[发明专利]一种可自动排液的双转子复合式气液分离器

说明书

本发明公开了一种可自动排液的双转子复合式气液分离器，包括支撑组件、两个转子、内筒、挡液环、外筒、挡板、容水壳体、排气口、浮块、排液装置和排液管嘴。在两个离心分离除液区内各设置一个转子，并在离心分离除液区后增加了重力分离区。分离后液体不断积聚至排液装置，除液后空气经出气口进入其它气体管路中，当排液装置中液位到达设计量值时，浮块上浮，液体通过排水管嘴排出，当液体下降至设计量值以下时，在浮块重力作用和腔体内外压差作用下下沉，起到封闭作用。本发明结构紧凑，分离效率高，保证了气液分离器在限定空间内实现最大分离效率，在无电源等外部条件下实现自动排液和持续分液，关闭状态下浮块可防止引气管路空气通过排液管嘴泄漏。

技术领域

本发明适用于飞机、船舶、燃气轮机等领域，具体涉及一种可自动排液的双转子导叶式、复合式气液分离器，属于气液分离器技术领域。

背景技术

气液分离器在热泵和制冷系统中应用颇多，基本原理是饱和气体在加压或者降温的过程中，一部分可凝气体部分会形成小液滴随气体一起流动，利用气液的静压差不同将管路系统中的气体和液体分离，实现凝液回收或是气体净化。

现有技术“戚彬彬.轴流式气液分离器数值模拟与实验研究[D].中国石油大学(华东),2018.DOI:10.27644/d.cnki.gsydu.2018.001425.”中分析研究了导流叶片的结构(包括导叶出口角度、叶片数、中心柱直径、叶片厚度、叶片有无直线段)对分离效率和压降的影响规律，但其仍然局限于单转子轴流式分离器的构思。

如图1所示，为传统的单一式(纯离心式)气液分离器结构，传统的气液分离器在使用中还存在诸多问题，包括：

(1)容易产生进口气柱与转子轴线不对中现象，导致分离效率降低；

(2)气动布局上存在很多问题导致分离效率低，例如转子位置放置不合理，转子距离进气口过近距离内筒出口过远，导致气柱经由转子到达内筒出口时旋转速度低，分离效率低；

(3)扩张段未设置开孔段进行分水，开孔段距离设置过小，采用单一的分离器方式等等；

(4)存在气液分离器排液口处不能自动封闭，导致分离器出现漏气现象，分离系统压力不稳定。

发明内容

针对背景技术中现有气液分离器存在的问题，本发明旨在提供一种可自动排液的双转子复合式气液分离器，解决现有单转子气液分离器分离效率低、存在漏气等问题。

为解决上述问题，本发明采用了如下的解决思路：

将气液分离器的离心式分离区分为至少两个离心式分离除液区，两个除液区内分别设置有一个转子，这样一来，每一个除液区进气口的气柱与转子轴线完全对中，进气口的气流流经转子时由于气体和液体的静压差不同，在离心力的作用下，液体被甩出，经由挡液环，进入到排液装置中。另一方面，在离心分离后继续采用重力分离，从而进一步提高分离效率。同时，在分离器中设置支撑组件，强化分离器的结构强度，减少进气口处气液震荡对整体结构强度的损坏。

在气液分离器下端设置有一个密闭的腔体用于收集分离出的液体，在腔体内设置有排液管嘴和浮块，浮块在浮力的作用下上浮和下降，通过浮力的作用实现排液管嘴自动开启和关闭。

具体来说，本发明的解决方案如下：

一种可自动排液的双转子复合式气液分离器，包括，

内筒，所述内筒的内部至少包括第一离心式分离除液区和第二离心分离式除液区，第一离心式分离除液区和第二离心分离式除液区为两条直线延伸的、圆形截面的通道，通道的轴向第一端形成了进气口，通道的轴向第二端形成了出口，出口附近区域开有第一出液孔，第一出液孔分布在通道的周向表面上，第一离心式分离除液区和第二离心分离式除液区平行于内筒的轴线且关于内筒的轴线中心对称布置；