[发明专利]泵来流含气实验的气液多级分离装置

说明书

本发明公开了一种泵来流含气实验的气液多级分离装置。包括罐体和置于罐体内的第一、第二和第三级分离部分，第一级分离部分置于罐体内腔的上部空间，第二级分离部分置于罐体内壁周面，第一级分离部分和第二级分离部分之间通过水管连接，第三级分离部分置于罐体底部；第一级分离部分包括螺旋管、喷嘴和折流板，第二级分离部分包括环形腔体、入口挡板、气液分离板和出口挡板，第三级分离部分包括分液板和上端大、下端小的锥形导流管。本发明机构紧凑，分离效率高，能有效解决实验和工程中流体除气问题。

技术领域

本发明涉及泵实验领域和化工机械技术领域，具体地说是一种泵来流含气实验的气液多级分离装置。除了能满足水中不溶于水的气体的分离外，也可以满足其他流体中不溶于流体的气体的分离。

背景技术

在企业或者实验室里，泵实验台用的实验介质一般都是水，而且是循环利用。由储水罐吸入泵，然后在由泵的出口排入储水罐中。来流含气的实验加气装置一般位于泵和储水罐之间的入口管道。然而要保证泵入口处的气相含量百分比完全由加气装置控制，那么就需要保证储水罐里的水没有因为入口处的加气而含多余的气体。

所以在加过气的水流入储水罐之前我们要对它除气。除气装置位于泵和储水罐之间。随着气液两相流研究热度的提高，对气液分离装置的需求也逐步上升。而在分离流体占主要的气液混合流体方面，常用的分离器比较单一。常现有的气液分离装置大多利用只重力分离，先让流体的速度降下来再进行分离，分离效率不是很理想，而且体积庞大，不利于占地面积小的实验室。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种泵来流含气实验的气液多级分离装置。本发明由三级分离装置组成。利用了多种分离原理，使得流体不仅在速度降下来的时候进行气液分离，而且还利用流体的速度和压力进行气液分离。

本发明技术方案是：

一、一种泵来流含气实验的气液多级分离装置：

包括罐体和置于罐体内的第一级分离部分、第二级分离部分和第三级分离部分，第一级分离部分置于罐体内腔的上部空间，第二级分离部分置于罐体内壁周面，第一级分离部分和第二级分离部分之间通过水管连接，第三级分离部分置于罐体底部，罐体的罐盖开有顶部出气口，顶部出气口处安装丝网过滤器；气液两相依次流经第一级分离部分、第二级分离部分和第三级分离部分完成气液分离。

所述的第一级分离部分主要由螺旋管、喷嘴和折流板组成，螺旋管为沿平面螺纹布置的管道结构，螺旋管上间隔设置有多个喷嘴，并在每个喷嘴端口处附近设置有折流板。

对于每个喷嘴，喷嘴连接到螺旋管上部靠近中心侧的外壁，喷嘴沿自身所在的螺旋管圆形截面的径向向外延伸布置，使得喷嘴与螺旋管平面螺纹所在平面成45度，喷嘴与自身所在的螺旋管的切向方向成45度；折流板呈倒L形，倒L形内侧朝向喷嘴。

本发明的第一级分离部分结合了离心力分离、折流分离和丝网过滤，利用流体的速度和压力进行气液分离。其中通过螺旋管进行离心力分离，喷管的开口方向特殊设置，有利于气泡从喷管里面排出。

所述的螺旋管靠近中心侧的端口作为出口，出口经连接管与第二级分离部分的入口连接相通；所述的螺旋管远离中心侧的端口作为入口，入口经水管与外部泵水源连接。

所述的第二级分离部分主要由环形腔体、入口挡板、气液分离板、出口挡板和溢流口组成，罐体内壁柱周面一圈；环形腔体一侧的内外壁之间设有两块竖直平行安装的入口挡板，两块入口挡板和环形腔体的内外壁共同围成仅上端开口的入口腔空间，入口腔空间底部的环形腔体内壁开有水箱入口；环形腔体另一侧的内外壁之间设有一块出口挡板，出口挡板上方的环形腔体内壁开设溢流口；出口挡板分别与两块入口挡板之间的环形腔体内部空间形成两个对称布置的弧形腔体，每个弧形腔体的内外壁之间设有气液分离板，气液分离板从入口挡板到出口挡板方向延伸并向下倾斜布置。

所述的环形腔体内壁顶端高于入口挡板顶端，入口挡板顶端高于出口挡板顶端，出口挡板顶端高于溢流口。