一種前置旋流式氣液分離器的離心泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣液分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種前置旋流式氣液分離器的離心栗。
【背景技術(shù)】
[0002]在食品工業(yè)中，果汁飲料在榨汁和攪拌的過(guò)程中，會(huì)混入較多的空氣，包括游離氣泡和液體中溶解的氣體。在生產(chǎn)中，常常需要脫除液體中的這些氣體，以防止果汁氧化，延長(zhǎng)存儲(chǔ)期。
[0003]近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于氣液分離操作進(jìn)行了廣泛研究，但大多都集中于油氣分離領(lǐng)域，對(duì)于水和空氣的混合流體研究較少，尤其是對(duì)于溶解于水中的空氣，分離難度較大。在油氣分離過(guò)程中，管柱式氣液旋流分離器有著廣泛的應(yīng)用，旋流分離器通過(guò)流體的旋轉(zhuǎn)離心作用實(shí)現(xiàn)氣液兩相的分離。
[0004]例如公告號(hào)為CN101940860A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種氣液分離機(jī)，主要由以下部件組成:機(jī)殼內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)鼓和布料器，轉(zhuǎn)鼓通過(guò)傳動(dòng)裝置與電機(jī)相連；機(jī)殼上設(shè)有料液進(jìn)口和液體出口、進(jìn)氣口和氣體出口 ；所述的料液進(jìn)口一端通向殼體外面，另一端連接布料器，填料層設(shè)在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，通過(guò)隔離網(wǎng)與轉(zhuǎn)鼓固定連接；所述的氣體出口下端伸入分離機(jī)內(nèi)部，安裝在填料層與布料管之間，將分離后的氣體引出；在機(jī)殼與轉(zhuǎn)鼓之間設(shè)有布?xì)夤?，布?xì)夤苌喜紳M孔，布?xì)夤芘c進(jìn)氣口相連；所述的料液進(jìn)口和氣體出口設(shè)在機(jī)殼的頂部，所述的液體出口和進(jìn)氣口設(shè)在機(jī)殼的底部；上述發(fā)明運(yùn)用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力、超重力，使原料液與逆向進(jìn)入的空氣接觸，氣、液兩相，在來(lái)自轉(zhuǎn)鼓代給液體的離心力及外界強(qiáng)壓氣體的作用下，使原料液中的氣導(dǎo)體與液體分離，達(dá)到提高功效的目的。
[0005]又例如授權(quán)公告號(hào)為CN 201381813Y的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種管柱式氣液旋流分離器，以降低成本、減輕重量。它具有管柱式分離管，在管柱式分離管上部具有氣液混合物入口管且氣液混合物入口管由傾斜切向入口進(jìn)入管柱式分離管，氣體出口位于管柱式分離管上部，液體出口位于管柱式分離管下部。上述管柱式氣液旋流分離器是一種帶有傾斜切向入口及氣體、液體出口的垂直管，依靠旋流離心力實(shí)現(xiàn)氣、液兩相分離，與傳統(tǒng)的重力式分離器相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、節(jié)省成本等優(yōu)點(diǎn)，是代替?zhèn)鹘y(tǒng)容積式分離器的新型分離裝置。
[0006]上述兩種該氣液分離運(yùn)用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，使原料液中的氣體與液體分離，雖然能夠有效分離液體中游離氣體，但是較難分離液體中的溶解氣體，并且還需要單獨(dú)的流體輸送裝置與出液口連接，使用較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種前置旋流式氣液分離器的離心栗，同時(shí)完成氣液分離和流體輸送，結(jié)構(gòu)緊湊且氣液分離效率高。
[0008]—種前置旋流式氣液分離器的離心栗，包括進(jìn)料管、旋流筒、抽氣管和離心栗，所述的進(jìn)料管與旋流筒的筒壁切向連接，所述的旋流筒靠近進(jìn)料管的一端與抽氣管連接，另一端與離心栗的軸向入口連接。
[0009]所述離心栗包括帶有軸向入口和切向出口的蝸殼，安裝在蝸殼內(nèi)的葉輪以及葉輪的驅(qū)動(dòng)軸。
[0010]本發(fā)明在使用時(shí)，氣液混合流體由外部管路進(jìn)入進(jìn)料管，通過(guò)進(jìn)料管的引導(dǎo)，切向進(jìn)入旋流筒內(nèi)，流體形成高速旋轉(zhuǎn)的液環(huán)，液體在旋流筒內(nèi)以螺旋線的軌跡向離心栗的軸向入口移動(dòng)(流體向一個(gè)方向移動(dòng)可以依靠流體自身的重力實(shí)現(xiàn)，例如立置旋流筒，也可以是將進(jìn)料管與軸線相對(duì)傾斜設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn))，游離在液體中的氣體在離心力的作用下實(shí)現(xiàn)分咼。
[0011]為了提高氣液分離效果，優(yōu)選的，所述的抽氣管與真空栗連接，在高速液體旋流和抽氣管連接的真空栗的共同作用下，旋流筒中心產(chǎn)生負(fù)壓，利用氣體在液體中的溶解度隨壓力降低而降低的特點(diǎn)，溶解在液體中的氣體也分離出來(lái)，氣體通過(guò)抽氣管排除，脫氣后的液體旋流得進(jìn)入蝸殼內(nèi)，經(jīng)葉輪加壓后輸送出去，旋流的流體可以快速進(jìn)入蝸殼內(nèi)被輸出，液體輸送效率大大提高。
[0012]所述離心栗的軸向入口即為葉輪的有效工作區(qū)域，流體保持旋流的形式進(jìn)入蝸殼隨即被排出，從而達(dá)到提高液體輸送效率的目的。
[0013]在流量一定的情況下，形成的液環(huán)的厚度由進(jìn)入旋流筒的流體的壓力和抽氣管外接的真空栗的壓力決定，為了方便調(diào)整進(jìn)入旋流筒的流體的壓力，優(yōu)選的，所述進(jìn)料管內(nèi)安裝有可更換的噴嘴。噴嘴的設(shè)置可以進(jìn)一步增加流體的壓力，并且可以根據(jù)需要更換不同尺寸的噴嘴，所述噴嘴的進(jìn)口尺寸不變，出口尺寸可有多種選擇，以滿足不同流量下的使用需求。
[0014]為了方便安裝和更換噴嘴，優(yōu)選的，所述的噴嘴的進(jìn)口外翻形成固定環(huán)，所述的進(jìn)料管的內(nèi)壁設(shè)有支撐所述固定環(huán)以定位噴嘴的環(huán)形臺(tái)階。環(huán)形臺(tái)階形成的方式可以是兩段內(nèi)徑不同的管體連接而成，所述進(jìn)料管包括:薄壁矩形管和位于薄壁矩形管下方并與之相連的厚壁矩形管，厚壁矩形管的另一端與旋流筒相連，噴嘴嵌入厚壁矩形管內(nèi)部，依靠噴嘴上部的固定環(huán)固定在進(jìn)料管內(nèi)。
[0015]為了使流體可以盡可能與旋流筒的內(nèi)壁相切，優(yōu)選的，所述進(jìn)料管包括與外部管路連接的變截面段以及與變截面段連接用于安裝噴嘴的矩形連通管，所述變截面段的進(jìn)口為圓形，出口為矩形，所述變截面段的口徑沿進(jìn)液方向逐漸縮小。矩形連通管相比于圓形管，其具有至少一側(cè)面與筒壁完全相切，可以使流體盡可能貼靠旋流筒的內(nèi)壁，提高旋流效果O
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的矩形連通管的一個(gè)側(cè)面與所述旋流筒筒壁相切，所述矩形連通管的橫截面的長(zhǎng)邊落在該側(cè)面上，所述矩形連通管的長(zhǎng)邊a與寬邊b滿足b〈a〈3b。上述比例設(shè)置，既保證了進(jìn)液量又可以保證流體盡可能多地切向進(jìn)入旋流筒。
[0017]為了使噴嘴噴出的流體可以貼靠旋流筒內(nèi)壁切向進(jìn)入，優(yōu)選的，所述的噴嘴的橫截面為矩形，噴嘴的口徑逐漸縮小，所述矩形連通管與所述旋流筒筒壁相切的側(cè)面與所述噴嘴的一個(gè)側(cè)面貼靠。隨后進(jìn)入噴嘴，噴嘴出口口徑小于噴嘴入口，流體通過(guò)噴嘴后流速提高，沿圓筒圓周方向流入圓筒內(nèi)部。
[0018]為了不破壞旋流的氣流分布，優(yōu)選的，所述旋流筒連接有抽氣管的一端安裝有端蓋，所述抽氣管的出口端固定在端蓋的中心位置。
[0019]所述抽氣管設(shè)置的越大，則抽氣效果越好，但是抽氣管過(guò)大會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入真空栗的液體增多，因此，為了兼顧效率，優(yōu)選的，所述旋流筒的內(nèi)徑為D，所述抽氣管的內(nèi)徑為d，滿足0.lD〈d〈0.2Dο
[0020]為了減小本發(fā)明的體積，同時(shí)保證氣液分離的效率，優(yōu)選的，所述進(jìn)料管在旋流筒上的切向出口到離心栗的軸向入口(葉輪的有效工作區(qū)域)的軸向有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，所述旋流筒的內(nèi)徑為D，滿足D〈L〈2D。
[0021]優(yōu)選的，所述葉輪的葉片與蝸殼內(nèi)壁的間隙為0.3?1mm，所述葉輪的葉輪盤遠(yuǎn)離旋流筒的一側(cè)與蝸殼端面的間隙為0.3?1mm，所述葉片的片數(shù)為4?10，上述結(jié)構(gòu)可以減少揚(yáng)程損失，提高葉輪工作效率。
[0022]所述葉輪包括與驅(qū)動(dòng)軸固定的葉輪盤，葉輪盤朝向旋流筒的一側(cè)設(shè)有葉片，葉片的作用是將液體加壓并輸送出去，閉式葉片效率較高，開片葉輪便于進(jìn)