一种油气分离装置及其方法与流程

本发明属于油气分离装置，尤其涉及一种油气分离装置及其方法。

背景技术：

在工业热油管路中，管路在加热等原因，管路中持续形成气泡，造成整个管路中管内压强增大，需要将其中的气泡分离，同时为了维持管路的正常运行还维持管路所需要的压强。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种维持管路稳定压强的一种油气分离装置及其方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种油气分离装置，包括油气分离筒、所述油气分离筒为竖向姿态的密闭筒形结构；所述油气分离筒内腔中水平设置有分隔板，所述分隔板将所述油气分离筒内腔分隔为上腔和下腔；

还包括散油锥，所述散油锥分为一体化上下两段，所述散油锥上段为尖端朝上的圆锥形散油帽，所述散油锥下段为呈圆柱形散油体，所述散油锥同轴心一体化于所述分隔板上侧；所述圆柱形散油体与所述上腔内壁之间的间隙形成环柱形稳油槽；所述稳油槽底部设置有漏油口，稳油槽中的油可通过漏油口流出至下腔中；

还包括进油管和出油管；所述进油管的出油口端伸入所述上腔中，且所述出油口端对应在所述散油帽顶部正上方；所述出油管伸入所述下腔底部。

进一步的，还包括气压平衡立管，所述气压平衡立管为硬质直管结构，所述气压平衡立管竖向穿过所述分隔板，所述气压平衡立管上下端分别导通所述上腔和下腔，且所述气压平衡立管上端位于所述上腔顶部所在高度；所述气压平衡立管下端位于所述下腔顶部所在高度。

进一步的，所述散油锥整体为密闭薄壁结构，所述散油锥内部为散油锥腔；所述散油锥腔中同轴心设置有弹性气囊；

所述散油锥腔底部同轴心设置有第一通道筒，所述第一通道筒为上下贯通结构，所述第一通道筒上端与所述弹性气囊的气囊腔下端导通连接，所述第一通道筒下端导通连接下腔顶部；

所述弹性气囊顶部同轴心一体化设置有硬质圆盘；还包括第二通道筒，所述第二通道筒同轴心穿过所述硬质圆盘，所述第二通道筒下端导通所述气囊腔上端，所述第二通道筒上端导通散油锥腔，所述第二通道筒中设置有鸭嘴单向阀，所述鸭嘴单向阀的鸭嘴出口端朝上；

还包括排气管所述排气管的一端导通所述油气分离筒外界，另一端伸入所述散油锥腔的底部；所述油气分离筒内部还包括悬挂杆、空心柱、接油桶、软管和牵拉绳；所述悬挂杆竖向可活动穿过所述第一通道筒，所述悬挂杆下端固定连接所述空心柱上端，所述空心柱下端悬挂固定连接有所述接油桶，其中所述接油桶内腔底部设置有若干漏油孔；所述软管的一端导通连接所述漏油口下端，所述软管的另一端导通连接所述空心柱的空心上端，所述空心柱的空心下端对应在所述接油桶的接油腔中；稳油槽中通过漏油口流出的油依次经所述软管和空心柱导入至接油腔中；

所述悬挂杆上端连接三根所述牵拉绳一端，三根所述牵拉绳的另一端分别成圆周阵列连接于所述硬质圆盘下侧轮廓边缘；

进一步的，所述进油管的管路上设置有电磁阀，所述电磁阀通电后可堵塞所述进油管；

还包括气压传递管、弹簧、活塞、活塞筒和电磁阀触发开关；所述气压传递管为硬质管结构，所述气压传递管的一端伸入所述散油锥腔顶部；

所述活塞筒位于所述油气分离筒外部，所述活塞筒中可活动设置有所述活塞，所述活塞将所述活塞筒筒腔分成挤压腔和回弹腔，所述回弹腔在远离所述活塞的一端设置有导通外界的平衡孔，所述挤压腔导通连接所述气压传递管的另一端；所述回弹腔中设置有弹性部件，且所述弹性部件为呈压缩状的弹簧结构，且弹性部件的一端沿轴线方向顶压所述活塞；所述活塞在靠近回弹腔的一侧设置有凸顶；所述电磁阀触发开关设置在所述平衡孔所在位置，且电磁阀触发开关与所述凸顶对应设置；

所述挤压腔内气压增大后可推动活塞向回弹腔一侧运动，进一步的带动所述凸顶接触并触发所述电磁阀触发开关，进一步的使电磁阀通电后，并堵塞所述进油管。

进一步的，所述接油桶满油悬挂状态下，所述弹性气囊的气囊腰部可膨胀至紧贴所述圆柱形散油体内壁，使弹性气囊将所述散油锥腔密闭分隔成上散油锥腔和下散油锥腔，所述上散油锥腔导通所述气压传递管，所述下散油锥腔导通所述排气管。

进一步的，所述第一通道筒内部同轴心设置有导筒，所述导筒外壁与所述第一通道筒内壁之间形成环柱形通道，所述环柱形通道中沿轴线方向阵列设置有若干层油雾捕捉环片，相邻所述油雾捕捉环片之间间距设置，且各所述油雾捕捉环片上呈圆周阵列镂空有若干通道孔；

所述导筒至少通过一根支撑杆与所述第一通道筒内壁固定支撑连接，所述空心柱可活动同轴心穿过所述导筒。

进一步的，所述散油帽的顶端为水平帽顶。

进一步的，一种油气分离装置的方法，具体为：

整体：导热油循环管路中，由于加热器持续加热的原因，循环管路中持续形成气泡，造成整个管路中管内压强增大；导热循环管路中的导热油通过进油管进入油气分离筒，油气分离筒将待分离导热油中的气泡分离出来，并将分离出来的气体通过排气管排出外界，油气分离筒中被分离气泡后的导热油通过出油管流出至导热油循环管路中；

油气分离筒的内部油气分离具体工作过程：

循环管路中的导热油通过进油管进入到上腔中，并从圆锥形散油帽的帽顶处流下，导热油顺着圆锥形散油帽向下呈锥形散开状下流至稳油槽中，该过程中在圆锥形散油帽散流作用下，导热油中的气泡相应的被分离并释放到上腔中；

由于上腔和下腔已经通过气压平衡立管相互导通，上腔和下腔气压相同，当上腔中的气体累积后通过气压平衡立管进入到下腔中，随着气泡被分离出来的气体累积，造成下腔中的气压增大，此时气体通过第一通道筒的环柱形通道进入到弹性气囊中，在气体通过环柱形通道进入弹性气囊的过程中，气体中残余的油雾在粘附于各层的油雾捕捉环片上，随着油雾的累积凝结后的液滴通过各干通道孔下流，最终液滴顺着悬挂杆引流至接油腔中；与此同时弹性气囊中的气体累积后使弹性气囊膨胀，膨胀到一定程度后弹性气囊中的气压已经达到鸭嘴单向阀的鸭嘴胀开阈值，此时弹性气囊通过鸭嘴单向阀向散油锥腔放气，进一步的散油锥腔通过排气管向外界放气，该过程中弹性气囊的进气和出气过程达到动态平衡，且弹性气囊维持油气分离筒中恒定的筒内压强；

与此同时，导热油顺着圆锥形散油帽向下呈锥形散开状下流至稳油槽中后，稳油槽中底部的油通过漏油口向下漏，由于气压平衡立管使上腔和下腔气压相同，因此当稳油槽中的油液面较浅时漏油口上下两端压强差较小，使漏油口漏出速度较慢，与此同时通过进油管进入到上腔中油流量要大于通过漏油口漏出的流量，因此稳油槽中的导热油会逐渐累积，并使稳油槽中液面上升，漏油口上下两端压强差逐渐变大，使漏油口漏出速度逐渐加快，当稳油槽中液面上升到一定程度后漏油口漏出速度和进油管的液体流进速度逐渐达到动态平衡，进而使稳油槽中的油液面达到恒定状态，恒定液面高度的稳油槽的底部的油气泡量最少，其稳油槽的底部的油通过漏油口漏出至软管中，然后通过空心柱导入至油桶的接油腔中，并溢出至下腔中，初始状态或平衡状态下由于弹性气囊还没膨胀到足够大，弹性气囊顶部的硬质圆盘所在高度不足以牵动油桶脱离下腔中的油液面，油桶整体浸没于下腔油液面以下；与此同时，下腔底部的油连续流出至出油管中，整个油气分离系统保持动态平衡；

当进油管中夹杂大量气泡和导热油快速进入时上腔时，由于弹性气囊中的鸭嘴单向阀的放气速度有限，造成弹性气囊在平衡状态的基础上继续膨胀，进而造成弹性气囊顶部的硬质圆盘所在高度随逐渐上升，并牵拉油桶向上运动至脱离下腔液面，脱离下腔液面的油桶丧失浮力，且呈悬挂状态，使牵拉绳对弹性气囊顶部的硬质圆盘产生向下拉力，进而其拉力使弹性气囊的气囊腰部进一步增粗，弹性气囊的气囊腰部开始紧贴所述圆柱形散油体内壁，使弹性气囊将所述散油锥腔密闭分隔成上散油锥腔和下散油锥腔，此时由于鸭嘴单向阀在向上散油锥腔中放气，进而导致上散油锥腔中的气压开始大于外部环境气压，进而其散油锥腔中的气压通过气压传递管传递给活塞筒的挤压腔中，挤压腔内气压增大后推动活塞向回弹腔一侧运动，进一步的带动所述凸顶接触并触发所述电磁阀触发开关，进一步的使电磁阀通电后，并堵塞所述进油管，进而使进油管终止进油，由于是循环管路，因此出油管也停止出油，此时上散油锥腔中的气压虽然大于环境气压，但上散油锥腔中的气压还是远小于弹性气囊，鸭嘴单向阀继续向上散油锥腔中放气，进而弹性气囊逐渐泄压，与此同时，悬挂状态的满油油桶的接油腔中的油连续通过其底部的漏油孔漏出，持续满油状态一段时间后接油腔中的油逐渐开始漏完，造成油桶整体重力逐渐降低，进而使牵拉绳对弹性气囊顶部的硬质圆盘产生向下的拉力逐渐减小，进而造成其弹性气囊的气囊腰部进一步收缩，使气囊腰部与圆柱形散油体的内壁开始脱离，进而上散油锥腔和下散油锥腔由分隔变为导通，由于下散油锥腔是通过排气管直接导通外界的，进而上散油锥腔和下散油锥腔在导通的一瞬间，挤压腔中的气压迅速变为环境气压，在弹性部件的顶压下，活塞上的凸顶脱离所述电磁阀触发开关，使进油管瞬间畅通，逐渐恢复到原动态平衡的状态；进而有效防止了弹性气囊在局部气泡流量过多时被胀破的风险，同时也防止了由于循环管路局部气泡过多造成油气分离筒中的气体直接进入出油管中的现象，造成油气分离不彻底的后果。

有益效果：本发明的结构简单，采用散油结构，配合稳油油槽结构能有效分离出热油管路中的气体气泡，为了维持管路正常运行的压力，采用气囊结构维持了管路中的所需的压强，同时该结构还起到自动保护作用，配合电磁阀防止了弹性气囊在局部气泡流量过多时被胀破的风险。

附图说明

附图1为本发明整体结构外部结构示意图；

附图2为本发明整体剖开内部结构示意图；

附图3为发明正剖视图；

附图4为第二通道筒处的局部结构示意图；

附图5为本发明的第二通道筒剖开示意图；

附图6为第一通道筒剖开示意图；

附图7为接油桶结构示意图；

附图8为气压传递管处的局部示意图；

附图9为活塞筒内部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至9所述的一种油气分离装置，包括油气分离筒24、所述油气分离筒24为竖向姿态的密闭筒形结构；所述油气分离筒24内腔中水平设置有分隔板15，所述分隔板15将所述油气分离筒24内腔分隔为上腔42和下腔40；本实施例中还包括散油锥19，所述散油锥19分为一体化上下两段，所述散油锥19上段为尖端朝上的圆锥形散油帽19.1，所述散油锥19下段为呈圆柱形散油体19.2，所述散油锥19同轴心一体化于所述分隔板15上侧；所述圆柱形散油体19.2与所述上腔42内壁之间的间隙形成环柱形稳油槽16；所述稳油槽16底部设置有漏油口46，稳油槽16中的油可通过漏油口46流出至下腔40中；还包括进油管7和出油管11；所述进油管7的出油口端23伸入所述上腔42中，且所述出油口端23对应在所述散油帽19.1顶部正上方；所述出油管11伸入所述下腔40底部。

本实施例中，还包括气压平衡立管3，所述气压平衡立管3为硬质直管结构，所述气压平衡立管3竖向穿过所述分隔板15，所述气压平衡立管3上下端分别导通所述上腔42和下腔40，且所述气压平衡立管3上端位于所述上腔42顶部所在高度；所述气压平衡立管3下端位于所述下腔40顶部所在高度。

所述散油锥19整体为密闭薄壁结构，所述散油锥19内部为散油锥腔5；所述散油锥腔5中同轴心设置有弹性气囊18；所述散油锥腔5底部同轴心设置有第一通道筒32，所述第一通道筒32为上下贯通结构，所述第一通道筒32上端与所述弹性气囊18的气囊腔2下端导通连接，所述第一通道筒32下端导通连接下腔40顶部；

所述弹性气囊18顶部同轴心一体化设置有硬质圆盘27；还包括第二通道筒4，所述第二通道筒4同轴心穿过所述硬质圆盘27，所述第二通道筒4下端导通所述气囊腔2上端，所述第二通道筒4上端导通散油锥腔5，所述第二通道筒4中设置有鸭嘴单向阀26，所述鸭嘴单向阀26的鸭嘴出口端朝上；

还包括排气管1所述排气管1的一端导通所述油气分离筒24外界，另一端伸入所述散油锥腔5的底部；所述油气分离筒24内部还包括悬挂杆8、空心柱9、接油桶13、软管14和牵拉绳25；所述悬挂杆8竖向可活动穿过所述第一通道筒32，所述悬挂杆8下端固定连接所述空心柱9上端，所述空心柱9下端悬挂固定连接有所述接油桶13，其中所述接油桶13内腔底部设置有若干漏油孔10；所述软管14的一端导通连接所述漏油口46下端，所述软管14的另一端导通连接所述空心柱9的空心上端，所述空心柱9的空心下端对应在所述接油桶13的接油腔12中；稳油槽16中通过漏油口46流出的油依次经所述软管14和空心柱9导入至接油腔12中；

所述悬挂杆8上端连接三根所述牵拉绳25一端，三根所述牵拉绳25的另一端分别成圆周阵列连接于所述硬质圆盘27下侧轮廓边缘；所述进油管7的管路上设置有电磁阀71，所述电磁阀71通电后可堵塞所述进油管7；

还包括气压传递管68、弹簧66、活塞82、活塞筒67和电磁阀触发开关65；所述气压传递管68为硬质管结构，所述气压传递管68的一端伸入所述散油锥腔5顶部；

所述活塞筒67位于所述油气分离筒24外部，所述活塞筒67中可活动设置有所述活塞62，所述活塞62将所述活塞筒67筒腔分成挤压腔61和回弹腔78，所述回弹腔78在远离所述活塞62的一端设置有导通外界的平衡孔64，所述挤压腔61导通连接所述气压传递管68的另一端；所述回弹腔78中设置有弹性部件66，且所述弹性部件66为呈压缩状的弹簧结构，且弹性部件66的一端沿轴线方向顶压所述活塞62；所述活塞62在靠近回弹腔78的一侧设置有凸顶63；所述电磁阀触发开关65设置在所述平衡孔64所在位置，且电磁阀触发开关65与所述凸顶63对应设置；所述挤压腔61内气压增大后可推动活塞62向回弹腔78一侧运动，进一步的带动所述凸顶63接触并触发所述电磁阀触发开关65，进一步的使电磁阀71通电后，并堵塞所述进油管7。

所述接油桶13满油悬挂状态下，所述弹性气囊18的气囊腰部60可膨胀至紧贴所述圆柱形散油体19.2内壁，使弹性气囊18将所述散油锥腔5密闭分隔成上散油锥腔5.1和下散油锥腔5.2，所述上散油锥腔5.1导通所述气压传递管68，所述下散油锥腔5.2导通所述排气管1。

所述第一通道筒32内部同轴心设置有导筒29，所述导筒29外壁与所述第一通道筒32内壁之间形成环柱形通道，所述环柱形通道中沿轴线方向阵列设置有若干层油雾捕捉环片30，相邻所述油雾捕捉环片30之间间距设置，且各所述油雾捕捉环片30上呈圆周阵列镂空有若干通道孔31；

所述导筒29至少通过一根支撑杆28与所述第一通道筒32内壁固定支撑连接，所述空心柱9可活动同轴心穿过所述导筒29。

为了使油更好的均匀在散油帽19.1上散开，本实施例中，所述散油帽19.1的顶端为水平帽顶22。

本方案的方法、过程、原理以及技术进步整理如下：

整体：导热油循环管路中，由于加热器持续加热的原因，循环管路中持续形成气泡，造成整个管路中管内压强增大；导热循环管路中的导热油通过进油管7进入油气分离筒24，油气分离筒24将待分离导热油中的气泡分离出来，并将分离出来的气体通过排气管1排出外界，油气分离筒24中被分离气泡后的导热油通过出油管11流出至导热油循环管路中；

油气分离筒24的内部油气分离具体工作过程：

循环管路中的导热油通过进油管7进入到上腔42中，并从圆锥形散油帽19.1的帽顶22处流下，导热油顺着圆锥形散油帽19.1向下呈锥形散开状下流至稳油槽16中，该过程中在圆锥形散油帽19.1散流作用下，导热油中的气泡相应的被分离并释放到上腔42中；

由于上腔42和下腔40已经通过气压平衡立管3相互导通，上腔42和下腔40气压相同，当上腔42中的气体累积后通过气压平衡立管3进入到下腔40中，随着气泡被分离出来的气体累积，造成下腔中的气压增大，此时气体通过第一通道筒32的环柱形通道进入到弹性气囊18中，在气体通过环柱形通道进入弹性气囊18的过程中，气体中残余的油雾在粘附于各层的油雾捕捉环片30上，随着油雾的累积凝结后的液滴通过各干通道孔31下流，最终液滴顺着悬挂杆8引流至接油腔12中；与此同时弹性气囊18中的气体累积后使弹性气囊18膨胀，膨胀到一定程度后弹性气囊18中的气压已经达到鸭嘴单向阀26的鸭嘴胀开阈值，此时弹性气囊18通过鸭嘴单向阀26向散油锥腔5放气，进一步的散油锥腔5通过排气管1向外界放气，该过程中弹性气囊18的进气和出气过程达到动态平衡，且弹性气囊18维持油气分离筒中恒定的筒内压强；

与此同时，导热油顺着圆锥形散油帽19.1向下呈锥形散开状下流至稳油槽16中后，稳油槽16中底部的油通过漏油口46向下漏，由于气压平衡立管3使上腔42和下腔40气压相同，因此当稳油槽16中的油液面较浅时漏油口46上下两端压强差较小，使漏油口46漏出速度较慢，与此同时通过进油管7进入到上腔42中油流量要大于通过漏油口46漏出的流量，因此稳油槽16中的导热油会逐渐累积，并使稳油槽16中液面上升，漏油口46上下两端压强差逐渐变大，使漏油口46漏出速度逐渐加快，当稳油槽16中液面上升到一定程度后漏油口46漏出速度和进油管7的液体流进速度逐渐达到动态平衡，进而使稳油槽16中的油液面达到恒定状态，恒定液面高度的稳油槽16的底部的油气泡量最少，其稳油槽16的底部的油通过漏油口46漏出至软管14中，然后通过空心柱9导入至油桶13的接油腔12中，并溢出至下腔40中，初始状态或平衡状态下由于弹性气囊18还没膨胀到足够大，弹性气囊18顶部的硬质圆盘27所在高度不足以牵动油桶13脱离下腔40中的油液面，油桶13整体浸没于下腔40油液面以下；与此同时，下腔40底部的油连续流出至出油管11中，整个油气分离系统保持动态平衡；

当进油管7中夹杂大量气泡和导热油快速进入时上腔42时，由于弹性气囊18中的鸭嘴单向阀26的放气速度有限，造成弹性气囊18在平衡状态的基础上继续膨胀，进而造成弹性气囊18顶部的硬质圆盘27所在高度随逐渐上升，并牵拉油桶13向上运动至脱离下腔40液面，脱离下腔40液面的油桶13丧失浮力，且呈悬挂状态，使牵拉绳25对弹性气囊18顶部的硬质圆盘27产生向下拉力，进而其拉力使弹性气囊18的气囊腰部60进一步增粗，弹性气囊18的气囊腰部60开始紧贴所述圆柱形散油体19.2内壁，使弹性气囊18将所述散油锥腔5密闭分隔成上散油锥腔5.1和下散油锥腔5.2，此时由于鸭嘴单向阀26在向上散油锥腔5.1中放气，进而导致上散油锥腔5.1中的气压开始大于外部环境气压，进而其散油锥腔5.1中的气压通过气压传递管68传递给活塞筒67的挤压腔61中，挤压腔61内气压增大后推动活塞62向回弹腔78一侧运动，进一步的带动所述凸顶63接触并触发所述电磁阀触发开关65，进一步的使电磁阀71通电后，并堵塞所述进油管7，进而使进油管7终止进油，由于是循环管路，因此出油管11也停止出油，此时上散油锥腔5.1中的气压虽然大于环境气压，但上散油锥腔5.1中的气压还是远小于弹性气囊18，鸭嘴单向阀26继续向上散油锥腔5.1中放气，进而弹性气囊18逐渐泄压，与此同时，悬挂状态的满油油桶13的接油腔12中的油连续通过其底部的漏油孔10漏出，持续满油状态一段时间后接油腔12中的油逐渐开始漏完，造成油桶13整体重力逐渐降低，进而使牵拉绳25对弹性气囊18顶部的硬质圆盘27产生向下的拉力逐渐减小，进而造成其弹性气囊18的气囊腰部60进一步收缩，使气囊腰部60与圆柱形散油体19.2的内壁开始脱离，进而上散油锥腔5.1和下散油锥腔5.2由分隔变为导通，由于下散油锥腔5.2是通过排气管1直接导通外界的，进而上散油锥腔5.1和下散油锥腔5.2在导通的一瞬间，挤压腔61中的气压迅速变为环境气压，在弹性部件66的顶压下，活塞62上的凸顶63脱离所述电磁阀触发开关65，使进油管7瞬间畅通，逐渐恢复到原动态平衡的状态；进而有效防止了弹性气囊18在局部气泡流量过多时被胀破的风险，同时也防止了由于循环管路局部气泡过多造成油气分离筒24中的气体直接进入出油管11中的现象，造成油气分离不彻底的后果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。