專利名稱：用于氣液分離的慣性分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于分離氣液兩相流體的氣體成份和液體成份的慣性分離器。
背景技術(shù)：
慣性分離器或者所謂的旋風(fēng)汽液分離器在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。一般地，這種分離器包括柱狀或者管狀容器以及切向定向的入口，借助此入口包括氣體成份和液體成份的兩相流體能夠輸送到容器的內(nèi)腔中，由此使得兩相流體發(fā)生渦流或者漩渦運(yùn)動(dòng)。兩相流體的類似漩渦或渦流的流動(dòng)產(chǎn)生的離心力使得液體成份徑向向外擴(kuò)散以撞擊到容器的柱形內(nèi)壁面上。在所述內(nèi)壁面上將形成液滴，其經(jīng)由相應(yīng)的出口排出。剩下的氣相可以經(jīng)由單獨(dú)的出口逸出容器。氣液分離的程度很大程度上取決于容器的幾何形狀及其水動(dòng)力特性。由于離心力很大程度上取決于容器的半徑和內(nèi)直徑以及兩相流體的流速，所以氣液兩相的分離效率的增加一般需要尺寸較大的旋風(fēng)分離器或者慣性分離器。文獻(xiàn)EP132347 8A2公開(kāi)了在外管的上游具有入口管的汽液分離器，該外管局部地構(gòu)成所述汽液分離器的引流通道。以預(yù)定節(jié)距扭曲的窄板固定地設(shè)鉻于入口管中以向汽液兩相流體賦予鏇渦狀態(tài)。然而，這種實(shí)施例需要入口管具有特定的形狀和設(shè)鉻，因此限制了這種旋風(fēng)分離器的應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)這種分離器用在汽車行業(yè)時(shí)，慣性或旋風(fēng)分離器應(yīng)該通用地適于多種不同的安裝位鉻。此外，慣性分離器的總體幾何形狀應(yīng)該較緊湊并且尺寸較小。盡管幾何形狀受限，但慣性分離器應(yīng)提供改進(jìn)的氣液相分離。這種分離器還應(yīng)該重量較輕、以及在制造和裝配方面簡(jiǎn)單且成本高效
發(fā)明內(nèi)容
。本發(fā)明因此提供一種基于旋風(fēng)分離器原理的用于氣液分離的慣性分離器。該慣性分離器包括管狀體部，該管狀體部具有大致沿切線方向延伸穿過(guò)體部的側(cè)壁的入口。經(jīng)由切向延伸的入口，從入口供給的兩相流體在管狀體部的徑向外周區(qū)域進(jìn)入管狀體部。由此，漩渦或渦流能夠被自然地賦予所供給的兩相流體。在此上下文中，切向和周向以及徑向和軸向或者縱向涉及分離器的管狀體部的整體幾何形狀。慣性分離器還包括環(huán)形管道，其設(shè)鉻在管狀體部的內(nèi)部并且與入口流體連通。環(huán)形管道適配為產(chǎn)生兩相流體的附加漩渦運(yùn)動(dòng)，因此有助于在慣性分離器的管狀體部?jī)?nèi)產(chǎn)生兩級(jí)渦流。環(huán)形管道用作預(yù)渦流產(chǎn)生器，借助于該環(huán)形管道，所供給的兩相流體可以經(jīng)歷一種預(yù)分離。所述環(huán)形管道經(jīng)由環(huán)形間隙延伸到管狀體部的內(nèi)腔中，該環(huán)形間隙在體部的面向內(nèi)的側(cè)壁部和第一插入件之間延伸。該第一插入件可以提供環(huán)形管道，該環(huán)形管道優(yōu)選地在其整個(gè)圓周上通過(guò)環(huán)形的且軸向延伸的間隙延伸到內(nèi)腔中。
借助于所述環(huán)形間隙，在環(huán)形管道和內(nèi)腔之間建立了流體連通。在沿著管狀體部的圓柱形側(cè)壁的內(nèi)圓周延伸的環(huán)形管道的內(nèi)部，能夠支持和/或激發(fā)兩相流體的第一漩渦或渦流。第一渦流在由管狀體部的縱向和徑向限定的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，而位于環(huán)形管道下游和管狀體部?jī)?nèi)部的兩相流體的第二渦流或漩渦運(yùn)動(dòng)相對(duì)于體部的管狀形狀在切向或周向上旋轉(zhuǎn)。實(shí)際上，第一渦流疊加到第二渦流上。因此，第二渦流沿著管狀體部的面向內(nèi)的側(cè)壁旋轉(zhuǎn)，并且因此在大致垂直于管狀體部的縱向中心軸線延伸的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。將在環(huán)形管道或環(huán)形通道中產(chǎn)生的第一渦流在切向或周向方向上蔓延，其中渦流運(yùn)動(dòng)位于由管狀體部的軸向和徑向方向限定的平面內(nèi)。由于所述環(huán)形間隙在體部的面向內(nèi)的側(cè)壁部和插入件之間沿軸向延伸，所以該環(huán)形間隙支持周向和軸向的流體流動(dòng)。由于由環(huán)形間隙所提供的在環(huán)形管道和內(nèi)腔之間的流體連接，第一渦流的蔓延方向可以大致與在內(nèi)腔中的下游發(fā)展出的第二渦流的漩渦或渦流方向一致。換句話說(shuō)，兩相流體在環(huán)形管道中沿周向或者切向的蔓延可以顯著驅(qū)動(dòng)或者支持流體在體部的內(nèi)腔中產(chǎn)生渦旋運(yùn)動(dòng)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，環(huán)形管道的環(huán)形中心大致與管狀體部的縱向軸線一致或者重合。因此，在垂直于管狀體部的縱向軸線的平面內(nèi)，所述環(huán)形管道和管狀體部同心地設(shè)鉻。特別地，當(dāng)?shù)谝徊迦爰腔緢A形對(duì)稱的形狀時(shí)，通過(guò)第一插入件在內(nèi)腔中的同心設(shè)鉻，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)形管道和帶有內(nèi)腔的管狀體部的同心設(shè)鉻。假設(shè)環(huán)形管道在徑向和切向上延伸，則環(huán)形管道的環(huán)形中心限定了管道的位于橫向平面或者徑向和切向平面(環(huán)形或圈狀結(jié)構(gòu)在該平面內(nèi)延伸)內(nèi)部的中心點(diǎn)或者環(huán)形對(duì)稱點(diǎn)。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，環(huán)形管道提供了在入口的下游和環(huán)形間隙的上游(因此在慣性分離器的管狀體部的內(nèi)腔的上游)的環(huán)形渦流腔。該圈狀的環(huán)形渦流腔包括支持產(chǎn)生漩渦或者渦流類流動(dòng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。所述環(huán)形管道因此可以包括至少一個(gè)引導(dǎo)板或者相應(yīng)的導(dǎo)流板(deflector)，該引導(dǎo)板或?qū)Я靼逶诒┞队趦上嗔黧w的流時(shí)可以支持或增強(qiáng)渦流的產(chǎn)生。然而，即使沒(méi)有特定形狀的引導(dǎo)板或引流板，僅由環(huán)形管道的內(nèi)部幾何機(jī)構(gòu)也可以發(fā)展出渦流。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，環(huán)形管道設(shè)鉻在管狀體部的內(nèi)腔的上端處。優(yōu)選地，慣性分離器豎直地設(shè)鉻，并且其縱向軸線指向豎直方向。入口優(yōu)選地設(shè)鉻在管狀體部的上端，而用于液相的出口位于管狀體部的底端。這樣，可以通過(guò)重力的作用有效地支持氣相和液相的分離。借助于環(huán)形管道的氣相和液相的預(yù)分離可以導(dǎo)致液滴形成和積累在體部的側(cè)壁部的面向內(nèi)的表面上。由于環(huán)形管道以及從其延伸的環(huán)形間隙設(shè)鉻在內(nèi)腔的上端，所以積累的水分可以沿著管狀體部的面向內(nèi)的側(cè)壁部向下流向設(shè)鉻在管狀體部的底部的液體出□。氣體或蒸汽出口優(yōu)選地設(shè)鉻在相反的一端，因此設(shè)鉻在管狀體部的上部。氣體出口優(yōu)選地設(shè)鉻在管狀體部的中心，并且優(yōu)選地設(shè)鉻成與管狀體部同心，而相對(duì)設(shè)鉻的液體出口優(yōu)選地設(shè)鉻成與管狀體部的面向內(nèi)的側(cè)壁部鄰近。這里，液體出口可以包括若干通孔，這些通孔可以在管狀體部 的底部處鄰近體部的面向內(nèi)的側(cè)壁等距地設(shè)鉻。作為多個(gè)分開(kāi)的通孔的替代，也可以設(shè)想一個(gè)環(huán)形出口結(jié)構(gòu)。
在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，環(huán)形管道包括環(huán)形和半殼形的上管部以及對(duì)應(yīng)成型的下管部。優(yōu)選地，當(dāng)上、下管部以預(yù)定的方式設(shè)鉻和裝配時(shí)，兩個(gè)管部彼此互補(bǔ)以提供基本閉合的圈狀的環(huán)形管道或者環(huán)形通道。半殼形的上、下管部可以包括在沿徑向和軸向延伸的平面中的半圓形或者凸形的截面。在切向或周向上，上和/或下管部包括閉合的環(huán)形或者圈狀結(jié)構(gòu)。通過(guò)將環(huán)形管道分成上管部和下管部，慣性分離器的相應(yīng)的管道形成構(gòu)件或部件能夠設(shè)計(jì)為不需要側(cè)切部(undercut)。這樣，各個(gè)部件能夠很容易地通過(guò)注塑成型技術(shù)來(lái)制造。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，上管部和下管部通過(guò)它們的半殼輪廓彼此面對(duì)以形成基本閉合的管道。然而，管道沒(méi)有完全閉合，而是延伸到環(huán)形間隙中以提供朝向管狀體部的內(nèi)腔的逸出通道。在此上下文中，基本閉合的管道限定了這樣的管道或通道結(jié)構(gòu)，即，該管道或通道結(jié)構(gòu)具有較小的間隙，所述間隙相對(duì)于管道的截面在切向上延伸并且因此相對(duì)于管狀體部在軸向上延伸。通常，間隙的尺寸小于管道的直徑和/或上和/或下管部的半殼輪廓的任何一個(gè)的 70%、60%、50%、40%、30%、20%、10% 和 / 或 5%。在另一實(shí)施例中，環(huán)形間隙的橫向截面積是入口的截面積的至少0.2,0.3,0.5、1、1.5、2、3、4或5倍。優(yōu)選地，環(huán)形間隙的橫向截面積是入口的截面積的1-1.5倍之間。通過(guò)修改環(huán)形間隙的橫截面，即，在垂直于管狀體部的縱向的平面中的截面，可以適當(dāng)?shù)馗淖兎蛛x器的壓力損失以及分離器中的兩相流體的整體流動(dòng)特性。在其他的實(shí)施例中，由于環(huán)形間隙的總的橫截面(即，該環(huán)形間隙的垂直于體部的縱向軸線的截面)與入口的內(nèi)徑至少一樣大，因此環(huán)形管道對(duì)慣性分離器的總壓力損失的影響能夠保持在可接受的水平。此外，環(huán)形間隙的徑向?qū)挾纫约拜S向長(zhǎng)度能夠極大地控制和影響慣性分離器的分離效率。因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整環(huán)形間隙的幾何尺寸，可以精確地控制體部?jī)?nèi)的流體的總體流動(dòng)行為。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，上管部的截面直徑比下管部的相應(yīng)直徑超出環(huán)形間隙的徑向?qū)挾?。?yōu)選地，上、下管部在徑向向內(nèi)的部位平滑地彼此會(huì)合。上管部徑向向外地超出下管部或者從下管部徑向向外地突出，因此延伸到環(huán)形間隙中。在經(jīng)由入口向環(huán)形管道供給兩相流體后，兩相流體趨于經(jīng)由環(huán)形間隙逸出到位于下方的內(nèi)腔中。這樣，可以產(chǎn)生一種抽吸效應(yīng)，其支持在環(huán)形管道內(nèi)部產(chǎn)生第一渦流。進(jìn)入環(huán)形管道的兩相流體因此可以經(jīng)由下管部被引向上管部。當(dāng)從上管部轉(zhuǎn)向下管部時(shí)，兩相流體的一部分分叉并且進(jìn)入環(huán)形的且朝內(nèi)腔軸向延伸的間隙中。環(huán)形間隙對(duì)于兩相流體中的氣相和液相是同等可穿過(guò)的。產(chǎn)生于環(huán)形管道中的第一渦流可能已經(jīng)導(dǎo)致液滴累積，所述液滴可以流過(guò)環(huán)形間隙。優(yōu)選地，環(huán)形管道與管狀體部的流體出口沿軸向?qū)R。事實(shí)上，在環(huán)形管道中從兩相流體分離出的液滴可以沿著體部的面向內(nèi)的側(cè)壁流動(dòng)，或者可以從插入件的靠近環(huán)形間隙的滴水緣滴落。上、下管部可以包括大致半圓形狀的半殼輪廓，其中，上管部的截面直徑或半徑稍大于下管部的相應(yīng)直徑或半徑。除此之外，可以設(shè)想上和/或下管部的半殼輪廓不需要嚴(yán)格地遵循半圓形狀。相反，所謂 的半殼輪廓的半徑可以沿著上和/或下管部的徑向和軸向截面不斷地增加。這樣，能夠提供環(huán)形管道的流動(dòng)優(yōu)化的輪廓。換句話說(shuō)，環(huán)形管道可以包括會(huì)合在環(huán)形間隙中的大致螺旋形狀的截面，由此所述截面相對(duì)于管狀體部的整體幾何形狀在軸向和徑向上延伸。根據(jù)另一實(shí)施例，入口的中心大致與環(huán)形管道的中心對(duì)齊。當(dāng)向入口供給兩相流體時(shí)，環(huán)形管道的上管部和下管部被以基本相等的流量供給兩相流體?；蛘?，也可以設(shè)想將入口設(shè)鉻成相對(duì)于環(huán)形管道的中心軸向偏移。此時(shí)上管部和下管部中的流量可以相應(yīng)地變化，根據(jù)兩相流體的類型，這會(huì)影響環(huán)形管道內(nèi)部的第一渦流的產(chǎn)生以及分離器的整體分離特性。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，下管部形成在具有軸向延伸的中心軸部的第一插入件中。該中心軸部可以軸向向下延伸到管狀體部?jī)?nèi)部，并且還可以向上朝管狀體部的上端延伸以提供用于氣體成分的居中設(shè)鉻的出口。更有利的是，根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，上管部形成在第二插入件中，該第二插入件在內(nèi)腔的截面上延伸，并且具有與第一插入件的軸部流體連通的中心出口通道。提供下管部和上管部的第一和第二插入件能夠獨(dú)立于管狀體部制造，并且可以裝配到管狀體部中以形成環(huán)形管道。這樣，具有不同形狀的下管部和上管部的多個(gè)不同的第一和第二插入件能夠通用地裝配到共同的管狀體部中。此外，可以提供包括各種的第一和第二插入件的一種結(jié)構(gòu)套件(kit)，這使得能夠通用地修改慣性分離器以及使慣性分離器通用地適于不同類型的兩相流體。第二插入件可以用作管形體部的一種蓋，并且可以相對(duì)于體部的面向內(nèi)的側(cè)壁部密封。然而，如果體部包括朝上端的杯形容器，則第二插入件僅需要被固定在該容器中。通過(guò)將第二插入件固定在管狀體部中，第二插入件可以進(jìn)一步提供第一插入件的固定支撐。優(yōu)選地，第一和第二插入件借助于軸部以及第一和第二插入件的彼此流體連通的出口通道而機(jī)械地接合。優(yōu)選地，第二插入件的出口通道適于接收第一插入件的向上延伸的中心軸部。可以通過(guò)各種緊固機(jī) 構(gòu)提供中心軸部和出口通道的相互接合。例如，軸部和出口通道可以設(shè)有相互對(duì)應(yīng)的螺紋，以建立第一和第二插入件的螺紋連接。或者，根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，軸部與第一和第二插入件的出口通道相互壓配合。軸部與出口通道(因此與第一和第二插入件)因此可以摩擦接合。這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)第一和第二插入件的直覺(jué)的快速的相互裝配。在一個(gè)可選實(shí)施例中，也可以設(shè)想第一插入件包括出口通道或相應(yīng)的接收部，其適于接納第二插入件的軸向向下延伸的軸部。同樣地，通常可以設(shè)想第一和第二插入件的螺紋的或者壓配合的相互接合。在另一方面，所述體部、第一插入件和/或第二插入件基本沒(méi)有側(cè)切部。這使得可以通過(guò)注塑成型來(lái)制造所述體部、第一和/或第二插入件。優(yōu)選地根據(jù)另一實(shí)施例，所述體部、第一插入件和/或第二插入件包括注塑成型的塑料部件，諸如聚甲醛(POM)或者聚丙烯。通過(guò)將慣性分離器或其選定的部件制成注塑成型的塑料部件的形式，與包括例如金屬部件的分離器相比，慣性分離器的生產(chǎn)成本以及總體重量都能夠有效地降低。


在下文中，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其中:圖1示出了慣性分離器的沿A-A的截面圖，圖2示意性地示出了從外側(cè)觀察到的慣性分離器的管狀體部，圖3示出了圖2的沿B-B的橫截面圖，圖4示出了圖3的沿C-C的縱截面圖，以及圖5示出了慣性分離器的另一實(shí)施例沿A-A的截面圖。
具體實(shí)施例方式如圖1和圖2所示的慣性分離器10包括用作殼體的并且包括內(nèi)腔18的大致管形的體部12，該內(nèi)腔18在徑向上由體部12的內(nèi)側(cè)壁15限定。內(nèi)腔18在向上的方向上由第一插入件30限定，而在相反的方向上，內(nèi)腔18延伸到位于體部12的底部的各個(gè)流體出口22中。如圖2和圖3示出的入口 14在切線方向上延伸穿過(guò)體部12的側(cè)壁。因此，入口14設(shè)鉻成沿側(cè)向或者徑向偏離體部12的縱向中心軸線I。體部12在其上端包括被中心通孔17貫穿的蓋部13，在液相和氣相已經(jīng)有效地分離之后，兩相流體中的氣相可以經(jīng)由此中心通孔17逸出?？拷w部12的上端設(shè)鉻有第二插入件32，該第二插入件32基本在內(nèi)腔18的整個(gè)橫截面上延伸。上部的第二插入件32包括與體部12的通孔17平齊的中心出口通道24。此外，第二插入件32包括形成環(huán)形管道16的上管部26的環(huán)形半殼輪廓。

環(huán)形管道16由所述的上管部26和下管部28形成，其中后者由第一插入件30形成。該第一插入件30包括半殼輪廓形式的下管部28，并且當(dāng)該第一插入件30裝配成與第二插入件32抵接時(shí)，用于形成基本閉合的管道或者環(huán)形通道結(jié)構(gòu)16。為了第一和第二插入件30、32之間的相互裝配，第一插入件包括居中定位并且軸向延伸的軸部33，該軸部33形成軸向延伸到內(nèi)腔18中的通道。所述軸部33還軸向向上延伸并且與第二插入件32的出口通道24接合。例如，可以通過(guò)出口通道24和軸部33的彼此對(duì)應(yīng)的螺紋來(lái)建立第一和第二插入件30、32的相互連接?；蛘?，如圖1所示，出口通道24和軸部33可以借助于壓配合部44彼此固定，該壓配合部44提供了第一和第二插入件30、32的摩擦接合。上管部26和下管部28的凹入的或者半圓形狀的半殼輪廓彼此面對(duì)以形成基本閉合的環(huán)形管道16。然而，例如如圖1和4所示，下管部28的徑向延伸范圍與上管部26的對(duì)應(yīng)的徑向延伸范圍相比稍小。這樣，上管部26徑向向外突出到下管部28上方，并且因此延伸到環(huán)形的且軸向延伸的間隙20中，該間隙20設(shè)鉻在第一插入件30和體部12的面向內(nèi)的側(cè)壁部15之間。如圖3和圖4所示，由上、下管部26、28形成的環(huán)形管道16位于入口 14的下游。因此，將經(jīng)由入口 14提供的兩相流體在切向方向上進(jìn)入環(huán)形管道16。由于該環(huán)形逸出間隙20，第一渦流可能形成在環(huán)形管道16內(nèi)部，該第一渦流沿著下管部28徑向向內(nèi)行進(jìn)，并且沿著上管部26徑向向外流動(dòng)。所述可能形成在環(huán)形管道16內(nèi)部的漩渦或渦流使得兩相流體的氣相和液相發(fā)生預(yù)分離。液滴會(huì)撞擊上管部26和下管部28的側(cè)壁，并且可以經(jīng)由環(huán)形間隙20由潤(rùn)流帶走并流向內(nèi)腔18。
經(jīng)由環(huán)形間隙20被推動(dòng)的或者滴落的液滴可以沿著體部12的側(cè)壁的內(nèi)表面15流下，直接流進(jìn)體部12的底部的流體出口 22中。然而，由于入口 14設(shè)鉻為與管狀體部12相切，所以流過(guò)環(huán)形管道16的兩相流體將流向內(nèi)腔18，同時(shí)保持其相對(duì)于作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的縱向軸線I的角動(dòng)量。結(jié)果，當(dāng)兩相流體經(jīng)由環(huán)形間隙20進(jìn)入內(nèi)腔18時(shí)，將建立繞縱向軸線I漩渦流動(dòng)的渦流，借助于此渦流，兩相流體的其它液體成分可以撞擊體部12的側(cè)壁的面向內(nèi)的表面
15。根據(jù)環(huán)形間隙20的軸向長(zhǎng)度和徑向?qū)挾?，可以精確地調(diào)整兩相流體進(jìn)入內(nèi)腔18時(shí)的流動(dòng)速度和角度，從而優(yōu)化氣液分離程度。當(dāng)一種或多種液體成份徑向向外收集在體部12的側(cè)壁15上的同時(shí)，一種或多種氣體成份流經(jīng)第一插入件30的通道38，并且流經(jīng)第二插入件32的出口通道24。設(shè)鉻在體部12的底部并且具有蘑菇狀幾何形狀的樁釘(peg) 42用于徑向向外地朝向出口 22運(yùn)送液滴，根據(jù)圖3的概圖，所述出口 22靠近體部12的側(cè)壁的面向內(nèi)的表面15以大約90°的角度等距地設(shè)鉻。樁釘42設(shè)鉻在第一插入件30的通道38的滴水緣46之下。任何從此滴水緣46落下的液滴都撞擊到樁釘42的傾斜上表面上，并且向下流入出口 22中。第一插入件30不僅包括下管部28，還包括上管部36，該上管部36定位在第一插入件30的底部并面向內(nèi)腔18。該上管部36可以有助于內(nèi)腔18中的兩相流體重新定向。實(shí)際上在通道38和外體部12之間向上流動(dòng)的漩渦兩相流體可以被彎曲的環(huán)形的上管部36重新定向，該上管部36因此用作引導(dǎo)結(jié)構(gòu)或者用作導(dǎo)流板，以將兩相流體再次徑向向外和向下引導(dǎo)。結(jié)果，在上管部36和環(huán)形間隙20之間，設(shè)鉻有滴水緣40，該滴水緣40有助于積累的液滴的受控滴落。此外，如圖 1所示，上管部26和下管部28可以由橫向槽縫27分隔，借助于此橫向槽縫27，能夠控制從環(huán)形管道16向環(huán)形間隙20的流動(dòng)。此外，如圖1和圖4所示，第二插入件32包括環(huán)形槽34，其用于接收密封件以便相對(duì)于氣體出口 24有效地密封內(nèi)腔18。在根據(jù)圖5的實(shí)施例中，如圖1所示的第一插入件30已經(jīng)被修改的插入件50替代。這里，插入件50不再包括向下延伸的通道38，而是終止于緊密靠近上管部56的滴水緣52。除了此修改之外，插入件50還包括向上延伸的軸部54，借助于此軸部54，如上所述能夠建立與第二插入件32的壓配合連接。通過(guò)提供環(huán)形管道以生成第一渦流或漩渦流動(dòng)，能夠顯著地提高慣性分離器的分離效率，這使得能夠減小此種分離器的總體尺寸。事實(shí)上這種分離器能夠更容易地用于汽車應(yīng)用中，諸如用于分離燃料電池組件的反應(yīng)物和燃料氣體。此外，通過(guò)提供若干單獨(dú)的組成部件，即管形體部12、第一插入件30和第二插入件32，慣性分離器10的所有組成部件都可以通過(guò)注塑成型進(jìn)行制造并且此后能夠相互裝配在一起。此種慣性分離器的制造和裝配的成本因此能夠降低，并且該慣性分離器的所有組成部件能夠由塑料制成以提供一種重量較輕的慣性分離器設(shè)計(jì)。附圖標(biāo)記列表I縱向軸線10慣性分離器12 體部
13 蓋部14 入口15內(nèi)側(cè)壁部16環(huán)形管道17 通孔18 內(nèi)腔20環(huán)形間隙22 出口24 出口26上管部27 槽縫28下管部30第一插入件32第二插入件33 軸部
`
34 槽36上管部38 通道40滴水緣42 樁釘44壓配合部46滴水緣50第一插入件52滴水緣54 軸部56上管部
權(quán)利要求
1.一種用于氣液分離的慣性分離器，所述慣性分離器包括: -管狀體部(12)，所述體部(12)具有基本沿切線方向延伸穿過(guò)所述體部(12)的側(cè)壁的入口(14)， -環(huán)形管道(16)，所述環(huán)形管道(16)設(shè)鉻在所述管狀體部(12)的內(nèi)側(cè)并且與所述入口(14)流體連通， -其中，所述環(huán)形管道(16 )經(jīng)由環(huán)形間隙(20 )延伸進(jìn)入所述管狀體部(12 )的內(nèi)腔(18 )中，所述環(huán)形間隙(20)在所述體部(12)的面向內(nèi)的側(cè)壁部(15)和第一插入件(30 ;50)之間延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的慣性分離器，其特征在于，所述環(huán)形管道(16)的環(huán)形中心與所述管狀體部(12)的縱向軸線(I)基本一致。
3.如權(quán)利要求1所述的慣性分離器，其特征在于，所述環(huán)形管道(16)在所述入口(14)的下游和所述環(huán)形間隙(20 )的上游提供了環(huán)形渦流腔。
4.如權(quán)利要求1所述的慣性分離器，其特征在于，所述環(huán)形管道(16)設(shè)鉻在所述內(nèi)腔(18)的上端。
5.如權(quán)利要求1所述的慣性分離器，其特征在于，所述環(huán)形管道(16)包括環(huán)形且半殼形狀的上管部(26)以及對(duì)應(yīng)成型的下管部(28)。
6.如權(quán)利要求5所述的慣性分離器，其特征在于，所述上管部(26)和所述下管部(28)以它們的半殼輪廓彼此面對(duì)， 以形成基本閉合的管道(16)。
7.如權(quán)利要求1所述的慣性分離器，其特征在于，所述環(huán)形間隙(20)的總的橫向截面積是所述入口(14)的截面積的至少0.2、0.3、0.5、1、1.5、2、3、4或者5倍。
8.如權(quán)利要求5所述的慣性分離器，其特征在于，所述上管部(26)的截面直徑超過(guò)所述下管部(28)的相應(yīng)直徑基本所述環(huán)形間隙(20)的徑向?qū)挾取?br> 9.如權(quán)利要求1所述的慣性分離器，其特征在于，所述環(huán)形管道(16)包括會(huì)合在所述環(huán)形間隙(20)中的基本螺旋形狀的截面。
10.如權(quán)利要求1所述的慣性分離器，其特征在于，所述入口(14)的中心與所述環(huán)形管道(16)的中心基本對(duì)齊。
11.如權(quán)利要求5所述的慣性分離器，其特征在于，所述下管部(28)形成在具有軸向延伸的中心軸部(33)的所述第一插入件(30 ;50)中。
12.如權(quán)利要求11所述的慣性分離器，其特征在于，所述上管部(28)形成在第二插入件(32)中，所述第二插入件(32)跨越所述內(nèi)腔(18)的截面延伸，并且具有與所述第一插入件(30 ；50)的所述軸部(33)流體連通的中心出口通道(24)。
13.如權(quán)利要求12所述的慣性分離器，其特征在于，所述軸部(33)和所述出口通道(24)相互壓配合。
14.如權(quán)利要求12所述的慣性分離器，其特征在于，所述體部(12)、所述第一插入件(30 ；50)和/或所述第二插入件(32)基本上沒(méi)有側(cè)切部。
15.如權(quán)利要求12所述的慣性分離器，其特征在于，所述體部(12)、所述第一插入件(30 ；50)和/或所述第二插入件(32)包括注塑成型的塑料部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于氣液分離的慣性分離器，所述慣性分離器包括管狀體部(12)，其具有基本沿切線方向延伸穿過(guò)所述體部(12)的側(cè)壁的入口(14)；環(huán)形管道(16)，其設(shè)置在所述管狀體部(12)的內(nèi)側(cè)并且與所述入口(14)流體連通；其中，所述環(huán)形管道(16)經(jīng)由環(huán)形間隙(20)延伸到所述管狀體部(12)的內(nèi)腔(18)中，所述環(huán)形間隙(20)在所述體部(12)的面向內(nèi)的側(cè)壁部(15)和第一插入件(30；50)之間延伸。
文檔編號(hào)B04C3/00GK103240188SQ20131005068
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者M·霍弗爾, K·W·霍爾 申請(qǐng)人:巴萊諾斯清潔能源控股公司