气液分离器及其工作方法与流程

本发明涉及厨具技术领域，具体而言，涉及一种气液分离器及其工作方法。

背景技术：

由于商用配料系统的一对多模式下，设置了近端投料器用于缓存调料，液体调料从配料主机正压吹到投料器时，液体调料中容易夹杂带入大量气体，在进行投料时，受到夹杂的气体影响导致投料不准确，使得液体调料的投料量难以准确控制，影响投料精度。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种气液分离器及其工作方法，以改善现有技术中的配料系统在下液体调料时投料精度差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种气液分离器，包括：壳体，壳体具有容纳物料的容纳腔，容纳腔具有进料口、出料口和吸气口；吸气管，吸气管与吸气口连通，吸气管的至少一部分伸入至容纳腔内，吸气管伸入至容纳腔的开口端具有止挡液体物料的止挡面；消涡件，消涡件设置在容纳腔内，并且消涡件的表面朝向开口端。

进一步地，开口端的内壁面为止挡面，止挡面倾斜设置，沿吸气管吸取气体的方向，止挡面向靠近吸气管中心的方向倾斜。

进一步地，止挡面为一个或者多个，当止挡面为一个时，止挡面为圆周面，当止挡面为多个时，各止挡面沿吸气管的周向设置。

进一步地，开口端呈喇叭口形。

进一步地，开口端的端部具有导流结构，止挡面上的液体经由导流结构集中成股流下。

进一步地，导流结构呈齿状。

进一步地，消涡件包括消涡部，消涡部正对吸气管，且消涡部的至少一部分向靠近吸气管的方向凸出。

进一步地，消涡部上凸出的部分呈锥形。

进一步地，消涡部与吸气管同轴设置，且消涡部的直径小于开口端的最大直径。

进一步地，消涡件还包括支撑消涡部的支撑部，支撑部与消涡部和壳体连接，支撑部与消涡部之间形成有供气体通过的通道。

进一步地，气液分离器还包括防涡件，防涡件设置在容纳腔内，并将容纳腔靠近出料口的腔部分隔成至少两个出料区域，各出料区域均与出料口连通。

进一步地，壳体的侧面与顶面之间具有倾斜设置的过渡段。

进一步地，进料口的轴线与壳体在进料口处的切线平行。

进一步地，容纳腔还具有用于排气的排气口，进料口输入正压时，排气口打开，正压气体经由排气口排出。

进一步地，气液分离器还包括泄压阀，泄压阀与容纳腔连通，并在容纳腔内的压力达到预设值时打开。

根据本发明的另一方面，提供了一种气液分离器，包括：壳体，壳体具有容纳物料的容纳腔；吸气管，吸气管的至少一部分伸入至容纳腔内，吸气管伸入至容纳腔的开口端具有导流结构。

根据本发明的另一方面，提供了一种气液分离器，包括：壳体，壳体具有容纳物料的容纳腔；吸气管，吸气管的至少一部分伸入至容纳腔内，吸气管伸入至容纳腔的开口端具有倾斜设置的止挡面。

根据本发明的另一方面，提供了一种气液分离器，包括：壳体，壳体具有容纳物料的容纳腔，容纳腔具有出料口；吸气管，吸气管的至少一部分伸入至容纳腔内；防涡件，防涡件设置在容纳腔内，并位于出料口处。

根据本发明的另一方面，提供了一种气液分离器，包括：壳体，壳体具有容纳物料的容纳腔；吸气管，吸气管的至少一部分伸入至容纳腔内；消涡件，消涡件设置在容纳腔内，并且消涡件的表面朝向吸气管伸入容纳腔的开口端。

根据本发明的另一方面，提供了一种气液分离器的工作方法，气液分离器为上述的气液分离器，工作方法包括：打开气液分离器的进料口和气液分离器的吸气口，通过吸气口向容纳腔内通入负压气体；关闭吸气口，打开气液分离器的排气口，通过进料口向容纳腔内通入正压气体；待气体分离完成后，关闭排气口，打开气液分离器的出料口，通过进料口向容纳腔内通入正压气体。

应用本发明的技术方案，通过设置有吸气口和吸气管，当从进料口向容纳腔内通入液体物料时，通过吸气口和吸气管向容纳腔内输入负压，负压将液体物料中的气体吸取出来，并经由吸气管和吸气口排出从而将液体物料中的气体分离出来，由于在该过程中，负压气体也会将部分液体吸取到吸气管中，因而在吸气管伸入容纳腔的开口端，即气体和被吸取的液体进入吸气管的一端上设置有止挡面，这样被吸起来的液体会由于惯性附着在止挡面上，并顺着止挡面向下流回到容纳腔内，减少液体被吸走的可能性，同时设置的消涡件能够减少吸气管中心气流漩涡尾部对容纳腔内已分离液体的影响，进一步防止液体夹带进入到吸气管随气流带走的情况。上述设置方式将液体物料中的气体分离出来，避免夹杂在液体物料中的气体对投料精度的影响，并且防止液体夹带进入到吸气管随气流被带走的情况，减少物料的浪费，同时避免液体在出料口处产生液体旋转而影响排出速度的问题。同时气液分离器能够起到缓存液体物料的作用，避免一直向气液分离器的容纳腔内输送物料，气体过多，甚至导致容纳腔的腔体会炸裂，产生安全隐患。液体物料相当于暂时缓存在气液分离器里面，等待投料指令，在此过程中，配料机可以给其他分离器输送物料，进行分离程序，多个分离器同时工作使得配料机工作效率高，烹饪执行的效率也高。此外，采用负压进料，还有一个定量的作用，将菜谱中需要的液体物料的重量转化成对应负压的压力值，然后输出相应的压力值，吸取等量的液体物料进入到气液分离器中。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的气液分离器的结构示意图；

图2示出了图1中的气液分离器的爆炸图；

图3示出了图1中的气液分离器的侧视剖视图；

图4示出了图2中的气液分离器的吸气管的结构示意图；

图5示出了图2中的气液分离器的消涡件的结构示意图；以及

图6示出了图2中的气液分离器的防涡件的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；11、容纳腔；111、进料口；112、出料口；113、吸气口；114、排气口；12、过渡段；20、吸气管；21、止挡面；22、导流结构；30、消涡件；31、消涡部；32、支撑部；40、防涡件；50、泄压阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了改善现有技术中的配料系统在下液体调料时投料精度差的问题，本发明提供了一种气液分离器及其工作方法。

如图1至图6所示的一种气液分离器，包括壳体10、吸气管20和消涡件30，壳体10具有容纳物料的容纳腔11，容纳腔11具有进料口111、出料口112和吸气口113；吸气管20与吸气口113连通，吸气管20的至少一部分伸入至容纳腔11内，吸气管20伸入至容纳腔11的开口端具有止挡液体物料的止挡面21；消涡件30设置在容纳腔11内，并且消涡件30的表面朝向开口端。

本实施例通过设置有吸气口113和吸气管20，当从进料口111向容纳腔11内通入液体物料时，通过吸气口113和吸气管20向容纳腔11内输入负压，负压将液体物料中的气体吸取出来，并经由吸气管20和吸气口113排出从而将液体物料中的气体分离出来，由于在该过程中，负压气体也会将部分液体吸取到吸气管20中，因而在吸气管20伸入容纳腔11的开口端，即气体和被吸取的液体进入吸气管20的一端上设置有止挡面21，这样被吸起来的液体会由于惯性附着在止挡面21上，并顺着止挡面21向下流回到容纳腔11内，减少液体被吸走的可能性，同时设置的消涡件30能够减少吸气管20中心气流漩涡尾部对容纳腔11内已分离液体的影响，进一步防止液体夹带进入到吸气管20随气流带走的情况。上述设置方式将液体物料中的气体分离出来，避免夹杂在液体物料中的气体对投料精度的影响，并且防止液体夹带进入到吸气管20随气流被带走的情况，减少物料的浪费，同时避免液体在出料口112处产生液体旋转而影响排出速度的问题。同时气液分离器能够起到缓存液体物料的作用，避免一直向气液分离器的容纳腔11内输送物料，气体过多，甚至导致容纳腔11的腔体会炸裂，产生安全隐患。液体物料相当于暂时缓存在气液分离器里面，等待投料指令，在此过程中，配料机可以给其他分离器输送物料，进行分离程序，多个分离器同时工作使得配料机工作效率高，烹饪执行的效率也高。此外，采用负压进料，还有一个定量的作用，将菜谱中需要的液体物料的重量转化成对应负压的压力值，然后输出相应的压力值，吸取等量的液体物料进入到气液分离器中。

如图3和图4所示，本实施例的吸气管20伸入容纳腔11的节段竖直设置，开口端即为该节段的底端，开口端的内壁面为止挡面21，且止挡面21倾斜设置，沿吸气管20吸取气体的方向，止挡面21向靠近吸气管20中心的方向倾斜，即止挡面21自下而上向靠近吸气管20中心的方向倾斜，从而使得气体进入吸气管20的范围逐渐缩小，这样，当气体中夹带着液体物料时，气体能够随着止挡面21的倾斜顺畅改变运动轨迹，而液体物料由于惯性作用，其运动轨迹不易发生改变，因而就会被止挡面21止挡而附着堆积在止挡面21上，并且会在重力作用下沿着止挡面21向下流动直到形成液滴滴落下来，从而重新汇集到已分离液体中，减少液体物料的损失。如果设置直筒形的吸气管20，被吸起来的液体物料会直接进沿着吸气管20进入到吸气管20内部，形成短路，并且随着气体排出，造成液体物料损失。

可选地，止挡面21的数量可以是一个或者多个，当止挡面21为一个时，可以仅在吸气管20周向的一侧上设置止挡面21，或者将止挡面21设置成弧面，弧面沿开口端周向设置，本实施例优选将止挡面21设置成圆周面，当止挡面21设置成多个时，可以将各止挡面21的侧边依次连接，并沿吸气管20的周向设置。本实施例优选地在吸气管20周向360度的范围内均设置有止挡面21，这样能够将从开口端各个位置吸入到吸气管20的液体物料均进行有效止挡，保证止挡效果。

可选地，开口端的形状根据实际情况有多种设置方式，例如设置成圆台或者棱台，本实施例优选设置成喇叭口形，在便于加工的同时还能够使得开口端整体美观大方。

在本实施例中，开口端的端部具有导流结构22，止挡面21上的液体经由导流结构22集中成股流下。

具体地，开口端的端部即为开口端的底面，在该处设置有齿状的导流结构22，止挡面21上的液体物料顺着止挡面21向下流动到导流结构22上，经由导流结构22汇聚成较大的液滴从吸气管20上脱落与已分离的液体汇合，导流结构22的设置能够加速止挡面21上的液膜汇聚形成液滴滴落的过程，有效解决液体物料损失的问题。本实施例的导流结构22优选设置成锯齿状，并且锯齿状的尖角朝下，这样液膜就会顺着锯齿状的斜面流到尖角处，有利于液膜在锯齿状的尖角处汇聚形成较大的液滴滴落，加速液膜汇聚成液滴的过程。当然，也可以不设置尖角，采用弧形面或者平面代替。

本实施例的导流结构22沿吸气管20的周向设置有一圈，这样就能够对止挡面21上各个方位的液膜均能够起到汇聚作用，降低液体物料的损失。当然，也可以根据止挡面21的设置位置进行相应设置。例如，若仅在吸气管20的一侧设置有止挡面21，那么可以仅在该侧的底面上设置导流结构22即可。

如图3和图5所示，消涡件30包括消涡部31，消涡部31正对吸气管20，且消涡部31的至少一部分向靠近吸气管20的方向凸出。

具体地，消涡部31由板状件形成，消涡部31正对吸气管20的中心处，消涡部31能够消除中心气流漩涡尾部对容纳腔11内已分离液体的影响，若不设置消涡部31，由于吸气管20的负压作用，会在吸气管20正下方的位置处产生气流漩涡，气流漩涡会自上而下延伸至容纳腔11的底部，对容纳腔11底部的已分离液体产生扰动，甚至使得液体在气流漩涡的作用下被吸起来，由于吸气管20中心处没有止挡面21的止挡，因而被吸起来的液体物料会直接进入到吸气管20中被吸走而造成损失；而设置消涡部31后，消涡部31能够阻挡产生的气流漩涡向下延伸，使得气流漩涡只能够延伸到消涡部31上，而无法影响到容纳腔11底部已分离液体，并且吸气管20中心轴线周围的被吸起来的液体向上运动时会受到消涡部31的止挡，使得该部分液体不会经由吸气管20的中心处直接被吸气管20吸走，降低了液体物料的损失；而消涡部31向靠近吸气管20的方向凸出部分的内壁面与止挡面21起到相似的作用，向上运动的液体物料附着堆积在凸出部分的内壁面上，并且沿着该内壁面向下流动，凝聚成液滴汇聚到容纳腔11底部。上述设置方式消除了吸气管20中心气流漩涡尾部对容纳腔11内已分离液体的影响，防止液体物料进入吸气管20随气流被带走的情况。

优选地，消涡部31上凸出的部分呈锥形，锥形使得凸出部分的内壁面也是倾斜设置的，从而能够与止挡面21一样起到充分止挡向上运动的液体的目的。并且锥形的顶部为弧形，而非平面，从而能够更有效地去除气流漩涡，以达到导流的效果。锥形具体可以是圆锥或者棱锥，当然，其也可以是圆台、棱台等其他形状。

需要说明的是，考虑到加工工艺的问题，本实施例消涡部31凸出部分的内壁面的顶部为圆弧形，以便于进行加工，但是优选的方案为将消涡部31凸出部分的内壁面的顶部设置成尖角形，从而提高该内壁面的汇聚作用，加速内壁面上的液膜汇聚成液滴的过程。

除了上述消涡件30的设置方式外，也可以之间将消涡件30设置成平面板状件，平面板状件的表面朝向开口端也能够实现阻碍气流漩涡的作用，避免气流漩涡对已分离液体的影响；或者将上述的消涡件30翻转，消涡部31凸出部分向下凸出，也能够实现阻碍气流漩涡的作用。此外，消涡件30还可以是弹性部件，可以由弹性材料或者注塑材料组成，根据气流走向，从而消涡件30自动改变其凸出部分向上或者向下，例如：当负压吸料进气液分离器里面，气液分离器里面进行气体和液体分离的工作，由于负压的作用，消涡件30的凸出部分向上凸出；当正压吹料时，消涡件30的凸出部分向下凸出。优选本申请的设置方式。

在本实施例中，消涡部31与吸气管20同轴设置，且消涡部31的直径小于开口端的最大直径。这样，当止挡面21上止挡下来的液膜形成液滴脱离吸气管20滴落下来时液滴不会受到消涡部31的阻挡而会直接滴落到容纳腔11的底部，与已分离的液体汇聚在一起，从而避免了止挡面21止挡的液体在下落过程中被再次吸到吸气管20内的情况，保证液体止挡的效果，进一步降低液体物料的损失。

在本实施例中，消涡件30还包括支撑消涡部31的支撑部32，支撑部32包括环圈和筋条，环圈与壳体10连接，消涡部31位于环圈内，环圈与消涡部31之间通过筋条连接，筋条一般设置有多个，各筋条之间沿消涡部31的周向间隔设置，从而使得外圈、筋条和消涡部31之间形成有通道，物料中夹杂的气体、被吸起来的液体物料以及吸气管20上滴落下来的液体就能够通过通道上下运动。支撑部32的设置一方面为消涡部31提供了支撑，使得消涡部31能够在支撑部32的支撑下安装到容纳腔11的中间，另一方面能够为气体和液体物料的上下流通提供通道，避免被消涡件30遮挡而影响正常流通。当然，除了上述环圈与筋条的设置方式外，还可以设置成开设过孔的板件或者其他形状均可。

如图6所示，气液分离器还包括防涡件40，防涡件40设置在容纳腔11内并与壳体10连接，防涡件40位于出料口112处并将容纳腔11靠近出料口112的腔部分隔成多个出料区域，各出料区域均与出料口112连通。防涡件40能够防止排出液体物料时在出料口112处产生液体旋转，避免形成气液混合的射流阻塞效应而导致限制了出口的液体流量的问题，加快液体物料的排出速度，提高效率。

具体地，防涡件40呈放射状，防涡件40以容纳腔11的轴线为中心线，并沿容纳腔11的径向向四周延伸，防涡件40由多个筋板形成，各筋板的一端位于容纳腔11的轴线处，另一端沿容纳腔11的径向向四周延伸，从而使得防涡件40整体呈放射状，放射状的防涡件40能够将靠近出料口112处的腔部分隔形成多个扇形区域，各扇形区域之间在水平方向上被筋板遮挡而无法连通，这样当液体物料从出料口112投料时，由于筋板的遮挡使得各出料区域之间相互独立投料，液体物料无法产生漩涡，防止排出液体物料时液体物料在出料口112产生旋转，避免形成气液混合的射流阻塞效应而限制了出料口112的液体流量的情况，加快液体物料的排出速度，提高效率。本实施例优选地将筋板设置成十字筋，当然，也可以设置成其他形状，只要能够避免液体物料在出料口112处产生漩涡即可。

优选地，防涡件40的尺寸覆盖容纳腔11的整个横截面，以保证防止产生漩涡的效果。当然，也可以根据实际情况设置防涡件40的大小，例如当在出料口112处设置有其他部件而与防涡件40发生干涉时，可以考虑仅在容纳腔11横截面的一部分上设置防涡件40等情况。

如图1和图3所示，壳体10的侧面与顶面之间具有弧形的过渡段12，也就是说，壳体10的顶面为圆弧顶，这样当液体物料在负压的作用下附着到壳体10的顶面上或者蒸发冷凝在壳体10的顶面上时，液膜在重力作用下沿着弧形的过渡段12向下运动并在运动过程中汇聚成液滴顺着侧面流下来。而若设置成水平的平顶面，则液膜会长时间停留在平顶面上，直到后附着到平顶面上的液膜与之前的液膜汇聚形成较大的液滴时才会滴下，基于此情况，本实施例将壳体10的顶面设置成圆弧形，从而加速液膜汇聚成液滴沉降下来的速度，有效解决平面顶部液滴挂残留多的问题。当然，除了将过渡段12设置成弧形的方式外，也可以将过渡段12设置成倾斜的平面，利用倾斜的设置方式也能够加速液膜汇聚成液滴沉降下来的速度。

在本实施例中，进料口111位于壳体10靠近顶部的侧面上，且进料口111的轴线与壳体10在进料口111处的切线平行，即进料口111沿着壳体10圆周的切线方向向容纳腔11内通入物料，这样，当从进料口111向容纳腔11内通入液体物料时，液体物料沿着切线方向进入到容纳腔11内，并且会沿着壳体10的内壁做周向运动，在该过程中液体物料之间会变的相对稀疏，此时通过吸气口113和吸气管20向容纳腔11内输入负压即可更有效地将液体物料中夹杂的气体抽出，从而更好地实现气液分离的目的，保证气液分离的效果。

在本实施例中，容纳腔11还具有用于排气的排气口114，进料口111输入正压时，排气口114打开，正压气体经由排气口114排出。当吸气口113输入负压抽取液体物料中的气体完成后，再打开排气口114，通过进料口111向容纳腔11内输入正压，正压的气体将残留在管道内的液体物料吹入到容纳腔11内，与已分离的液体汇合，避免液体物料残留，正压气体可以通过排气口114顺利排出，排气口114能够平衡容纳腔11内外的气压，避免容纳腔11内气压过大产生安全隐患。

在本实施例中，气液分离器还包括泄压阀50，泄压阀50与容纳腔11连通，并在容纳腔11内的压力达到预设值时打开。当通过进料口111向容纳腔11内通入正压直到压力达到预设值时，压力将泄压阀50自动顶开，直接将容纳腔11内的气体排出，避免容纳腔11内的压力过大而产生危险，提高气液分离器的安全性。具体数设值根据实际情况进行相应设置即可。

在本实施例中，气液分离器还包括用于控制通断状态的隔断阀，并且出料口112、进料口111、排气口114和吸气口113处均应设置有隔断阀以控制气体或者液体的进出。也可以在上述位置中的一处或几处设置隔断阀，其他未设置隔断阀的位置可以依靠打开或关闭为气液分离器提供气体的气源等方式实现通断的控制。

可选地，壳体10的内壁还可以涂上不沾涂层、有机硅等防沾材料，进一步减少液体物料在壳体10内壁上的残留，加速内壁上的液滴沉降下来的速度。

在本实施例中，壳体10采用分体设置，壳体10包括上壳和下壳两部分，上壳和下壳对接形成容纳腔11，消涡件30可拆卸地安装在上壳和下壳之间，在消涡件30与上壳和下壳之间可以增设密封圈，以保证容纳腔11的气密性。

本实施例的气液分离器的使用工作方法大致分为以下三个过程：

负压吸料：打开气液分离器的进料口111和气液分离器的吸气口113，通过吸气口113向容纳腔11内通入负压气体，负压气体将液体物料从进料口111抽取到容纳腔11内，在该过程中，负压气体将液体物料中的气体分离抽取出来，实现气液分离；

正压吹料：吸料完成后，关闭吸气口113，打开气液分离器的排气口114，通过进料口111向容纳腔11内通入正压气体，正压气体将残留在管道的液体物料吹入到容纳腔11内，而进入到容纳腔11内的正压气体从排气口114排走，排气口114只有在正压吹料阶段才是打开的，其他阶段均是关闭的；

正压投料：待气体分离完成后，关闭排气口114，打开气液分离器的出料口112，通过进料口111向容纳腔11内通入正压气体，正压气体将容纳腔11内的液体物料吹出，实现投料。

需要说明的是，上述实施例中的多个指的是至少两个。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、改善了现有技术中的配料系统在下液体调料时投料精度差的问题；

2、止挡面止挡被吸起来的液体，减少了液体被吸走的可能性；

3、消涡件减少了吸气管中心气流漩涡尾部对容纳腔内已分离液体的影响；

4、防涡件防止出料口处产生液体旋转，避免形成气液混合的射流阻塞效应而导致限制了出口的液体流量的问题；

5、导流结构有利于液膜在锯齿状的尖角处汇聚形成较大的液滴滴落，加速液膜汇聚成液滴的过程；

6、圆弧顶加速了壳体顶面上的液膜汇聚成液滴沉降下来的速度，有效解决平面顶部液滴挂残留多的问题；

7、输入正压的进气口避免液体物料在吸气管上沉积，同时还能够辅助出料，实现液体物料的顺利流出；

8、泄压阀避免容纳腔内的压力过大而产生危险，提高气液分离器的安全性。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。