一种旋风式油气分离器

摘要

本发明公开一种旋风式油气分离器，其包括圆柱形的旋风外筒，在旋风外筒的内部设有圆柱形的旋风内筒和薄壁圆筒，薄壁圆筒安装在圆柱形旋风外筒内侧上半部分并且位于旋风外筒和旋风内筒之间，在旋风外筒的上部侧面设有入口，其中，入口与旋风外筒的外壁面相联通使得气体能够切向地进入到旋风外筒内，在旋风外筒内壁下部对称固定有一对插槽。本发明涉及的旋风式油气分离器更易于油气分离，且较难飞溅产生二次小油滴，有效提高油气分离器的分离效率。

权利要求

1.一种旋风式油气分离器，其包括圆柱形的旋风外筒(3)，在旋风外筒(3)的内部设有圆柱形的旋风内筒(4)和薄壁圆筒(6)，薄壁圆筒(6)安装在圆柱形旋风外筒(3)内侧上半部分并且位于旋风外筒(3)和旋风内筒(4)之间，在旋风外筒(3)的上部侧面设有入口(1)，其中，入口(1)与旋风外筒(3)的外壁面相联通使得气体能够切向地进入到旋风外筒(3)内，在旋风外筒(3)内壁下部对称固定有一对插槽(7)，在薄壁圆筒(6)的壁面上开有若干半圆形小孔(6-1)，在小孔(6-1)上设有朝向气流方向的倾斜折片(6-2)，油滴分别在旋风外筒(3)与薄壁圆筒(6)之间和薄壁圆筒(6)与旋风内筒(4)之间分离和收集，薄壁圆筒(6)上部还设有翻边(6-3)，在薄壁圆筒(6)外壁面上成对称的安装有与薄壁圆筒(6)高度相同的插条(6-

4)，其与在旋风外筒(3)内侧对称安装的一对插槽(7)相匹配，倾斜折片(6-2)的倾角设为30～45度。

2.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，旋风外筒(3)的底部设有排油口(2)。

3.根据权利要求2所述的油气分离器，其特征在于，在旋风外筒(3)内部下侧还设有挡油板(5)。

4.根据权利要求3所述的油气分离器，其特征在于，薄壁圆筒(6)的外壁面与旋风外筒(3)的内壁面之间有3～8毫米的环形夹层。

说明书

一种旋风式油气分离器

技术领域

[0001] 本发明属于油气处理设备领域，涉及一种用于喷油压缩机中油气分离的旋风式油气分离器。

背景技术

[0002] 对于喷油压缩机来说，油气分离是保证排出气体的纯净性，并提高润滑油循环利用性的重要过程，因此油气分离效率是评价喷油压缩机系统性能的关键指标之一。旋风式油气分离器以其体积小、质量轻、分离效率高等优势被广泛应用于喷油压缩机系统中并成为近年来研究的热点。

[0003] 目前普遍使用的旋风式分离器，其结构主要包括混合气进口管，旋风外筒体、旋风内筒体、排油管和挡油板。油气混合物由进口管沿切向进入分离器筒体内部，在内筒和外筒之间形成的环形流场中做旋转运动，油滴由于受到更大的离心力运动在径向外侧，当其撞击到外筒内壁面时，会粘附在壁面上向下流动，到达底部后由排油管排出，而气体则从中心处的旋风内筒也即气体出口处旋转流出，实现油气分离，其中挡油板的作用是阻止旋流气体搅起底部沉积的已经分离的润滑油。

[0004] 对于传统结构的旋风式油气分离器，其实测得分离效率基本分布在88％～92％之间，而目前影响其分离器效率进一步提高的主要因素在于，油滴撞击壁面形成的二次小油滴以及油滴撞击壁面油膜引起油膜飞溅出的小油滴混入气相流场，随排出气体流走。在探索通过改进结构而进一步提高旋风式油气分离器效率方面，申请号为200810161231.5的发明提出了一种结合滤芯式和旋风式分离器结构的，滤芯可旋转的油气分离器。其曲轴箱内的气体经过叶片带动滤芯绕转动轴旋转，初步分离掉较大的油滴，然后再经过滤芯进行二次分离。此装置中由于滤芯上空隙的存在和滤芯的旋转，使得在其与曲轴箱外壁之间形成的环形空间内气流无法进行均匀稳定的旋转流动，难以有效的分离掉大油滴，且滤芯转动甩出的小油滴会再次混入通过滤芯的气相流场，随气流从出口流出。申请号为201220676044.2的实用新型公开了一种结合挡板分离器、过滤式分离器，旋风式分离器三种分离方式的气水分离器， 混合物由进入到外分筒内的进气导管进入内分筒内，进行初步气旋分离，初分后的气体上升经过导流旋风板实现二次碰撞分离。但实际上，内分筒与进气导管之间形成的并不是规则的旋风通道，混合气流在其中并不能很好的进行旋转分离，且旋风挡板的通道小，形状崎岖，气流阻力损失很大。申请号为200910191233.3的发明公开了一种圆锥腔体结合螺旋形迷宫结构的发动机旋风式油气分离器，其特征在于，在圆锥腔体内壁上由上至下设置有螺旋形迷宫分离道。混合油气进入后，由于圆锥腔体的螺旋形迷宫分离道的存在，旋转碰撞分离出油滴，气体则由上行通道排出。此发明中，虽然由于螺旋形迷宫分离道的存在，提高了油滴的附着能力，但是也极大的干扰了原本均匀稳定的环形流场，反倒容易搅混油滴，降低分离效率。

发明内容

[0005] 针对传统分离器油滴附壁能力小，油膜飞溅等问题，本发明提供一种旋风式油气分离器，其包括圆柱形的旋风外筒，在旋风外筒的内部设有圆柱形的旋风内筒和薄壁圆筒，薄壁圆筒安装在圆柱形旋风外筒内侧上半部分并且位于旋风外筒和旋风内筒之间，在旋风外筒的上部侧面设有入口，其中，入口与旋风外筒的外壁面相联通使得气体能够切向地进入到旋风外筒内，在旋风外筒内壁下部对称固定有一对插槽。

[0006] 作为优选，在薄壁圆筒的壁面上开有若干半圆形小孔，在小孔上设有朝向气流方向的倾斜折片，薄壁圆筒上部还设有翻边，在薄壁圆筒外壁面上成对称的安装有与薄壁圆筒高度相同的插条，其与在旋风外筒内侧对称安装的一对插槽相匹配。

[0007] 作为优选，旋风外筒的底部设有排油口。

[0008] 作为优选，在旋风外筒内部下侧还设有挡油板。

[0009] 作为优选，薄壁圆筒的外壁面与旋风外筒的内壁面之间有约3～8毫米的环形夹层。

[0010] 作为优选，倾斜折片的倾角设为30～45度。

[0011] 本发明由于在旋风式外筒内侧加了一层带折片的多孔薄壁圆筒，一方面相当于增加了一个直径更小的壁面，减小了油滴附着壁面的距离与时间，结合旋风外筒提供给油滴两次附着壁面的机会。另一方面，由于半圆孔上折片的阻挡，油滴撞击油膜而产生的飞溅的油滴会附着在折片上，难以再次混入气相流场，从而进一步提高旋风式油气分离器的分离效率。薄壁圆筒上部有 翻边，在装进外筒时翻边可以搭在外筒上沿，阻挡薄壁圆筒轴向移动，薄壁圆筒两侧还对称的安装了插条，可嵌入旋风外筒内侧相应的插槽中，在周向将其牢牢固定，不会受高速气流的冲击而转动。与其它类似旋风式油气分离器结构相比，本结构仅仅通过在外筒内侧增加廉价的带折片的多孔薄壁圆筒就可以有效的提高油气分离器的性能，而成本几乎没有增加，且薄壁圆筒上小孔的直径及折片翻起的高度较之于旋风外筒及内筒的直径都很小，所以薄壁圆筒的增加对旋转流场均匀性的影响也会很小。

附图说明

[0012] 图1为本发明的主剖面视图。

[0013] 图2为本发明图1的A-A剖视图及插条插槽处的细节展示。

[0014] 图3为本发明薄壁圆筒翻边处示意图。

[0015] 图4为本发明入口处的局部视图

[0016] 图5为本发明的外观视图。

[0017] 图中：1.入口 2.排油口 3.旋风外筒 4.旋风内筒 5.挡油板 6.薄壁圆筒 6-1.半圆形小孔 6-2.倾斜折片 6-3.翻边 6-4.插条 7.插槽

具体实施方式

[0018] 为了更好地说明本发明的意图，下面结合附图对本发明内容做进一步说明。

[0019] 参照图1-5所示，图1示出了一种旋风式油气分离器，其包括圆柱形的旋风外筒3，在旋风外筒3的内部设有圆柱形的旋风内筒4和薄壁圆筒6，薄壁圆筒6安装在圆柱形旋风外筒3内侧上半部分并且位于旋风外筒3和旋风内筒4之间，使得薄壁圆筒6的外壁面与圆柱形旋风外筒3内壁面之间有约3～8毫米的环形夹层。

[0020] 在旋风外筒3的底部设有排油口2，并且在旋风外筒3的上部侧面设有入口1，在旋风外筒3内部下侧还设有挡油板5。其中，入口1与旋风外筒3的外壁面相联通使得气体能够切向地进入到旋风外筒3内。此外，在圆柱形旋风外筒3内壁下部对称固定有一对插槽7。

[0021] 如图2-4所示，在薄壁圆筒6的壁面上开有若干半圆形小孔6-1，在小孔6-1上设有朝向气流方向的倾斜折片6-2，薄壁圆筒6上部设有翻边6-3，其中，为了更有利于气流的进入，倾斜折片6-2的倾角设为30～45度。如图 2、图4所示，薄壁圆筒6外壁面上成对称的安装有与薄壁圆筒6高度相同的插条6-4，其与在旋风外筒3内侧对称安装的两组插槽7相匹配，这样，将薄壁圆筒6沿轴向放入旋风外筒3中时，将薄壁圆筒6上的插条6-4与旋风外筒3上的插槽7对应，随着薄壁圆筒6的放入，插条6-4将完全嵌入插槽7中，能够阻止薄壁圆筒6周向移动。

[0022] 另外，如图3所示，薄壁圆筒6上部设有一圈与薄壁圆筒6的筒身成90度角的翻边6-3，薄壁圆筒6放入旋风外筒3后，翻边6-3可以搭在旋风外筒3的上沿，然后再将上盖板紧紧固定在旋风外筒3的上方，这样将阻止薄壁圆筒6发生轴向移动。插条6-4与翻边6-3的结合将使得薄壁圆筒6能够被稳稳固定在旋风外筒3内，不会随气流冲击而发生转动移动。在旋风外筒3的上半部分，流场旋流作用较强，形成的油膜较厚，故薄壁圆筒6的高度只需能挡住旋风外筒3的上半部分，不用从上到下完全贯通于旋风外筒3内。

[0023] 如图4所示，在使用本发明技术方案中的油气分离器时，混合气体由入口1切向进入油气分离器内，为避免影响混合气流入，旋风外筒3内侧的薄壁圆筒6切除掉遮住入口1的部分，因此混合气将不受阻碍的沿切向方向进入旋风外筒体3与旋风内筒体4之间形成的环形空间，做旋转运动，由于油滴较之于气体会受到更大的离心力，故运动在径向的外侧。这时，一部分油滴首先被甩向薄壁圆筒6，开始第一次分离，油滴粘附在薄壁圆筒6内壁面上向下流动。由于薄壁圆筒6安装得尽量靠近外筒体，剩余的混合气流沿着薄壁圆筒6上的半圆形小孔6-1与折片6-2间形成的通道到达旋风外筒3与薄壁圆筒6间的薄环形空间后，仍然具有较高的动能，将继续旋转流动，与传统的旋风式油气分离器一样，其中的油滴撞击旋风外筒内壁面，并汇聚在壁面上向下流动，但不同的是，其所形成的油膜由于薄壁圆筒5的阻挡，不会再受到旋转气流强烈的“刮蹭”，而是直接汇成股状向下流动，从而被分离。且很少量的油滴撞击油膜所产生的二次小油滴也由于薄壁圆筒6上倾斜折片6-2的阻挡，很难再随着气流被卷入气相流场从排油口2流出，这些都将有效提高旋风式分离器的分离效率。薄壁圆筒6自身也有汇集油滴的作用，其上也会形成薄薄的油膜，气流冲击这层油膜时也会有很少量的二次小油滴，但同样由于倾斜折片6-2的阻挡，这些小油滴也难以顺利被旋转气体卷走。
并且薄壁圆筒6上小孔6-1的直径及折片6-2翻起的高度较之于旋风外筒体都很小，所以薄壁圆筒6的增加对旋转流场均匀性的影响将会很小。

[0024] 本发明的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。