一种旋风式油气分离器制造技术

本实用新型专利技术公开一种旋风式油气分离器，分离器的圆柱形旋风外筒的内壁面设有多组挡油翅片组，每组挡油翅片组包括多个沿圆柱形旋风外筒轴向自上而下依次排列分布的翅片，相邻的两个翅片之间形成有翅片槽道；所述多组挡油翅片组沿圆柱形旋风外筒的周向均匀分布；相邻挡油翅片组之间留有预设间距并形成纵向的导流槽道；沿油气混合物入口的进气方向，所述翅片槽道沿着圆柱形旋风外筒的圆周倾斜下行，翅片槽道的两端分别与相邻的液膜导流槽道连通。本实用新型专利技术能够有效实现对旋风筒壁面油膜的整流与疏导，加速壁面排液。翅片的存在能极大程度的扩展油滴碰撞面积，翅片向内微弯曲的形状也可阻挡油滴二次飞溅。本实用新型专利技术能有效提高分离器的分离效率。

A Cyclone Oil and Gas Separator

【技术实现步骤摘要】
一种旋风式油气分离器
本技术属于油气处理设备领域，涉及一种用于喷油压缩机中油气分离的旋风式油气分离器。
技术介绍
对于喷油压缩机来说，在排气出口处设置高效的油气分离设备不仅能保证排出气体的纯净性，还能提高润滑油循环利用性，是喷油压缩机中必不可少的重要设备。旋风式油气分离器以其体积小、质量轻、分离效率高等优势被广泛应用于化工行业，也是喷油压缩机系统中最常使用的初级分离设备。目前普遍使用的旋风式分离器，其结构主要包括混合气进口管，旋风外筒体、旋风内筒体、排油管和挡油板。油气混合物由进口管沿切向进入分离器筒体内部，在内筒和外筒之间形成的环形流场中做旋转运动，油滴由于受到更大的离心力运动在径向外侧，当其撞击到外筒内壁面时，会粘附在壁面上向下流动，到达底部后由排油管排出，而气体则从中心处的旋风内筒也即气体出口处旋转流出，实现油气分离。对于传统结构的旋风式油气分离器，其实测分离效率已经达到了88％～92％之间，而目前影响其分离器效率进一步提高的主要因素在于，分离器工作一段时间后，成片的壁面油膜的存在。相比水滴，油粘性较大，附着于壁面后易于联结成成片的液膜附着于外筒体内壁面。旋转气流剐蹭油膜时，容易卷吸夹带油膜中飞溅出来的二次小油滴，这些小油滴混入气相流场中，随气体从顶部排出，将降低分离器的效率。因此，对旋风式油气分离器内壁面油膜的分解与导流对于提高油气分离效率有重要的意义。在探索通过改进旋风筒内壁面结构而提高旋风式油气分离器效率方面，专利文献CN206587498.U提出了一种内部为升气管外筒内壁面有螺纹结构的气液分离器。混合物从升气管底部进入后，先在升气管顶盖板上碰撞分离，随后混合物沿升气管周向条缝进入外筒与升气管形成的环形空间。升气管的条缝外有切向导流板，受到气体力的作用，导流板带动升气管反向转动，继而推动混合物撞向外筒壁面。其外筒内壁面上有连续的螺纹结构，其内螺纹旋向与旋转气流方向相反，目的是增强刮面效应，从而提高分离效率。此结构中连续的螺纹使得分离出的液体聚集在条缝中，随后沿着螺纹通道旋转后流走，但由于液体在连续的螺纹通道中行走距离较长，则液体导流速度较慢。且外筒内壁面的螺纹与气体旋向相反，当液体在螺纹内聚集较多时的，无论采用何种螺纹结构，虽然碰撞面积铺展的更大，但是迎面正撞极易引起小液滴的飞溅。专利文献CN105588381.A提出了一种用于压缩机系统分离压缩机油与冷媒的立式分离器。其出气管朝上设置在分离器顶部，并连接有拉伐尔喷嘴，分离器内壁面上有螺纹状凸起微结构。凸起微结构极大地拓展了分离器筒体内壁面的碰撞面积，可以有效提高分离效率。由于该分离器不是旋风式分离器，因此筒体内不存在旋转流场，液体撞击筒体内壁面的力较小。且该凸起微结构仅铺展了液体附着面，并没有对附着后的液膜有疏导作用，当工作一段时间，壁面聚集了一层液膜之后，气流对液膜产生的卷吸夹带作用依然会影响分离器效率。因此，除了增加液体撞击面积，对分离器内壁面液膜的导流以及阻挡二次小油滴飞溅也十分重要。
技术实现思路
针对传统分离器油滴附壁能力小，油膜飞溅等问题，本技术提供一种旋风式油气分离器，本技术能够很好地解决现有分离器中存在的油滴附壁能力小，油膜飞溅的问题。本技术采用的技术方案如下：一种旋风式油气分离器，包括圆柱形旋风外筒、圆柱形旋风内筒、油气混合物入口和底部排油管，圆柱形旋风内筒同轴的设置在圆柱形旋风外筒的上部，圆柱形旋风内筒下端伸入圆柱形旋风外筒内，圆柱形旋风内筒下端与圆柱形旋风外筒的上端之间形成有环形腔体；圆柱形旋风内筒的上端处于圆柱形旋风外筒的外部并作为顶部气相出口，底部排油管与圆柱形旋风外筒的底部连通；油气混合物入口与圆柱形旋风外筒的上端连接并与所述环形腔体的上部连通，油气混合物入口用于沿圆柱形旋风外筒的切向向所述环形腔体内吹入油气混合物；圆柱形旋风外筒的内壁面设有多组挡油翅片组，每组挡油翅片组包括多个沿圆柱形旋风外筒轴向自上而下依次排列分布的翅片，相邻的两个翅片之间形成有翅片槽道；所述多组挡油翅片组沿圆柱形旋风外筒的周向均匀分布；相邻挡油翅片组之间留有预设间距并形成纵向的导流槽道；沿油气混合物入口的进气方向，所述翅片槽道沿着圆柱形旋风外筒的圆周倾斜下行，翅片槽道的两端分别与相邻的液膜导流槽道连通。所述翅片沿圆柱形旋风外筒轴向的截面形状为类三角形形状；在该截面上，翅片与圆柱形旋风外筒内壁接触的一边为直线，其余两边为光滑的弧形边，上侧的弧形边在该弧形边与圆柱形旋风外筒内壁相交处的切面与圆柱形旋风外内壁面在相交处的切面之间的夹角为45°～55°；下侧的弧形边在该弧形边与圆柱形旋风外筒内壁相交处的切面与圆柱形旋风外筒内壁在相交处的切面之间的夹角为5°～15°；上侧的弧形边与下侧的弧形边均为上凸的弧形边。上下相邻两个翅片之间，上部翅片下侧的弧形边的末端与下部翅片上侧的弧形边的末端相抵。翅片上与圆柱形旋风外筒内壁的接触面为与圆柱形旋风外筒内壁相适配的圆柱面。翅片槽道与圆柱形旋风外筒轴线之间的夹角为45°～60°。所述翅片的高度为5～15mm，挡油翅片组的宽度为圆柱形旋风外筒内径的1/6～1/4。导流槽道的宽度为圆柱形旋风外筒内径的1/15～1/12。挡油翅片组的下端与圆柱形旋风外筒底部之间留有预设距离，该距离的大小为圆柱形旋风外筒高度的1/10～1/8。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术的旋风式油气分离器在圆柱形旋风外筒的内壁面设置多组挡油翅片组，每组挡油翅片组包括多个沿圆柱形旋风外筒轴向自上而下依次排列分布的翅片，相邻的两个翅片之间形成有翅片槽道；设置挡油翅片组能使油滴更多的粘附在壁面上，每组挡油翅片组中的多个翅片能够使碰撞产生的二次小液滴困在翅片槽道内；相邻挡油翅片组之间留有预设间距并形成纵向的导流槽道，沿油气混合物入口的进气方向，翅片槽道沿着圆柱形旋风外筒的圆周倾斜下行，翅片槽道的两端分别与相邻的液膜导流槽道连通；因此从翅片槽道汇集的油液能够汇入导流槽道中并沿着导流槽道垂直下行，流入分离器底部的液相区，并从底部排油管流走。本技术的旋风式油气分离器在使用时，当油滴撞向圆柱形旋风外筒内壁面时，翅片所铺展开的表面都可以成为油滴碰撞附着的面积，无论油滴是附着在翅片的上表面还是下表面，都会顺着翅片表面流入翅片槽道中，之后在旋转气流的推动下，结合翅片槽道下行的趋势，流入相邻的导流槽道中；由于导流槽道垂直向下，因此油液会迅速被导入圆柱形旋风外筒的底部，随后从底部排油管排出。综上，本技术的旋风式油气分离器实现了分离器壁面油膜的整流与疏导，能加快排液，在分离过程中尽快且尽可能多的暴露油滴附着面积，增加油滴直接撞壁附着的可能性，且本技术的挡油翅片组能较好的将油滴困入相邻两翅片间形成的翅片槽道中，避免液滴的二次飞溅。因此本技术能较好的解决油膜的存在对分离器分离效果的影响。附图说明图1为本技术旋风式油气分离器的第一立体外观视图；图2为本技术旋风式油气分离器的从入口方向投影的结构示意图；图3为本技术图2中的A-A截面的剖视图；图4为本技术图2中C部放大示意图；图5为本技术图2中的B-B截面的剖视图；图6为本技术图5中的D部放大示意图；图7为本技术挡油翅片组沿圆柱形旋风外筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋风式油气分离器，其特征在于，包括圆柱形旋风外筒(1)、圆柱形旋风内筒(2)、油气混合物入口(3)和底部排油管(5)；圆柱形旋风外筒(1)的内壁面设有多组挡油翅片组(7)，每组挡油翅片组(7)包括多个沿圆柱形旋风外筒(1)轴向自上而下依次排列分布的翅片，相邻的两个翅片之间形成有翅片槽道(7‑2)；所述多组挡油翅片组(7)沿圆柱形旋风外筒(1)的周向均匀分布；相邻挡油翅片组(7)之间留有预设间距并形成纵向的导流槽道(6)；沿油气混合物入口(3)的进气方向，所述翅片槽道(7‑2)沿着圆柱形旋风外筒(1)的圆周倾斜下行，翅片槽道(7‑2)的两端分别与相邻的液膜导流槽道(6)连通。

【技术特征摘要】
1.一种旋风式油气分离器，其特征在于，包括圆柱形旋风外筒(1)、圆柱形旋风内筒(2)、油气混合物入口(3)和底部排油管(5)；圆柱形旋风外筒(1)的内壁面设有多组挡油翅片组(7)，每组挡油翅片组(7)包括多个沿圆柱形旋风外筒(1)轴向自上而下依次排列分布的翅片，相邻的两个翅片之间形成有翅片槽道(7-2)；所述多组挡油翅片组(7)沿圆柱形旋风外筒(1)的周向均匀分布；相邻挡油翅片组(7)之间留有预设间距并形成纵向的导流槽道(6)；沿油气混合物入口(3)的进气方向，所述翅片槽道(7-2)沿着圆柱形旋风外筒(1)的圆周倾斜下行，翅片槽道(7-2)的两端分别与相邻的液膜导流槽道(6)连通。2.根据权利要求1所述的一种旋风式油气分离器，其特征在于，所述翅片沿圆柱形旋风外筒(1)轴向的截面形状为类三角形形状；在该截面上，翅片与圆柱形旋风外筒(1)内壁接触的一边为直线，其余两边为光滑的弧形边；上侧的弧形边在该弧形边与圆柱形旋风外筒(1)内壁相交处的切面与圆柱形旋风外筒(1)内壁在相交处的切面之间的夹角为45°～55°；下侧的弧形边在该弧形边与圆柱形旋风外筒(1)内壁相交处的切面与...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯健美，王玲子，陈伟，彭学院，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61