用于从气体分离液体的双袋型叶片式分离器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及用于从气体中移除液体的叶片式分离器，尤其是涉及双袋型叶片式分离器。
【背景技术】
[0002]自20世纪30年代开始，叶片式分离器就在工业应用中被用于从气体中分离出液体。这类叶片式分离器是一种多层板状结构。气体被强迫在板与板之间做Z字形运动，使得气体中的液滴易受到惯性力作用而附着在叶片表面，从而实现了气液分离。
[0003]另一种类型的气液分离器是波板分离器。最初的波板设计，也被称为无袋型叶片式分离器，是在20世纪20年代后期开始制造的。波板式分离器由金属片制成。与有袋型叶片式分离器相比，这种波板分离器的处理能力较弱，其需要较大的面积来处理同样流速的气液混合物。
[0004]单袋型叶片式分离器的使用始于20世纪30年代。这些叶片能够通过挤出或者通过拉挤成型工艺，来成型和焊接制造。单袋型叶片式分离器相对于波板分离器，虽然处理能力有所提高，但是仍然达不到双袋型叶片式分离器的水平。
[0005]单袋型叶片式分离器的气体路径宽度不一致。具体地，如图1所示，单袋型叶片式分离器具有叶片主体11和单袋12。箭头表示气流方向。气体由较宽的入口进入气体路径。气体路径在靠近单袋12处变窄，然后在相邻两个单袋12之间的区域变宽。这种气体路径宽度的不一致导致气体在单袋12处收缩，而在相邻两个单袋12之间的区域膨胀，先压缩后膨胀的过程进一步引起气体压力的下降。更重要的是，压缩和膨胀导致对液滴的剪切力，并因此能够引起在叶片内的高速气流中被破碎。
[0006]双袋型叶片式分离器于20世纪70年代开始得到应用。这种叶片式分离器通常使用成型和焊接制造。双袋型叶片式分离器相对于单袋型叶片式分离器，增大了压降，提高了处理能力。
[0007]在图2中示出了双袋型叶片式分离器。双袋型叶片式分离器包括叶片主体21和通过第一袋22和第二袋23形成的双袋。与单袋型叶片式分离器相比，双袋型叶片式分离器的压降低，因为该叶片式分离器内的气体路径的宽度均一。具体地，当气体进入叶片式分离器时，气体压缩进入通道。气体路径的宽度在叶片式分离器的长度方向上保持一致。因此，当气体流入通道中时，没有气体的压缩或膨胀。
[0008]双袋型叶片式分离器与单袋型叶片式分离器相比能够以更高的速度有效地分离液体并且具有较少的液滴破碎。
[0009]为了阐述在双袋型叶片式分离器中的液体行为，图3a和3b中示出了它的剖面的示意图。液滴沉积在叶片表面，并形成了即将从叶片分离的膜。如果双袋型叶片式分离器中的气体速度快，这层膜将被气体带走，并因此不能与气体分离(图3a)。然而，如果气体速度在叶片的处理能力范围之内，这层膜将会卷起并流入袋内(图3b)。
[0010]现今使用的高级分离系统使用的是双袋型叶片式分离器。
[0011]本领域还已知在叶片的每个波长内具有多个双袋的高性能叶片(例如，美国专利US5104431)。这些叶片能够使用成形和焊接或通过挤出制造。如它们的名字所指出的那样，高性能叶片与双袋型叶片式分离器相比，具有更高的处理能力。这种叶片带来的缺点是具有较深的节距，因而常被串联多级使用，仅用于特殊应用中。
[0012]美国专利US6810835B2(下称835专利)公开了双袋型叶片式分离器。该叶片式分离器包括多个彼此平行设置的平框板(835专利中的102)用以在平框板之间限定多个z形通路(835专利中的101)。双袋(835专利中的120、122)是通过在板上焊接叶片(835专利中的104、106、108、110、112和114)形成的。然而，该专利具有易于振动的直线状的主体部分(102)。其依赖于焊接的袋来提供强度。而且，关于835专利，流过分离器的气体存在着严重的压缩和膨胀。这种压缩和膨胀导致对液滴的剪切，并引起破碎。而且，其将引起较高的压降。
【发明内容】
[0013]发明目的:本发明旨在解决现有技术的上述问题，并提出了改进的双袋型叶片式分离器以提高从气体移除液体的处理能力和性能。尤其是，本发明旨在提供具有更小的液滴破碎率的、用于气体(或蒸汽)/油(或液体)分离的带有附接的收集袋的双袋型坚硬的叶片式分离器。
[0014]技术方案:根据本发明，提供了一种用于从气体分离液体的双袋型叶片式分离器，包括:
[0015]在多个板之间限定的多个z形通道，以及
[0016]第一液体收集袋和第二液体收集袋，所述第一液体收集袋和所述第二液体收集袋设置在所述z形通道的相邻的波峰和波谷之间的第一侧壁上，所述第一液体收集袋设置在所述第二液体收集袋的气流方向的下游侧，所述相邻的波峰和波谷之间设置有所述第一液体收集袋和所述第二液体收集袋的共同入口，
[0017]其中，所述第一液体收集袋于所述共同入口处的边缘，以及所述第二液体收集袋于所述共同入口处的边缘，这两个边缘中至少一个是弧形的。
[0018]优选地，所述第一液体收集袋在所述共同入口处的边缘是弧形的。更优选地，所述第一液体收集袋和所述第二液体收集袋在所述共同入口处的边缘都是弧形的。
[0019]优选地，所述多个z形通道彼此平行。更优选地，所述多个z形通道是通过多个彼此平行设置的z形板限定的。
[0020]优选地，所述第一液体收集袋是通过折叠所述板形成的，使得所述第一液体收集袋在所述共同入口处的边缘是弧形的。优选地，所述板的折叠部的第一部分平行于所述z形通道的第一侧壁，以及所述板的折叠部的第二部分平行于所述z形通道的第二侧壁，所述第二侧壁与所述第一侧壁相邻，并且位于所述第一侧壁的气流方向的上游。
[0021]优选地，所述第二液体收集袋包括由第一部和第二部组成的翼片，该翼片的第一部固定到位于所述z形通道的与所述第一侧壁相邻并且位于所述第一侧壁的气流方向的上游的第二侧壁上，其中所述翼片的第二部从所述翼片的第一部延伸。更优选地，所述翼片的第二部平行于所述第一侧壁，和/或所述翼片的第二部被折叠，使得所述第二液体收集袋在所述共同入口处的边缘是弧形的。
[0022]优选地，所述双袋型叶片式分离器的深度在3-12英寸的范围，所述叶片式分离器的深度是在所述气流方向上左侧的最远点到右侧的最远点之间的通道的距离。本发明中，如附图中所示，气流方向上的左侧指的是叶片式分离器的气流的进入侧，气流方向上的右侧指的是叶片式分离器的气流的离开侧。
[0023]上述优选的特征可以单独使用和/或任意组合使用。
[0024]本发明还提供了一种用于从气体分离液体的双袋型叶片式分离器，所述叶片式分离器包括:
[0025]在多个板之间限定的多个z形通道，以及
[0026]第一液体收集袋和第二液体收集袋，所述第一液体收集袋和所述第二液体收集袋设置在所述z形通道中相邻的波峰和波谷之间的第一侧壁上，所述第一液体收集袋设置在所述第二液体收集袋的所述气流方向的下游侧，在所述相邻的波峰和波谷之间设置有所述第一液体收集袋和所述第二液体收集袋的共同入口，
[0027]其中，所述第一液体收集袋是通过折叠所述板形成的使得所述第一液体收集袋在所述共同入口处的边缘是弧形的，以及所述第二液体收集袋是通过将翼片的第一部焊接到所述z形通道的第二侧壁上而限定的，所述第二侧壁位于所述第一侧壁的气流方向的上游并与所述第一侧壁相邻，其中所述翼片的第二部从所述翼片的第一部延伸。
[0028]优选地，所述多个z形通道彼此平行。更优选地，所述多个z形通道是通过多个彼