[发明专利]用于将液滴从气体中分离出来的多级装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将液滴从气体中分离出来的装置，尤其是一种空气除油元件。用于将液滴从气体中分离的分离器比如用于将水和/或油从空气中分离出来。所述分离器尤其用于在压缩机中给空气除油。

背景技术

与液体接触的气流会富集液滴。液滴会以机械方式比如在气体流经液体时或者在液体上面导引气流时被带走。在螺旋式压缩机中，比如空气与油接触。在此，油用于对压缩机进行密封、冷却和润滑。液滴也会在气流中因冷凝而形成，比如因冷凝在蒸汽流中产生液滴。在制造压缩空气时，会出现大约200℃的温度。比如在使用螺旋式压缩机时输入的油的一部分会因这种温度而蒸发。在随后冷却时油蒸汽冷凝成小液滴及雾。此时，螺旋式压缩机的小油滴具有大约0.01微米到100微米的数量级的直径。

液滴分离器用于将液滴从气体中分离出来。液滴分离器可以将液相与气相分开。液滴分离器可以用于对废气流进行净化。利用液滴分离器可以将一同携带的液滴从过程气流中分离出来。通过分离，可以减少设备部件的腐蚀或侵蚀，或者也可以减少在设备部件上的附着物或沉积物。液滴分离器比如用于给压缩空气除油。

液滴分离器可以是惯性分离器。在惯性分离器中利用液滴的惯性，用于在壁体上分离液滴。惯性分离器特别适合于较大的、大多数直径在大约20微米以上的液滴。液滴分离器的一种简单形式就是一种挡板。使用挡板时，将夹杂着液滴的气流导向一块板，使得该气流改变方向。由于惯性，包含在气流中的液滴会保持其方向，撞击该板并且从那里排出。另一种惯性分离器则利用了离心力。在使用离心分离器时，气流被导向弯曲的轨道上。由于离心力，液滴被以尽可能大的弯曲半径在外面的轨道上导向。由此，液滴就会集中在这个外面的区域中。而后，液滴例如可以在沿着气流的外部区域的壁体上分离出来。液滴可以从该壁体上排出。作为替代方案，也可以仅仅将气体从气流的具有较低液滴浓度的内部区域中取出。作为离心分离器可以比如使用不同类型的旋风分离器。

液滴分离器可以是排流元件。使用排流元件时，将夹杂着液滴的气流导引穿过网状的和/或多细孔的排流结构。比如金属丝编织网或者比如由塑料或玻璃纤维制成的纤维网可以用作排流结构。液滴穿过排流结构的速度比气流慢。液滴因重力而移向该排流结构的在大地测量学上处于下面的区域，聚集起来并且可以排出。

由气流携带的液滴越大，所述惯性分离就越有效。聚结元件用于增大液滴。在聚结元件中，气流被导引穿过网状的和/或多细孔的聚结结构。比如金属丝编织网或者比如由塑料或玻璃纤维制成的纤维网可以用作聚结结构。气流跟随流线。液滴也可以不跟随流线并且附着在所述聚结结构的分界面上。在该聚结结构上形成一层液膜。小液滴聚合成更大的液滴，也就是说它们聚结起来。增大的液滴离开所述聚结结构。聚结元件也可以显示出一种排流效应。在此，所述液滴在该聚结结构上形成液膜，移向在大地测量学上处于下面的区域，并且可以从那里排出。因此，可以构造出一种组合式的聚结及排流元件。离开所述聚结结构的较大的并且由此较重的液滴在气流中落下并且也可以由此从气流中去除。

根据使用领域，本领域的普通技术人员熟悉用于将液体从气体中分离出来的排流及聚结元件以及惯性分离器的不同组合。在给来自压缩机的压缩空气除油方面，已经公开了下述系统。在压力容器中，在上端部上放入圆柱形的导流板。由该导流板形成的圆筒向下朝压力容器内部敞开。压缩空气按切线方向流到该导流板及压力容器壁体之间，由此在压力容器壁体上实现了油的粗分离，被分离出来的油回输到所述压缩机中。压缩空气从下面流进所述空气除油元件中，该空气除油元件处于由所述导流板构成的圆筒内部。该空气除油元件包括一个或多个聚结和/或排流级，比如由硼硅盐玻璃纤维制成的聚结结构以及由聚酯纤维网制成的排流结构。这种由硼硅盐玻璃纤维制成的纤维网以及这种聚酯纤维网分别套到由金属制成的支撑体上。空气除油元件被从外向里通流。小液滴在聚结结构中聚合成更大的液滴，并且部分地在聚结结构中沉降下来。更大的、离开该聚结结构的液滴则进一步在排流结构中沉降下来，并且聚集在该空气除油元件的底部。在该空气除油元件底部上的油通过排流管路回输给压缩机。经过除油的压缩空气由压力容器输送到蓄压容器中。

所说明的用于空气除油的、比如用在螺旋式压缩机中的系统的缺点是，所述压力容器必须拥有大于所述空气除油元件的内直径，以便空气可以在该空气除油元件外部循环。由此，必须制造更大的压力容器并且其制造成本更高。