[发明专利]从气流中分离出具有不同比重的液体和/或固体物质或气体的设备

说明书

本发明涉及一种从气流中分离出具有不同比重的流体和/或固体物质或气体的设备。

为了将流体和/或固体物质与一气流分离，已知的有过滤器，在过滤器中，要清洁的气流通过过滤器本体。但是，这些已知的结构具有如下的缺陷，必须消耗大量的能量来迫使气体流过过滤器本体。此外，在过滤器本体阻塞之后必须进行清洁或更换。这导致维修费用高，还有，这样的设备不能一直使用。

为了将具有不同比重的气体与含有诸气体混合物的气流分离开来，已知的系统含有分开诸气体的分离喷嘴，这些系统例如可用于分离铀同位素235和238。但是，这类设备的构造很复杂，费用高。

所以，本发明的一个目的是提供一种将具有不同比重的诸流体和/或固体物质或气体与一气流分离的设备，这种设备仅需要极少的能量，制造简单，且极少需要维修。

根据本发明，该任务是这样完成的，该设备有一管状腔，它从进气连接件到排气连接件圆锥形的放大，一接近进气连接件进入管状腔的辅助气体入口切向指向腔的侧面区域。

本发明的这种过滤器具有如下的优点：它的工作完全与其方位无关，此外，如果其大小与流量呈适当比例，就没有压差(压力损失)。有了这种对应的尺寸关系，过滤器能吸入待清洁的气体，并自动地将被分离的流体或气体中具有较大分子量的被分离部分排出。

在这方面，最好是使辅助气体入口在相对于腔中心线的排气连接件方向倾斜，使辅助气体在沿腔侧面区域的螺旋路径中沿排气连接件方向流动。

借此，改进了进气连接件的吸入，又避免了辅助气体从进气连接件流出。

此外，最好是把填充体放在腔内，它具有较小的直径和同样的锥度，使腔具有空心的截头圆锥形状，其壁厚基本恒定。借此，避免在靠近气体柱中间的排气连接件处形成能从气体排出区域吸回气体的低压。

在这方面，尤其好的是填充体延伸到几乎达到辅助气体进入连接件的高度。从而，进一步改进了分离作用。

一特别有利的实施例是，填充体借助一密封元件固定在腔内，该密封元件靠近排气连接件密封地封闭腔，腔中的填充体是空心的，沿排气连接件方向敞开，并至少有一个侧面的气体开口。通过这种构造，就可实现使排出的气体部分尽可能清洁。

在这方面，另外特别好的是开口具有平行于填充体中心线延伸的细长槽的形状。为此，气流的流动阻力降到最小。

此外，特别好的是，将密封元件作为一电绝缘体，提供一直流电源，并相对于腔壁对填充体进行静电充电。该实施例特别适用于将诸流体的微滴或固体物质与气流分离。即获得了附加的静电清洁。如果气体排出后的清洁气流要燃烧或送入一废气催化剂，这种技术特别适用。静电充电形成的各种氮的氧化物和臭氧气体在随后的燃烧中是有利的。

为了分离具有不同比重的各种流体和气体，特别好的是，紧接在腔壁中的密封元件的前面设置用于分离后的诸流体的排出口。

如果在填充体中只设置一个开口，那么特别好的是，将排出口置于相对于上述填充体的开口的相对侧。

为了更确实地防止辅助气体从进气连接件流出，特别好的是在进气连接件上设置一挡板，以减小腔的横截面面积。

此外，特别好的是，设置具有喷嘴的辅助气体入口，因为辅助气体以高速进入腔内，可用少量的辅助气体达到良好的分离效果。

如果气体进入和排气连接件各位于形状象截头圆锥的腔的两端部表面，可获得用本发明解决的一结构上特别简单的技术方案。

在一直进行到现在的实际试验中，以下的尺寸证明是特别有利的：

辅助气体入口中心线与指向气体排出口的腔中心线之间的夹角α在90.5度与100度之间，最好在90.5度至92度之间。

圆锥形部分(腔和可能的填充体)的倾斜角度β为0.5至15度，最好是1至5度。

如果借助本发明的设备，例如燃油中的烟气颗粒应该从柴油发动机的废气中分离出来，最好是在腔侧面区域中设置电热电阻，以烧掉从气流中分离出来的固体物质。

在这方面，最好将电热电阻做成在辅助气体流动方向上延伸的螺旋形加热器线圈。这样的加热电阻能另外起到为由辅助气体和待清洁气体构成的混合物流导向的作用。

此外，一吸取管子沿腔的中心线从排气连接件延伸到腔里。为此，能排出气体混合物的特别清洁的轻的部分。

由于已经有了一具有内腔的填充体，那么吸取管子最好延伸到填充体的内腔，并在填充体内延伸到填充体气体进入端附近。为此，又改进了清洁效果。

此外，在填充体与吸取管子之间，在侧面开口的气体进入侧上第一个三分之一长度处，设置一密封圈，这仍然能改进清洁效果。