一种叶片式气液分离装置的制作方法

本发明涉及气液分离设备领域，特别涉及一种叶片式气液分离装置。

背景技术：

在石油炼制、能源化工、天然气处理与输送、余热废热回收等领域，均存在气流携带液体的现象，如果不能及时将气流中的液体进行分离和回收处理，不仅无法产出高品质的气体产品，而且容易对气流的下游设备造成腐蚀损坏。由此可见，提供一种能够将气液混合物高效分离的气液分离装置是十分必要的。

现有技术主要使用叶片式气液分离器来分离气流中携带的液体。该叶片式气液分离器包括壳体、多个固定在一起的叶片。其中，叶片固定在壳体内，叶片呈阶梯式的板状物，在每个阶梯式板状物的板面上设置有一个或两个勾形板。在气液分离过程中，携带液体的气流首先进入多个叶片之间的空腔中，气液混合物顺着相邻两个叶片之间的空腔流动，在达到勾形板时，气液混合物顺着勾形内腔流动，此时液体在勾形板的内腔处吸附聚集，然后气流改变方向离开勾形板并继续沿着叶片之间的空腔流动，进而气流与其携带的液体发生分离。

发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

现有技术提供的叶片式气液分离器不能使气流均匀分布，叶片上的勾形板内形成的旋流极易将勾形内腔中已经分离出的液体再次回旋带到主流道中，造成明显的二次携带现象，叶片之间的间距不能调整，气液分离效率低。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种能够均布分散气流、减少气流二次携带液体、叶片之间的间距可调整、气液分离效率高的叶片式气液分离装置。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种叶片式气液分离装置，所述装置包括均流孔板、叶片组件、壳体组件；所述均流孔板为带有多个均匀分布的分流孔的圆板；通过所述壳体组件将所述均流孔板和所述叶片组件固定，并使气液混合物依次通过所述均流孔板和所述叶片组件进行分离后，气流排向下游输气管道，液流被回收。

所述叶片组件包括多个阶梯式三角形叶片、多个定距环、多个水平支撑杆；所述阶梯式三角形叶片包括折线形主波板、Z字形辅波板，所述折线形主波板包括多个水平连接段、多个下V型段、多个上倒V型段，所述上倒V型段和所述下V型段交替间隔设置在相邻两个所述水平连接段之间；所述折线形主波板的所述上倒V型段的下表面与所述Z字形辅波板的部分板面连接，以形成带有通气口的下V型槽，所述折线形主波板的所述下V型段的上表面与所述Z字形辅波板的部分板面连接，以形成带有通气口的上倒V型槽；多个所述阶梯式三角形叶片的板面上设置有多个相对的通孔，相邻两个所述阶梯式三角形叶片之间均设置有与所述通孔相对的定距环，所述水平支撑杆穿过所述定距环和所述通孔，并且两端固定在壳体组件上。

具体地，作为优选，所述阶梯式三角形叶片还包括半Z字形辅波板、V型辅波板，并且所述V型辅波板的侧板长度小于下V型段和所述上倒V型段的侧板长度。

所述折线形主波板板首处的所述上倒V型段的下表面与所述半Z字形辅波板的板面连接，所述半Z字形辅波板、所述Z字形辅波板、所述折线形主波板配合形成带有通气口的所述下V型槽。

所述V型辅波板的板面与所述折线形主波板板尾处的所述下V型段的下表面连接，所述折线形主波板、所述Z字形辅波板、所述V型辅波板配合形成带有通气口的梯形槽。

所述V型辅波板的一个侧板的板面与所述折线形主波板板尾的所述水平连接段的板面连接，所述折线形主波板、所述Z字形辅波板、所述V型辅波板配合形成带有通气口的三角形槽。

具体地，作为优选，所述Z字形辅波板、所述半Z字形辅波板、所述V型辅波板与所述折线形主波板的板面之间均采用焊接的方式连接。

具体地，作为优选，所述壳体组件包括多个连接杆、第一固定板、第二固定板、上壳体、下壳体。

所述第一固定板和所述第二固定板为圆板，所述第一固定板和所述第二固定板上分别设置有暴露所述叶片组件且可使气液混合物流通的气液进口和气体出口；所述上壳体为封闭壳体，所述下壳体上设置有多个出液孔。

所述连接杆的一端垂直并固定在所述均流孔板的板面上，所述连接杆的另一端垂直并固定在所述第一固定板的板面上，所述上壳体的左端与所述第一固定板连接，所述上壳体的下端与所述下壳体的上端连接，所述上壳体和所述下壳体的右端同时与所述第二固定板连接。

具体地，作为优选，所述连接杆为角钢状，所述连接杆的一端与所述均流孔板焊接，所述连接杆的另一端与所述第一固定板焊接。

具体地，作为优选，所述第一固定板的板面上对称设置有两个垂直于所述第一固定板的板面的两个卡板；所述上壳体包括圆弧顶板及设置在所述圆弧顶板两侧下部的两个长方形侧板，两个所述长方形侧板外侧的板面上对称设置有两个与所述卡板相配合的卡槽；当所述上壳体的左端与所述第一固定板连接时，所述卡板卡入所述卡槽内。

具体地，作为优选，所述水平支撑杆的两端穿过所述上壳体的两个所述长方形侧板，并通过与螺母螺纹连接进行固定。

具体地，作为优选，所述下壳体的上端与所述上壳体的下端焊接，所述第二固定板同时与所述上壳体及所述下壳体的右端焊接。

具体地，作为优选，所述下壳体呈圆弧板状物，多个所述出液孔均匀地分布在所述下壳体上。

具体地，作为优选，所述气液进口和所述气体出口的形状与所述叶片组件的纵切面形状相适配。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的叶片式气液分离装置，在进行气液混合物分离的过程中，气液混合物首先通过均流孔板进行均匀分布，随后气液混合物在叶片组件中的阶梯式三角形叶片之间流动，并与阶梯式三角形叶片不断地发生碰撞，在流经阶梯式三角形叶片上带有通气口的下V型槽和上倒V型槽时，液体在槽内发生吸附聚集，气流在流出下V型槽和上倒V型槽时要多次改变气流的运动方向，在V型槽内腔的两端可形成旋流，而吸附在下V型槽和上倒V型槽内壁上的液体将不能随着旋流回到主流道中，从而实现高效的气液分离。其中，在气流压力或流速不同的情况下可设置不同长度的定距环来改变阶梯式三角形叶片之间的距离，以使气流在适宜压力及流速的情况下进行气液分离。由此可见，本发明实施例提供的叶片式气液分离装置具有均布分散气流、减少气流二次携带液体、叶片之间的间距可调整、气液分离效率高等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的叶片式气液分离装置的结构示意图；

图2是本发明又一实施例提供的叶片式气液分离装置的分解图；

图3是本发明又一实施例提供的叶片式气液分离装置的第一局部结构示意图；

图4是本发明又一实施例提供的叶片式气液分离装置的第二局部结构示意图；

图5是本发明又一实施例提供的叶片组件中，阶梯式三角形叶片的截面图；

图6是本发明又一实施例提供的叶片组件中，阶梯式三角形叶片的折线形主波板的截面图。

其中，附图标记分别表示：

1 均流孔板，

2 叶片组件，

201 阶梯式三角形叶片，

2011 折线形主波板，

20111 水平连接段，

20112 下V型段，

20113 上倒V型段，

2012 Z字形辅波板，

2013 半Z字形辅波板，

2014 V型辅波板，

2015 下V型槽通气口，

2016 上倒V型槽通气口，

2017 梯形槽通气口，

2018 三角形槽通气口，

202 定距环，

203 水平支撑杆，

3 壳体组件，

301 连接杆，

302 第一固定板，

3021 卡板，

303 第二固定板，

304 上壳体，

3041 卡槽，

305 下壳体，

306 螺母。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种叶片式气液分离装置，如附图1所示，该装置包括均流孔板1、叶片组件2、壳体组件3；其中，如附图2、附图3及附图4所示，均流孔板1为带有多个均匀分布的分流孔的圆板；该装置通过壳体组件3将均流孔板1和叶片组件2固定，并使气液混合物依次通过均流孔板1和叶片组件2进行分离后，气流排向下游输气管道，液流被回收；其中，叶片组件2包括多个阶梯式三角形叶片201、多个定距环202、多个水平支撑杆203；如附图5所示，阶梯式三角形叶片201包括折线形主波板2011、Z字形辅波板2012，如附图6所示，折线形主波板2011包括多个水平连接段20111、多个下V型段20112、多个上倒V型段20113，上倒V型段20113和下V型段20112交替间隔设置在相邻两个水平连接段20111之间；折线形主波板2011的上倒V型段20113的下表面与Z字形辅波板2012的部分板面连接，以形成带有通气口的下V型槽，折线形主波板2011的下V型段20112的上表面与Z字形辅波板2012的部分板面连接，以形成带有通气口的上倒V型槽；多个阶梯式三角形叶片201的板面上设置有多个相对的通孔，相邻两个阶梯式三角形叶片201之间均设置有与通孔相对的定距环202，水平支撑杆203穿过定距环202和通孔，并且两端固定在壳体组件3上。

本发明实施例提供的叶片式气液分离装置，在进行气液分离的过程中，气液混合物首先通过均流孔板1进行均匀分布，随后气液混合物在叶片组件2中的阶梯式三角形叶片201之间流动，并与阶梯式三角形叶片201不断地发生碰撞，在流经阶梯式三角形叶片201上带有通气口的下V型槽和上倒V型槽时，液体在槽内发生吸附聚集，气流在流出下V型槽和上倒V型槽时要多次改变气流的运动方向，在V型槽内腔的两端可形成旋流，而吸附在下V型槽和上倒V型槽内壁上的液体将不能随着旋流回到主流道中，并积聚在槽内，从而实现高效的气液分离。其中，在气流压力或流速不同的情况下可设置不同长度的定距环202来改变阶梯式三角形叶片201之间的距离，以使气流在适宜压力及流速的情况下进行气液分离。由此可见，本发明实施例提供的叶片式气液分离装置具有均布分散气流、减少气流二次携带液体、叶片之间的间距可调整、气液分离效率高等特点。

具体地，如附图2及附图4所示，叶片组件2中的多个阶梯式三角形叶片201的板面上设置有多个相对的通孔，水平支撑杆203交替穿过定距环202和阶梯式三角形叶片201上的通孔，并且水平支撑杆203的两端固定在壳体组件3上。如此设置阶梯式三角形叶片201、定距环202、水平支撑杆203之间的连接关系便于通过使用不同长度的定距环202来设定阶梯式三角形叶片201之间的间距，以满足不同压力及流速的气液分离条件，而且固定水平支撑杆203的两端便可将叶片组件2固定在壳体组件3上，这种固定方式简便，且阶梯式三角形叶片201不容易发生脱落。

其中，如附图5及附图6所示，阶梯式三角形叶片201包括折线形主波板2011、Z字形辅波板2012，折线形主波板2011包括多个水平连接段20111、多个下V型段20112、多个上倒V型段20113，上倒V型段20113和下V型段20112交替间隔设置在相邻两个水平连接段20111之间，具体地，水平连接段20111的一端与下V型段20112的一端连接，该水平连接段20111的另一端与上倒V型段20113的一端连接，如此设置折线形主波板2011的结构便于上倒V型段20113的上表面、下V型段20112的下表面分别与Z字形辅波板2012形成带有通气口的上倒V型槽和下V型槽。更为详细地，下V型段20112、上倒V型段20113的大小相同，只是在排布时其V型段的开口方向不同，这使形成的上倒V型槽和下V型槽的大小一致，便于使流经叶片组件2的气液混合物的流速及压力均衡，而且也便于折线形主波板2011的制造。作为优选，折线形主波板2011的板首和板尾的水平连接段20111比其中间部分的水平连接段20111的长度长，这便于在折线形主波板2011的板首处和板尾处上设置通孔，进而便于水平支撑杆203穿过通孔并固定阶梯式三角形叶片201。

其中，如附图5所示，阶梯式三角形叶片201还包括半Z字形辅波板2013、V型辅波板2014，并且V型辅波板2014的侧板长度小于下V型段20112和上倒V型段20113的侧板长度；折线形主波板2011板首处的上倒V型段20113的下表面与半Z字形辅波板2013的板面连接，半Z字形辅波板2013、Z字形辅波板2012、折线形主波板2011配合形成带有通气口的下V型槽；V型辅波板2014的板面与折线形主波板2011板尾处的下V型段20112的下表面连接，折线形主波板2011、Z字形辅波板2012、V型辅波板2014配合形成带有通气口的梯形槽；V型辅波板2014的一个侧板的板面与折线形主波板2011板尾的水平连接段20111的板面连接，折线形主波板2011、Z字形辅波板2012、V型辅波板2014配合形成带有通气口的三角形槽。设置半Z字形辅波板2013、V型辅波板2014可充分利用折线形主波板2011的板首处及板尾处，并在相应地位置与折线形主波板2011、Z字形辅波板2012形成了相应的下V型槽、梯形槽、三角形槽，这增加了阶梯式三角形叶片201上带有通气口的槽的数目，提高了本发明实施例提供的气液分离装置的分离效率。具体地，当气液混合物流经阶梯式三角形叶片201时，气液混合物可进入多级阶梯式三角形叶片201上的下V型槽通气口2015、上倒V型槽通气口2016、梯形槽通气口2017、三角形槽通气口2018，然后液体可在相应的槽内发生吸附聚集而被分离，气体可从相应槽内的通气口流出，经过多级阶梯式三角形叶片201上的多个槽的高效分离作用，最后气体被输入下游输气管道，液体被回收处理。

具体地，阶梯式三角形叶片201中的Z字形辅波板2012、半Z字形辅波板2013、V型辅波板2014与折线形主波板2011的板面之间均采用焊接的方式连接，焊接的方式使折线形主波板2011和其他辅波板之间的连接力强，在高压的气液混合物流通时，避免发生辅波板脱离折线形主波板2011的现象。

具体地，如附图1及附图2所示，本发明实施例提供的装置中的壳体组件3包括多个连接杆301、第一固定板302、第二固定板303、上壳体304、下壳体305；第一固定板302和第二固定板303为圆板，第一固定板302和第二固定板303上分别设置有暴露叶片组件2且可使气液混合物流通的气液进口和气体出口，如此设置第一固定板302和第二固定板303的结构，便于气液混合物可以顺畅地通过暴露的叶片组件2，经过叶片组件2气液分离后的气体可以全部顺畅地由第二固定板303的气体出口输入下游输气管道中。其中，上壳体304为封闭壳体，下壳体305上设置有多个出液孔，将上壳体304设置为封闭壳体，保证了气液混合物能够在叶片组件2中进行气液分离，防止了气液混合物的流通方向偏离叶片组件2，而且下壳体305上设置有多个出液孔，可以使分离后的液体流出，避免了壳体组件3及叶片组件2中残存大量液体。

具体地，如附图3及附图4所示，连接杆301的一端垂直并固定在均流孔板1的板面上，连接杆301的另一端垂直并固定在第一固定板302的板面上，上壳体304的左端与第一固定板302连接，上壳体304的下端与下壳体305的上端连接，上壳体304和下壳体305的右端同时与第二固定板303连接。设置连接杆301与均流孔板1、第一固定板302连接，便于将均流孔板1与壳体组件3连接起来，这可以使气液混合物在进入壳体组件3前先进行均匀分布，便于气液混合物以稳定的压力和流量进入阶梯式三角形叶片201之间，进而可以均匀地将气液混合物中的液体高效地分离。如此设置壳体组件3的各个部分的连接关系，满足了壳体组件3的两侧具有用于气液混合物流通的气液进口和用于气体流出的气体出口，同时使流经壳体组件3的气液混合物不偏离壳体组件3内部的叶片组件2，还可以使分离出的液体由壳体组件3下部的排液孔排出，此外，壳体组件3两侧的第一固定板302和第二固定板303均为圆板，这便于壳体组件3与均流孔板1、设备内壁的配合连接。

具体地，连接杆301可以为杆状、筒状、角钢状，作为优选，如附图2所示，连接杆301为角钢状，而且连接杆301的一端与均流孔板1焊接，连接杆301的另一端与第一固定板302焊接。采用焊接的方式连接可使均流孔板1、连接杆301、第一固定板302之间的连接力强，而且角钢状的截面为三角形，这使均流孔板1、连接杆301、第一固定板302之间的受力稳固，进一步地，连接杆301为角钢状还减轻了其自重，减少了使用材料。

具体地，如附图3所示，第一固定板302的板面上对称设置有两个垂直于第一固定板302的板面的两个卡板3021；上壳体304包括圆弧顶板及设置在圆弧顶板两侧下部的两个长方形侧板，两个长方形侧板外侧的板面上对称设置有两个与卡板3021相配合的卡槽3041；当上壳体304的左端与第一固定板302连接时，卡板3021卡入卡槽3041内。其中，卡板3021的形状与卡槽3041相配合，将卡板3021由下至上卡入卡槽3041内，可将第一固定板302与上壳体304连接，将卡板3021与卡槽3041拆开，可将第一固定板302与上壳体304拆开。设置上壳体304与第一固定板302卡接，便于在更换不同长度的定距环202或维修壳体组件3内部的叶片组件2时，拆装上壳体304与第一固定板302。其中，卡板3021及卡槽3041可以为长方形、圆形、三角形等，作为优选，卡板3021为长方形板，卡槽3041为长方形卡槽3041，这种结构的卡板3021和卡槽3041容易获取，而且容易将长方形卡板3021及相应的卡槽3041分别设置在第一固定板302和上壳体304上。

具体地，如附图2及附图4所示，水平支撑杆203的两端穿过上壳体304的两个长方形侧板，并通过与螺母306螺纹连接进行固定，其中，两个长方形侧板上设置有螺纹孔，水平支撑杆203的两端设置有与螺母306相配合的外螺纹，水平支撑杆203穿过阶梯式三角形叶片201及定距环202，且水平支撑杆203的两端分别穿过两个长方形侧板，采用螺母306将裸露在上壳体304外侧的水平支撑杆203的两端固定，进而实现叶片组件2与壳体组件3的固定。设置水平支撑杆203与上壳体304之间采用螺母306螺纹连接的方式进行固定，便于叶片组件2与壳体组件3之间的拆装。

具体地，下壳体305的上端与上壳体304的下端焊接，第二固定板303同时与上壳体304及下壳体305的右端焊接。采用焊接的连接方式可使上壳体304、下壳体305、第二固定板303之间的连接力强，使整个壳体组件3具有一定的支撑力，进而可以更好地保护叶片组件2。

具体地，如附图2所示，第一固定板302和第二固定板303上分别设置有气液进口和气体出口，其中，气液进口和气体出口的形状与叶片组件2的纵切面形状相适配，这可以保证全部气液混合物可以从气液进口顺畅地进入叶片组件2，经过叶片组件2分离后的气体可以全部顺畅地从气体出口输入下游输气管道中。其中，设置在壳体组件3内部的阶梯式三角形叶片201按照其长度由短到长，再由长到短排列，这使阶梯式三角形叶片201的纵切面呈平键型，即在圆形上切除相对称的两个圆弧后所形成的形状。作为优选，气液进口和气体出口均呈平键型，这便于气液进口和气体出口与阶梯式三角形叶片201的纵切面相适配，而且将气液进口设置为平键型，便于在第一固定板302的两个宽度较大的板面上设置卡板3021，同时便于第一固定板302和第二固定板303的相应宽度较大的板面分别与连接杆301及上壳体304、下壳体305之间的焊接操作。

其中，如附图2及附图4所示，下壳体305呈圆弧板状物，多个出液孔均匀地分布在下壳体305上。如此设置下壳体305的结构，便于与上壳体304之间形成平键型的内腔结构，以便于与阶梯式三角形叶片201相配合，而且在下壳体305上设置均匀分布的出液孔，便于对下壳体305上的液体均匀地回收，使下壳体305上不存在局部未回收液体的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。