shè)置在旋流分離器的軸線位置，和旋流分離器共同組成環(huán)形的旋流分離區(qū)域。
[0014]氣液兩相流經(jīng)過弧形分液管，由于氣相液相的密度和粘度的不同，使流入的氣液混合物在離心力的作用下發(fā)生第一次分離，液相被甩向遠離筒體中心一側(cè)的管壁。
[0015]氣液混合物在旋流分離器內(nèi)由離心力作用發(fā)生第二次分離，液體在重力作用下流向下筒體，旋流分離器分離液體并收集液體且隔離高速旋轉(zhuǎn)流體和下層液體。
[0016]旋流分離器分離出來的氣體會夾帶少量液滴，在折流分液板區(qū)域來回折返，液滴被吸附在折流分液板上，氣液混合物發(fā)生第三次分離，液體在重力作用下流向旋流分離器，氣體穿過折流分液板后進入上筒體。
[0017]穿過折流分液板的氣體在上筒體內(nèi)減速，液滴在重力作用下進一步沉降、分離，氣液兩相混合物發(fā)生第四次分離，流向折流分液板，氣體由上筒體頂部的排氣口排出。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效克服現(xiàn)有氣液分離器的體積偏大、壓降偏高、分離效率低和分離原理單一等缺點，綜合利用離心力、重力和表面張力等多種分離手段，實現(xiàn)了對氣液兩相流的多級分離，能顯著提高分離效率，縮小了氣液分離器的體積。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的半剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明應(yīng)用在噴射器系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明應(yīng)用氣體旁通制冷系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中，1為上筒體、2為下筒體、3為弧形分液管、4為旋流分離器、5為繞流芯體、6為折流分液板、10為壓縮機、20為冷凝器、30為噴射器、40為氣液分離器、50為節(jié)流閥、60為蒸發(fā)器、70為膨脹閥、80為調(diào)節(jié)閥。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0025]實施例1
[0026]一種具有儲液和排液功能的氣液分離器，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，包括嵌套設(shè)置的上筒體1及下筒體2、設(shè)置在筒體外的弧形分液管3、設(shè)置在筒體內(nèi)的旋流分離器4、繞流芯體5和折流分液板6。繞流芯體5設(shè)置在旋流分離器4的內(nèi)部，旋流分離器4和繞流芯體5之間圍成環(huán)形空間，折流分液板6套設(shè)在繞流芯體5的外側(cè)。
[0027]在上筒體1的頂部設(shè)置氣體出口，下筒體2的底部設(shè)置液體出口。旋流分離器4的上部為圓柱狀筒體，下部為截面減縮的弧形筒體，底部有開口，弧形分液管3沿切線方向或者近似切線方向連接旋流分離器4。繞流芯體5的上部為圓柱狀芯體，下部為截面減縮的圓椎狀芯體，繞流芯體5設(shè)置在旋流分離器4的軸線位置，和旋流分離器4共同組成環(huán)形的旋流分離區(qū)域。
[0028]氣液兩相流經(jīng)過弧形分液管3，由于氣相液相的密度和粘度的不同，使流入的氣液混合物在離心力的作用下發(fā)生第一次分離，液相被甩向遠離筒體中心一側(cè)的管壁。氣液混合物在旋流分離器4內(nèi)由離心力作用發(fā)生第二次分離，液體在重力作用下流向下筒體2，旋流分離器4分離液體并收集液體且隔離高速旋轉(zhuǎn)流體和下層液體。旋流分離器4分離出來的氣體會夾帶少量液滴，在折流分液板區(qū)域來回折返，液滴被吸附在折流分液板6上，氣液混合物發(fā)生第三次分離，液體在重力作用下流向旋流分離器4，氣體穿過折流分液板6后進入上筒體1。穿過折流分液板6的氣體在上筒體1內(nèi)減速，液滴在重力作用下進一步沉降、分離，氣液兩相混合物發(fā)生第四次分離，流向折流分液板6，氣體由上筒體1頂部的排氣口排出。
[0029]實施例2[0030]具有氣液分離器的噴射器系統(tǒng)
[0031]本發(fā)明應(yīng)用在噴射器系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)如圖3所示，本實施例是具有噴射器的制冷系統(tǒng)，其由壓縮機10、冷凝器20、氣液分離器40、噴射器30、節(jié)流閥50和蒸發(fā)器60組成。各部件之間的連接關(guān)系:壓縮機10的出口與冷凝器20的入口相連，然后冷凝器20的出口與噴射器30入口相連，噴射器30出口與氣液分離器40入口相連，蒸發(fā)器60入口與氣液分離器40液相出口相連，蒸發(fā)器60出口與噴射器30引射口相連，氣液分離器40氣相出口與壓縮機10吸氣口相連，形成完整的循環(huán)。
[0032]在此循環(huán)中，從噴射器出來的氣液兩相流需要在氣液分離器中分離，液體進入蒸發(fā)器，氣體回到壓縮機，可顯著提升系統(tǒng)的吸氣壓力。經(jīng)過氣液分離后只有液體制冷劑進入蒸發(fā)器，可以有效改善蒸發(fā)器分液不均的現(xiàn)象，有利于蒸發(fā)器換熱面積的充分利用，提高蒸發(fā)器能力。循環(huán)中，氣液分離器起到非常關(guān)鍵的作用，從噴射器出來的氣液兩相流在需要在分離器內(nèi)分離，它要求分離器具有較小的壓降和較高的分離效率，才能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效的運行。
[0033]實施例3
[0034]蒸發(fā)器入口氣體旁通的制冷系統(tǒng)
[0035]為本發(fā)明應(yīng)用氣體旁通制冷系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)如圖4所示，本實施例的具有蒸發(fā)器前氣體旁通功能的制冷系統(tǒng)，其由壓縮機10、冷凝器20、膨脹閥70、氣液分離器40、蒸發(fā)器60和調(diào)節(jié)閥80組成。各部件之間的連接關(guān)系:壓縮機10的出口與冷凝器20的入口相連，然后冷凝器20出口與膨脹閥70入口相連，膨脹閥70出口與氣液分離器40入口相連，氣液分離器40液相出口與蒸發(fā)器60入口相連，蒸發(fā)器60出口與氣液分離器40氣相出口的氣體混合后，與壓縮機10吸氣口連接，形成完整的循環(huán)。
[0036]在此循環(huán)中，從膨脹閥出來的氣液兩相流需要在氣液分離器中分離，液體進入蒸發(fā)器，氣體和蒸發(fā)器出口的氣體混合后進入壓縮機。這可以實現(xiàn)氣態(tài)制冷劑的旁通，讓對制冷幾乎不起作用的氣態(tài)制冷劑直接回到壓縮機，可以有效避免這部分氣體的阻力損失。經(jīng)過氣液分離后只有液體制冷劑進入蒸發(fā)器，可以有效改善蒸發(fā)器分液不均的現(xiàn)象，有利于蒸發(fā)器換熱面積的充分利用，提高蒸發(fā)器能力。
【權(quán)利要求】
1.一種具有儲液和排液功能的氣液分離器，其特征在于，該分離器包括筒體、設(shè)置在筒體外的弧形分液管、設(shè)置在筒體內(nèi)的旋流分離器、繞流芯體和折流分液板，所述的弧形分液管沿筒體外側(cè)的切線方向與筒體連通，所述的繞流芯體設(shè)置在旋流分離器的內(nèi)部，旋流分離器和繞流芯體之間圍成環(huán)形空間，所述的折流分液板套設(shè)在繞流芯體的外側(cè)，氣液混合物通過弧形分液管后沿旋流分離器內(nèi)壁面切線方向進入，在繞流芯體和旋流分離器圍成的環(huán)形空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)，利用液相和氣相之間密度和粘度的不同，讓分液管內(nèi)流出的氣液兩相流在環(huán)形空間內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力將液相和氣相分開，液相吸附于壁面，并在重力作用下流向旋流分離器底部并流出筒體，氣體穿過折流分液板后從筒體頂部排出，實現(xiàn)氣液分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有儲液和排液功能的氣液分離器，其特征在于，所述的筒體由嵌套設(shè)置的上筒體及下筒體構(gòu)成，所述的上筒體的頂部設(shè)置氣體出口，所述的下筒體的底部設(shè)置液體出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有儲液和排液功能的氣液分離器，其特征在于，所述的旋流分離器的上部為圓柱狀筒體，下部為截面減縮的弧形筒體，底部有開口，分液管沿切線方向或者近似切線方向連接旋流分離器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有儲液和排液功能的氣液分離器，其特征在于，所述的繞流芯體的上部為圓柱狀芯體，下部為截面減縮的圓椎狀芯體，繞流芯體設(shè)置在旋流分離器的軸線位置，和旋流分離器共同組成環(huán)形的旋流分離區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有儲液和排液功能的氣液分離器，其特征在于，氣液兩相流經(jīng)過弧形分液管，由于氣相液相的密度和粘度的不同，使流入的氣液混合物在離心力的作用下發(fā)生第一次分離，液相被甩向遠離筒體中心一側(cè)的管壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有儲液和排液功能的氣液分離器，其特征在于，氣液混合物在旋流分離器內(nèi)由離心力作用發(fā)生第二次分離，液體在重力作用下流向下筒體，旋流分離器分離液體并收集液體且隔離高速旋轉(zhuǎn)流體和下層液體。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有儲液和排液功能的氣液分離器，其特征在于，旋流分離器分離出來的氣體會夾帶少量液滴，在折流分液板區(qū)域來回折返，液滴被吸附在折流分液板上，氣液混合物發(fā)生第三次分離，液體在重力作用下流向旋流分離器，氣體穿過折流分液板后進入上筒體。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有儲液和排液功能的氣液分離器，其特征在于，穿過折流分液板的氣體在上筒體內(nèi)減速，液滴在重力作用下進一步沉降、分離，氣液兩相混合物發(fā)生第四次分離，流向折流分液板，氣體由上筒體頂部的排氣口排。
【文檔編號】B01D45/16GK103638749SQ201310713221
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】胡記超, 陳江平, 王穎, 梁媛媛 申請人:上海交通大學