一种气水分离器的制作方法

本发明涉及空气压缩机气水分离技术领域，特别是一种冷却器用的气水分离器。

背景技术：

空气经压缩机机头压缩，再经过后冷却器降温后会产生大量的冷凝水。如果这些冷凝水不经分离，将会连同压缩空气一起进入到压缩机的后处理设备，增加其工作负荷，同时也将造成用户管网生锈、动力仪表(设备)工作失效等负面问题。目前，部分商家自行设计的气水分离结构，其分离效率普遍较低，且许多和冷却器集成一体的气水分离设计没有考虑空气中有少许残油对分离的影响，使得附着在气水分离器内部的油膜对冷凝水几乎不具有约束作用，而冷凝水在气水分离器内部所形成的水珠极易被夹带出去，降低了气水分离效率。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的气水分离设计中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明其中的一个目的是提供一种气水分离器，其采用多级气水分离组合，极大的提高水分离效率。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种气水分离器，其包括，外壳体，其内部形成容置空间，所述外壳体上具有进气口和出气口；所述进气口处竖直设置有分流件，所述分流件外表面的中间位置向外凸起，使得进入的空气被所述分流件进行分流，并沿着所述分流件的两侧外表面，从其两端进入所述容置空间；所述分流件的外表面上具有第一倒钩，所述第一倒钩的指向与所述空气分流前进的方向相反。

作为本发明所述气水分离器的一种优选方案，其中：所述容置空间内竖直设置有至少两个导向件，各相邻的两个导向件之间形成流通通道，被所述分流件分流后的空气在流经所述流通通道之后从所述出气口排出，形成空气流路。

作为本发明所述气水分离器的一种优选方案，其中：所述导向件的横截面为周期性的波形折线状，且各个折角处均外伸有一个第二倒钩，该第二倒钩指向与所述空气流路的方向相反。

作为本发明所述气水分离器的一种优选方案，其中：所述分流件的底部置于底板上，所述底板上具有漏孔，且所述底板与所述容置空间的底部之间具有储存空间；所述空气从所述进气口进入，被所述分流件分流后，沿着所述分流件的外表面依次碰撞到所述第一倒钩，空气中的冷凝水能够附着于所述分流件上，并沿着所述分流件的竖直方向流至所述底板，再从所述漏孔落入所述储存空间中。

作为本发明所述气水分离器的一种优选方案，其中：所述导向件的底部均置于底板上；由所述分流件两端传来的空气从所述流通通道的入口进入，所述空气在所述流通通道中碰撞到所述导向件的侧面及其各个第二倒钩时，其中的冷凝水能够附着于所述导向件上，并沿着所述导向件的竖直方向流至所述底板，再从所述漏孔落入所述储存空间中。

作为本发明所述气水分离器的一种优选方案，其中：所述容置空间内还设置有丝网层，所述丝网层置于所述底板上，正对所述流通通道的出口处，并与所述导向件的内端头保持间隙；来自所述流通通道的空气经过所述丝网层后从所述出气口排出。

作为本发明所述气水分离器的一种优选方案，其中：所述导向件与丝网层之间设置有第一条板，所述第一条板竖直固定于所述底板的上表面。

作为本发明所述气水分离器的一种优选方案，其中：所述丝网层的两侧面分别为第一面和第二面，所述第一面与所述流通通道的出口正对；所述出气口的下方设置有竖直挡板，所述竖直挡板与所述丝网层的第二面正对，且所述竖直挡板上对应于所述第二面的一侧面上固定有非竖直的第二条板。

作为本发明所述气水分离器的一种优选方案，其中：所述导向件、第一条板、丝网层、第二条板和竖直挡板共同形成一个过滤单元；所述容置空间内具有两个所述过滤单元，且关于所述出气口对称设置，被所述分流件分流后的两路空气分别依次经过各自的流通通道、丝网层，冲击到所述竖直挡板上，并绕过所述第二条板从所述出气口排出。

作为本发明所述气水分离器的一种优选方案，其中：所述分流件为折板状，且折线为竖直折线；所述分流件以所述竖直折线向外凸起，形成夹角为钝角的外凸折角。

本发明的有益效果：本发明采用了第一挡板、导向件、丝网层的多级气水分离组合方式，实现对大直径和小直径冷凝水液滴的多重、高效率分离，极大的提高水分离效率；同时，本发明考虑了压缩空气中残油对气“夹带”水的问题，通过第二挡板将被空气携带的“水珠”拦截下来，不被带走，降低油膜对水分离效率的负面作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明所述的气水分离器整体结构图。

图2为本发明所述的气水分离器爆炸图。

图3为本发明所述的导向件结构图及横截面图。

图4为本发明所述的气水分离器俯视图及竖直其剖面图。

图5为本发明所述的气水分离器侧视图及其水平剖面图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

参照图1～5，为本发明的一个实施例，该实施例提供了一种气水分离器。该气水分离器可以设置在空气压缩机的后冷却器上，具体设置在后冷却器的排气口端部，可与后冷却器集成一体，用于提高后冷却器的气水分离效率。

实际中，空气压缩机输出的压缩空气温度可达180℃，在此温度下，空气的水分完全呈气态。后冷却器的作用就是将空气压缩机出口的高温空气冷却至40℃以下，将大量水蒸气和变质油雾冷凝成液态水滴和油滴，以便将它们清除掉。高温的压缩空气经过后冷却器冷却降温后产生大量的冷凝水，这些冷凝水夹带于空气中，常规的后冷却器自身所携带的气水分离器，其分离效率普遍较低，且未考虑空气中的少许残油对分离的影响，因此经过后冷却器处理后还是会存在不少冷凝水连同压缩空气一起进入到压缩机的后处理设备，增加其工作负荷，同时也将造成用户管网生锈、动力仪表(设备)工作失效等负面问题。

本发明所述的气水分离器采用多级分离结构确保高效率的气水分离效果，同时解决了油膜对气水分离的负面影响。具体如下：

所述气水分离器包括外壳体100，其为承压元件，用于容纳气水分离器内部的各个功能单元，同时还可以收集落下的冷凝水，并排放经过气水分离后的压缩空气。

外壳体100的内部形成容置空间m，其有一侧开口，用于连接后冷却器，并接收来自后冷却器的空气(含水分)，该“开口”即为气水分离器的进气口101。外壳体100上还具有出气口102，用于排出经过气水分离后的空气，并进入压缩机的后处理设备。

例如，本发明可以将外壳体100整体设置为盒状(仅为一个实施例，不限制保护范围)，其由槽形截面的封头本体103和位于封头本体103两端的封盖104所围合而成，进气口101位于其中一侧面，出气口102位于顶部。封盖104是外壳体100的一部分，保证气水分离的封闭空间。

容置空间m的底部架设有底板400，底板400与容置空间m的底面之间具有间隔，形成水池状的储存空间m-1，用于储存冷凝水。具体的，底板400的两端具有支撑脚402，并通过支撑脚402悬空架立在容置空间m的底部。底板400的作用是支撑气水分离器内部各功能部件和实现储存空间m-1的“分区”。

进气口101处竖直设置有分流件200，分流件200的底部置于或固定于底板400上，其外表面的中间位置向外凸起，且其两端边缘与外壳体100的内侧壁保持间距，使得从进气口101进入的空气被分流件200进行分流，并沿着分流件200的两侧外表面，从其两端进入容置空间m内。分流件200的外表面上具有第一倒钩201，第一倒钩201的指向与空气分流前进的方向相反，因此，被分流的空气能够沿着分流件200的外表面依次与每一个第一倒钩201进行碰撞。本发明中，第一倒钩201以竖直形态并列设置有多个，自分流件200外表面的中间向两端对称排布下去。

在流动的空气与第一倒钩201相碰撞的过程中，第一倒钩201将“抓住”一部分直径较大的冷凝水水滴，冷凝水附着于分流件200上，并顺着分流件200壁面向下流至底板400。底板400上具有若干个漏孔401，因此汇集在底板400上的水可以顺着漏孔401落入底部的储存空间m-1内。同时，分流件200上的第一倒钩201能够降低空气的流速，保证了低速的空气在进入后续的流通通道d、丝网层500时能够被充分分离，提高导向件300和丝网层500的分离效率。

优选的，本发明中的分流件200为折板状，且折线为竖直折线，形成外凸的脊线。分流件200以竖直折线为中心线向外凸起，形成了夹角为钝角的外凸折角，更有利于空气在中心线处进行左右分流。

容置空间m内竖直设置有多个并列的导向件300，且各个并列的导向件300均竖直置于或者固定于底板400上。各相邻的两个导向件300之间形成多个并列的流通通道d，被分流件200分流后的空气在流经流通通道d之后从出气口102排出，形成空气流路。在流通通道d中，空气不断与两侧的导向件300进行碰撞、改变流向，形成冷凝水附着于导向件300上，由于导向件300竖直设置，因此冷凝水能够顺流而下，流到底板400上。进一步的，底板400上具有若干个漏孔401，因此汇集在底板400上的水可以顺着漏孔401落入底部的储存空间m-1内。

导向件300可以由一个水平横截面沿着竖直方向拉伸建模所得，导向件300的横截面为周期性的波形折线状，且各个折角处均外伸有一个第二倒钩301，该第二倒钩301指向与空气进入流通通道d时的空气流路方向相反。因此当分流件200两端传来的空气从流通通道d的入口进入之后，一方面，能够不断与弯折的下一片折板侧面产生碰撞；另一方面，在撞入第二倒钩301内之后，能够急剧地进行小范围的变向，还能与正在进入的气流产生互相冲击，最终形成复杂的碰撞气流，并逐步从流通通道d的出口排出。

在上述过程中，由于空气中的气体与冷凝水水滴(粒径较小)的密度、惯性不同而得到分离。同时，导向件300上的第二倒钩301能够“抓住”来自空气中的冷凝水，并使得冷凝水水滴不断附着于其上，形成直径较大的水珠，沿壁面下降汇集于容置空间m底部的储存空间m-1内。

进一步的，容置空间m内还设置有丝网层500，其丝网材质可以采用普通钢丝或不锈钢丝，丝网可以叠层设置有多层，并具有一定的厚度。由于气体与液体的微粒大小不同，液体与气体混合一起流动时，如果流经丝网层500，则将被丝网过筛，气体通过了，而液体被拦截而留在丝网上，并在重力的作用下流至底板400上。

丝网层500被竖直固定于底板400上，且位于流通通道d的出口处，并与导向件300的内端头保持间隙，来自流通通道d的空气经过丝网层500后从出气口102排出，实现过滤。丝网层500的两侧面分别为第一面501和第二面502，其中的第一面501与流通通道d的出口正对，并与导向件300内端头保持间隙，来自流通通道d的空气从其出口排出后，直接撞入丝网层500的第一面501。当空气中小直径的水滴撞击、附着于丝网表面时，能够形成大的水珠，最后聚集于丝网层500底部，并落入底板400下的储存空间m-1中。

较佳的，导向件300与丝网层500之间设置有第一条板600，第一条板600竖直固定于底板400的上表面。第一条板600能够避免底板400上对应于导向件300区段处的水层被流动的空气“二次夹带”进入丝网层500，增加其分离负荷而影响分离效率。

进一步的，出气口102的下方设置有竖直挡板700，竖直挡板700与丝网层500的第二面502正对，且互相平行。竖直挡板700上对应于第二面502的一侧面上固定有非竖直的第二条板800(第二条板800优选为水平固定在竖直挡板700上)，且第二条板800的外边缘与丝网层500的第二面502之间具有间隙，互不接触。

在实际中，底板400上可能会有大量冷凝水，这些冷凝水在一定速度的压缩空气作用下能够被带出气水分离器的出气口102，通过竖直挡板700进行固定的第二条板800能够阻带这部分水滴被带出。此外，由于油膜对其上的水珠不具有较强的约束力，若外壳体100内侧壁、底板400、竖直挡板700等表面有残留的油膜，其上收集的冷凝水将以水珠形态(非正常的水膜形态)沿壁面滚动带出气水分离器的出气口102，分离效果将变得更差，而第二条板800的作用在于阻挡这些水珠被带走，同时，经过分离的空气能够从第二条板800与丝网层500之间的间隙中排出。

在本发明中，导向件300、第一条板600、丝网层500、第二条板800和竖直挡板700共同形成一个过滤单元。容置空间m内具有两个过滤单元，且关于出气口102对称设置，被分流件200分流后的两路空气分别依次经过各自的流通通道d、丝网层500，最后冲击到竖直挡板700上，并绕过第二条板800从出气口102排出。

因此，根据上述，竖直挡板700的作用是隔离经分流件200分成的两股气流，避免它们互相冲击。如果没有竖直挡板700，这两股气流会彼此进入对方的丝网层500，将对方丝网层500已分离收集的冷凝水“二次夹带”出去。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。