[发明专利]一种前置旋流式气液分离器的离心泵

说明书

技术领域

本发明涉及气液分离技术领域，特别涉及一种前置旋流式气液分离器的离心泵。

背景技术

在食品工业中，果汁饮料在榨汁和搅拌的过程中，会混入较多的空气，包括游离气泡和液体中溶解的气体。在生产中，常常需要脱除液体中的这些气体，以防止果汁氧化，延长存储期。

近年来国内外学者对于气液分离操作进行了广泛研究，但大多都集中于油气分离领域，对于水和空气的混合流体研究较少，尤其是对于溶解于水中的空气，分离难度较大。在油气分离过程中，管柱式气液旋流分离器有着广泛的应用，旋流分离器通过流体的旋转离心作用实现气液两相的分离。

例如公告号为CN101940860A的中国专利文献公开了一种气液分离机，主要由以下部件组成：机壳内设有转鼓和布料器，转鼓通过传动装置与电机相连；机壳上设有料液进口和液体出口、进气口和气体出口；所述的料液进口一端通向壳体外面，另一端连接布料器，填料层设在转鼓内，通过隔离网与转鼓固定连接；所述的气体出口下端伸入分离机内部，安装在填料层与布料管之间，将分离后的气体引出；在机壳与转鼓之间设有布气管，布气管上布满孔，布气管与进气口相连；所述的料液进口和气体出口设在机壳的顶部，所述的液体出口和进气口设在机壳的底部；上述发明运用高速旋转产生的离心力、超重力，使原料液与逆向进入的空气接触，气、液两相，在来自转鼓代给液体的离心力及外界强压气体的作用下，使原料液中的气导体与液体分离，达到提高功效的目的。

又例如授权公告号为CN201381813Y的中国专利文献公开了一种管柱式气液旋流分离器，以降低成本、减轻重量。它具有管柱式分离管，在管柱式分离管上部具有气液混合物入口管且气液混合物入口管由倾斜切向入口进入管柱式分离管，气体出口位于管柱式分离管上部，液体出口位于管柱式分离管下部。上述管柱式气液旋流分离器是一种带有倾斜切向入口及气体、液体出口的垂直管，依靠旋流离心力实现气、液两相分离，与传统的重力式分离器相比，具有结构紧凑、重量轻、节省成本等优点，是代替传统容积式分离器的新型分离装置。

上述两种该气液分离运用高速旋转产生的离心力，使原料液中的气体与液体分离，虽然能够有效分离液体中游离气体，但是较难分离液体中的溶解气体，并且还需要单独的流体输送装置与出液口连接，使用较为复杂。

发明内容

本发明提供了一种前置旋流式气液分离器的离心泵，同时完成气液分离和流体输送，结构紧凑且气液分离效率高。

一种前置旋流式气液分离器的离心泵，包括进料管、旋流筒、抽气管和离心泵，所述的进料管与旋流筒的筒壁切向连接，所述的旋流筒靠近进料管的一端与抽气管连接，另一端与离心泵的轴向入口连接。

所述离心泵包括带有轴向入口和切向出口的蜗壳，安装在蜗壳内的叶轮以及叶轮的驱动轴。

本发明在使用时，气液混合流体由外部管路进入进料管，通过进料管的引导，切向进入旋流筒内，流体形成高速旋转的液环，液体在旋流筒内以螺旋线的轨迹向离心泵的轴向入口移动(流体向一个方向移动可以依靠流体自身的重力实现，例如立置旋流筒，也可以是将进料管与轴线相对倾斜设置来实现)，游离在液体中的气体在离心力的作用下实现分离。

为了提高气液分离效果，优选的，所述的抽气管与真空泵连接，在高速液体旋流和抽气管连接的真空泵的共同作用下，旋流筒中心产生负压，利用气体在液体中的溶解度随压力降低而降低的特点，溶解在液体中的气体也分离出来，气体通过抽气管排除，脱气后的液体旋流得进入蜗壳内，经叶轮加压后输送出去，旋流的流体可以快速进入蜗壳内被输出，液体输送效率大大提高。

所述离心泵的轴向入口即为叶轮的有效工作区域，流体保持旋流的形式进入蜗壳随即被排出，从而达到提高液体输送效率的目的。

在流量一定的情况下，形成的液环的厚度由进入旋流筒的流体的压力和抽气管外接的真空泵的压力决定，为了方便调整进入旋流筒的流体的压力，优选的，所述进料管内安装有可更换的喷嘴。喷嘴的设置可以进一步增加流体的压力，并且可以根据需要更换不同尺寸的喷嘴，所述喷嘴的进口尺寸不变，出口尺寸可有多种选择，以满足不同流量下的使用需求。

为了方便安装和更换喷嘴，优选的，所述的喷嘴的进口外翻形成固定环，所述的进料管的内壁设有支撑所述固定环以定位喷嘴的环形台阶。环形台阶形成的方式可以是两段内径不同的管体连接而成，所述进料管包括：薄壁矩形管和位于薄壁矩形管下方并与之相连的厚壁矩形管，厚壁矩形管的另一端与旋流筒相连，喷嘴嵌入厚壁矩形管内部，依靠喷嘴上部的固定环固定在进料管内。