[实用新型]旋风分离器和压缩机

说明书

本实用新型涉及旋风分离器、压缩机和从液体和气体流中分离液体的方法。一种旋风分离器(1)，用于将液体从气体和液体流(8)中分离，旋风分离器包括壳体，壳体具有大体管状的内壁(2)，用于流的入口(3)设置在壳体中以至少部分地切向地将流运载到内壁上，此外出口(4)设置在壳体的顶部处，以使得在操作期间流在入口与出口之间形成涡流(5)，并且，液体(6)由于离心力而撞击内壁以便排出，其特征在于，至少在入口上方的区域中壳体具有大体管状的辅助壁(7)，辅助壁的外侧与内壁间隔开并朝向内壁，以使得在操作期间涡流至少部分地由辅助壁的内侧约束，以减少涡流与内壁处液体之间的接触。

技术领域

本实用新型涉及旋风分离器，用于将液体从气体和液体流中分离出来，其中，旋风分离器具有壳体，壳体具有大体为管状的内壁，内壁设置有用于流的入口以便沿着内壁至少部分切向地输送流，在壳体的顶部处还设置有出口，以使得在操作过程中流在入口与出口之间形成涡流，产生的离心力使液体与内壁接触以便排出。

背景技术

旋风分离器是利用离心力基于比重(相对密度)差异来分离物料混合物的装置。该装置例如用于从气流中去除灰尘或从水中去除颗粒。本实用新型尤其涉及用于从气体中去除液体的旋风分离器。因此，液体具有比气体更高的比重。

在旋风分离器中，气体和液体流切向地泵入管状段中，从而导致流旋转并产生涡流。诸如液体之类的重颗粒运载到内壁上，在内壁上向下流动。因此，重颗粒终结在旋风分离器的下部中，在下部重颗粒可以排出。其余的流通过管状段上端处几乎居中的开口离开旋风分离器。

旋风分离器的已知缺点是分离效率欠优。更具体地，已经发现已知的旋风分离器在用于从带有高负载的气体和液体流中分离液体方面工作欠优。负载定义为相对于气体质量流量的液体质量流量。实践中，喷油压缩机的油气质量比可以约为5以上。在每秒总输出流量为3kg的情况下，每秒多达2.5kg油会与压缩后气体一起从压缩机出口出来。这是带有高负载的压缩空气和油流的示例。因此将清楚的是，有利的是经由旋风分离器从空气中去除最大量油，而对气流的负面影响最小。特别是，优选的是旋风分离器出口处气体中的液体比旋风分离器入口处的液体少达千倍。在用于高负载气体的现有工程技术中，在若干步骤中将液体从气体中分离，以实现流中液体百分比的下降。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种分离器，用于在减少气流中断的情况下将液体从气体和液体流中有效地分离。

为此，根据本实用新型的旋风分离器的特征在于，至少在入口上方的区域中壳体具有大体为管状的辅助壁，辅助壁的外侧与内壁间隔开一定距离并朝向内壁，以使得在操作期间涡流至少部分地由辅助壁的内侧约束，以便减少涡流与内壁处液体之间的接触。

本实用新型基于以下见解：撞击旋风分离器壳体内壁的液体仍然会通过液体表面与涡流的相互作用而返回到流中。作为液体再纳入到流中的主要决定因素中的两个因素是液体表面处流的速度和壁上的膜厚度。如果这些值中的一个太大，则液体表面将不再光滑。诸如表面张力、粘度、密度差、对壁粘附性等因素也起作用。实践中，撞击壳体内壁的液体的液体表面并不总是光滑的。因为涡流沿着不光滑表面流动，所以已经撞击壳体内壁的液体的一部分仍会包括在流中，这降低了分离效率。不光滑表面进一步增强了液体纳入到涡流中，因为液体颗粒更容易从不光滑表面分离。

本实用新型设置有形成了壳体一部分的辅助壁，以使得大部分液体分离到壳体内壁上，而一部分涡流在辅助壁内移动。一部分液体将沉积在辅助壁上，并且在那里将形成明显更薄且因此也更稳定的膜。由于辅助壁，撞击内壁的液体表面至少部分地与涡流屏蔽开，以减少液体表面与涡流之间的相互作用。这将减少液体纳入回到流中的效果，从而使分离更加有效。测试和模拟已经表明，与现有技术的旋风分离器相比，根据本实用新型的旋风分离器可以从气体和液体流中排出液体的量和效率显著更高。因此，根据本实用新型的旋风分离器特别适合于从带有高负载的气体和液体流中分离液体。