气液两相流分离器的制作方法

本实用新型属于热工水力工程领域，具体地，涉及一种气液两相流分离器。

背景技术：

气液两相流是热工水力领域中的一种常见介质形式，在化工、制冷、石油、核电、冶金等工业领域中广泛存在。近年来，气液两相流的流动不稳定性以及传热等问题引起了各领域研究人员的重视。例如，在船用锅炉上两相流体在流动过程中发生的脉动现象会造成设备的损坏；在核电领域，高干度、高热负荷的两相流体会造成传热恶化现象，从而引起堆芯流量及功率的大幅震荡，严重时会对反应堆的安全构成严重威胁。气液两相流的基础参数研究可以减少安全隐患，提高工程质量，对热工水力领域的各个行业均有重要的意义。

气液两相流中各相的比例是两相流测量中的重要基础参数，它决定了气液流动过程中形成的不同流型。气液分离箱是两相流测量系统中的常见设备，该设备用于对液体、气体尽可能地进行分离，而分离效率通常对测量结果起至关重要的作用。

在热工水力工程领域，折流板是一种常用的气液两相分离装置。现有技术普遍采用普通的重叠式折流板，利用液体与气体流动过程中遇到阻挡后的不同表现实现气液的分离。虽然现有技术可以实现气液分离，但分离效率无法达到满意的水平，液体由于惯性附着在阻挡壁面上，在由于重力作用向下汇集排出的过程中，液滴会因与壁面的碰撞而大量碎化从而被气体大量夹带。同时，现有的箱体式分离器底部常为平面设计，夹带气体的液体直接顺着箱体底部迅速流向汇集管，由于行程较短，液体没有脱离气体的推动力，对于流速较大的液体难以实现气液两相的高效分离。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种高效分离的气液两相流分离器。

为达到上述目的或目的之一，本实用新型的技术解决方案如下：

一种气液两相流分离器，所述气液两相流分离器包括壳体以及设置在壳体上的气液入口、气体出口和液体出口，在所述壳体内还设置有折流装置和丝网，所述折流装置由多条折流条组成。

根据本实用新型的一个优选实施例，所述折流装置包括多层平行排列的折流板，每一层折流板包括多条平行排列的折流条。

根据本实用新型的一个优选实施例，所述折流条具有锯齿形形状。

根据本实用新型的一个优选实施例，在折流条的所述锯齿形形状的齿顶面和/或齿槽面中的每一个上设置有至少一个条缝。

根据本实用新型的一个优选实施例，所述壳体被构造为平行六面体，所述气液入口布置在平行六面体的第一平面上，所述折流条的两端分别布置在平行六面体的第一平面和与所述第一平面相邻的第二平面上。

根据本实用新型的一个优选实施例，所述折流条相对于所述第一平面呈30°-60°的角度。

根据本实用新型的一个优选实施例，多层折流板中的相邻折流板之间和/或每一层折流板的相邻折流条之间设置有间隙。

根据本实用新型的一个优选实施例，多层折流板中的相邻折流板和/或每一层折流板的相邻折流条彼此交错排列。

根据本实用新型的一个优选实施例，所述丝网为不锈钢丝网。

根据本实用新型的一个优选实施例，在所述壳体的底面上还设置有导流槽。

本实用新型针对气液两相流的气液两相分离要求，提出了一种气液两相流分离器。本实用新型利用异形折流条大大降低了采用传统折流板的分离器中液滴撞击折流板的碎化程度，壳体底部的导流槽加大了混合介质的流动行程，实现气液两相的高效分离。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的气液两相流分离器的示意图；

图2为根据本实用新型实施例的折流条的一部分的立体示意图；

图3为图2所示的折流条的一部分的平面图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型的示例性的实施例，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本发明的总体的发明构思，提供了一种气液两相流分离器，所述气液两相流分离器包括壳体以及设置在壳体上的气液入口、气体出口和液体出口，在所述壳体内还设置有折流装置和丝网，所述折流装置由多条折流条组成。

图1为根据本实用新型实施例的气液两相流分离器的示意图，其中示出了气液两相流分离器的壳体的内部，如图1所示，气液两相流分离器1包括壳体17以及设置在壳体17上的气液入口11、气体出口12和液体出口13，所述壳体17被构造为平行六面体，所述气液入口11布置在平行六面体的第一平面上，在所述壳体17内还设置有折流装置和丝网15，所述折流装置由多条折流条14组成，所述折流条14的两端分别布置在平行六面体的第一平面和与所述第一平面相邻的第二平面上，所述折流条14相对于所述第一平面呈30°-60°的角度，优选地为45°的角度。在图示的实施例中，折流装置包括多层平行排列的折流板，每一层折流板包括多条平行排列的折流条14，这里，折流板沿垂直于纸面的方向延伸，图1中示出了总共7层折流板，折流板的面积沿从右至左的方向依次递减。

具体地，每一个折流条14具有锯齿形形状，如图2-3所示，图2和3示出了本实用新型实施例的折流条的一部分，实际的折流条14由若干个图2中的结构并列布置，并且每一个折流条14自身是一体的。在一个优选实施例中，在折流条14的所述锯齿形形状的齿顶面和齿槽面中的每一个上设置有至少一个条缝21。

对于多层折流板和每一层中的多个折流条的布置，这里要求，多层折流板中的相邻折流板之间和每一层折流板的相邻折流条14之间设置有间隙；多层折流板中的相邻折流板和每一层折流板的相邻折流条14彼此交错排列，如图1所示，最右侧的第1层折流板与其左侧的第2层折流板之间设置有间隙。所谓交错排列是指折流板之间或折流条之间的具体结构细节并非完全对准，例如在折流条14具有锯齿形形状的情况下，在图1所示的平面内，最右侧的第1层折流板中的折流条的齿顶面与其左侧的第2层折流板中的折流条的齿槽面对准。

优选地，丝网15可以为不锈钢丝网，并且在所述壳体17的底面上还设置有导流槽16。

本实用新型针对气液两相流的气液两相分离要求，提出了一种气液两相流分离器。本实用新型利用异形折流条大大降低了采用传统折流板的分离器中液滴撞击折流板的碎化程度，壳体底部的导流槽加大了混合介质的流动行程，实现气液两相的高效分离。

下面以非限制性的方式描述一个具体实施例及其工作效果，用于气液两相流的分离的分离器由异形壳体、气液入口、气体出口、液体出口、异形折流板以及丝网构成。分离器的壳体整体可以呈长方体结构，壳体采用不锈钢板焊接构成。分离器左侧设置气液入口，分离器壳体内部左侧为异形折流板，右侧设置不锈钢丝网，箱体底部设置导流槽，导流槽右端的壳体底部设置液体出口，气体出口设置在壳体的右侧上表面上。

单层的异形折流板由若干条折流条横向排列组成。相邻折流条之间留有一定间隙，每条折流条由一整根长条形钢板弯折成锯齿形形状，在锯齿形形状的齿顶面和齿槽面上都开设有条缝。单层的折流板两端焊接在分离器的壳体的左侧面及下底面上，与壳体侧面成约45°倾斜。整体的折流装置由多层折流板组成，每层折流板之间交错排布。气液两相流冲击至折流板时，由于遇到阻挡气体会折流而走，而液体由于惯性会依靠速度向前附着在折流板上。本设计中每条折流条上都开有许多窄缝，可以减少液体与折流板的撞击，降低液滴的碎化程度，从而降低气体夹带的液滴量，使得附着在折流板上向下冲击的液体中夹带的气体可以更好的与液体分离。同时，折流板/折流条设计为交错放置，与普通折流板设计中混合介质仅能与单层折流板发生折流作用不同，本设计极大增加了气液两相流与折流板的有效作用面积，使得气液两相流在每层折流板之间与折流板有充分的作用，从而气体经过多次折流作用而显著分离，而液体则充分附着在折流板上并汇集到壳体底部。

不锈钢丝网的上端螺纹连接在分离器壳体的顶端，丝网与分离器壳体的底面成45°夹角倾斜放置，下端与分离器壳体的底端由卡槽连接。气液两相流在流动过程中已被折流装置减速，对于丝网的冲击力较小。丝网下端设置为卡槽连接，已经减速的气液两相流冲击丝网时，卡槽使得丝网有前后活动的空间，对气液两相流形成缓冲，从而加大丝网对于液体的粘滞作用，由此提高气液两相流的分离作用。

分离器的右下角靠近液体出口的位置设有若干导流槽。折流板上汇集的液体沿分离器的底部流至导流槽。导流槽加大了流体流动的行程，对流体形成一定的缓冲作用，使得液体充分脱离气体，液体沿壳体底部下降而气体上浮，从而实现气液两相的进一步分离。

需要说明的是，在上述折流装置中，折流条及其平行面上开设的窄缝的尺寸不限；折流条的形式可以为锯齿形，亦可以为其它形状；单层折流板所包含的折流条的数量不限，折流装置包含的层数不限；上述丝网结构的数量、尺寸不限；上述导流槽的形式不限，其横截面可以为梯形、方形等。

由上述说明并结合附图可知，本实用新型由异形壳体、气液入口、气体出口、液体出口、异形折流板以及丝网构成。气液入口结构布置在分离器的入口处，多个异形的折流板布置在分离器的前半部，丝网布置在分离器的后半部，丝网后端的分离器底部设有导流槽。组装完成的各部件形成一个箱体结构。折流板交错放置，其间设置有缝隙，可以通过本实用新型的异形折流板以及特殊的分离器底板设计加强两相介质的分离，由此可以实现气液两相的高效分离。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本实用新型的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。

附图标记列表：

1 气液两相流分离器

11 气液入口

12 气体出口

13 液体出口

14 折流条

15 丝网

16 导流槽

17 壳体

21 条缝