一种高效汽水分离装置的制作方法

1.本实用新型属于汽水分离技术领域，具体涉及一种高效汽水分离装置。


背景技术：

2.膜法富氧助燃系统可以应用于水泥回转窑、石灰回转窑、工业锅炉等富氧助燃煅烧场合。采用卷式膜组件生产富氧时，为了避免出现浓差极化现象，一般要求自然风进气量与所产富氧空气量之比为10。以2500吨水泥生产线为例，所需进风量达7500立方/小时。而我国南方存在长时间的高湿天气问题，北方下雨天也存在空气湿度大的问题。为了确保卷式膜组件正常工作，有必要去除空气中存在的过量气态水分。
3.汽水分离器是指一类采用物理结构将悬浮在气体中的水分分离出来的装置，所分离出的液态水一般在重力作用下汇聚于分离器的底部由排液口排出，干燥后的气体则由出气口排出。气体介质可以是蒸汽、压缩空气、沼气等，因此汽水分离器又常常称为汽液分离器、蒸汽脱水器等。汽水分离器按结构可分为四种类型：挡板式(折流式)、离心式(旋流式)、丝网式(过滤型)、波形板式。其中，挡板式、离心式、丝网式汽水分离器想要达到较好的汽水分离效率一般设备体积较大，结构复杂，而波形板式汽水分离器目前鲜有应用于膜法富氧助燃系统。
4.进一步提高膜法富氧助燃系统中汽水分离效率，减小汽水分离装置占地面积仍是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型主要目的在于提供一种高效汽水分离装置，其占地面积小、去除效率高，适用于自然环境下空气中气态水的去除。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供的高效汽水分离装置采取以下方案：
7.一箱体，包括一底板、二端板、二侧板和一顶板，二侧板、二端板分别由该底板相对的侧边向上延伸；其中，该二端板高于该二侧板，该顶板两端固接于该二端板顶端，使该顶板与二侧板之间形成缺口，分别为一进风口和一出风口；
8.一隔板，具有复数个排水孔，该隔板水平设置于该箱体内，将箱体分为上层和下层；该箱体上层为汽水分离间，该箱体下层为积水间，该二侧板高度高于该隔板；在该箱体下层的底板上设有一排水口；
9.复数个双钩波形板，该复数个双钩波形板两侧设有复数个积水钩；该复数个双钩波形板垂直于该隔板，垂直于两侧板，设置在该箱体上层。
10.优选地，所述复数个双钩波形板为三层结构，包括波形板上层、波形板基板及波形板下层，中间一层为波形板基板，波形板上层和波形板下层包括复数个弯折板；该波形板基板为一体冲压成型，左右对称，包括二连接部和一波形部，该二连接部为直板，位于该波形部左右两侧，且二者处于一条直线之上；该波形部的波谷与波峰呈之字形串联，依次分布于上述直线的两侧；各波峰包含一上行段和一下行段，每个上行段和下行段都有一面向进风
方向的a面和一背向进风方向的b面；该复数个弯折板包括复数个单折板和复数个双折板，该单折板有一固定部和一弯折部，该双折板有一固定部和二弯折部，截面呈z字形；在二连接部连接的上行段或下行段的a面分别固接一单折板，该单折板的固定部固接在a面，使其弯折部在相邻的b面与波形板基板形成一积水钩；其余复数个上行段和下行段的a面分别与一双折板的固定部固接，该复数个双折板的弯折部与该复数个b 面形成复数个积水钩，且相邻两个弯折板的弯折部间留有一条间隙。
11.优选地，所述弯折板的弯折部相对朝向进风方向的长度长于相对背向进风方向的长度，使该复数个弯折板的弯折部与所述波形板基板之间形成复数个长积水钩和复数个短积水钩，开口方向相对朝向进风方向的为长积水钩，开口方向相对背向进风方向的为短积水钩。
12.优选地，所述复数个排水孔位于复数个积水钩正下方。
13.优选地，相邻的两片双钩波形板间距为10毫米。
14.优选地，所述箱体上层二侧板内侧设有相对称的复数个插槽，该复数个插槽垂直于隔板，复数个双钩波形板的连接部插接在插槽内。
15.优选地，所述复数个双钩波形板的上行段和下行段与所述波形板基板中轴线之间的夹角为30度。
16.优选地，所述汽水分离装置进风口设有一送风装置。
17.优选地，所述双钩波形板高度为所述隔板到所述顶板的高度。
18.本实用新型的有益效果在于：
19.本实用新型提供的高效汽水分离装置，湿度范围为40％～85％，温度小于等于 40℃的条件下，对于湿空气具有良好的除水效果；装置体积小，除水效率高，易于安装。
附图说明
20.图1为本实用新型高效汽水分离装置的结构示意图。
21.图2为本实用新型高效汽水分离装置的双钩波形板设置方式示意图。
22.图3为本实用新型高效汽水分离装置的部分结构示意图。
23.图4为本实用新型高效汽水分离装置一实施例的双钩波形板结构示意图。
24.图5为图4中的波形板基板部分示意图。
25.图6为图4中的双钩波形板的俯视示意图。
26.附图标记
27.1：箱体；11：底板；12：端板；13：侧板；14：顶板；15：进风口；16：出风口；18：插槽；2：隔板；21：排水孔；3：双钩波形板；31：波形板基板:311：连接部；312：波形部；313：上行段；314：下行段；32：波形板上层；33：波形板下层；34：弯折板；341：单折板；3411：固定部；3412：弯折部；342：双折板；3421：固定部；3422：弯折部；35：积水钩；351：长积水钩；352：短积水钩；4：积水间；5：a面；6：b面；7：波角；w：进风方向。
具体实施方式
28.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范
围。
29.自然空气中的水分属于气态水，其占比与空气的湿度有关；气态水滴的质量与气温有关，二者呈反比例关系，温度越高，气态水则越难以去除。考虑到占地面积、去除效率等因素，本技术选用了波形板式分离器。所考虑的湿度范围为 40％～85％，温度小于等于40℃。
30.如图1、2所示的是本实用新型一实施例，为了更直观的看到双钩波形板设置方式图2未显示正面的进风口15的侧板13、右侧端板12及顶板14。本实用新型高效汽水分离装置包括箱体1、箱体中的隔板2及箱体中复数个双钩波形板3。箱体1包括一底板11、二侧板13、二端板12及一顶板14。二侧板13、二端板12 分别由该底板11相对的侧边向上延伸，二侧板13高度低于二端板12，顶板14两端分别固定于二端板12顶端，使顶板14与二侧板13之间形成缺口，分别为一进风口15和一出风口16。隔板2水平设置在箱体1中，将箱体1分为上层和下层。该隔板2上有复数个排水孔21。该箱体上层为汽水分离间，该箱体下层为积水间 4，该二侧板高度高于该隔板，积水间4内设有一液位传感器，底板11上设有排水口，排水口处有一排水开关，当分离出的液体累计到一定高度后，将触发液位传感器并自动打开位于底板11上的排水口处的排水开关将水排出。如图3所示(图 3未显示顶板及双钩波形板)，该箱体1上层的二侧板13内侧垂直于隔板2设置有复数个相对称的插槽18。
31.如图5、6所示，复数个双钩波形板3分为三层，包括波形板上层32、波形板基板31和波形板下层33，中间一层为波形板基板31。波形板基板31为一体冲压成型，左右对称，具有一波形部312和二连接部311，该二连接部311设置于该波形部312左右两侧，该二连接部311为直板，且该二连接部311处于一条直线之上；该波形部的波谷与波峰呈之字形串联，依次分布于上述直线的两侧；该波形部312每个波峰包含一上行段313和一下行段314。每个上行段313和下行段314 都有一面向进风方向的a面5和一背向进风方向的b面6，在图5、6中，进风方向w 由图左至右。波形板上层32和波形板下层33均有复数个弯折板34，包括二单折板341和复数个双折板342。二该单折板341有一固定部3411和一弯折部3412；该复数个双折板342截面呈z型，中间为固定部3421，两端分别有一弯折部3422 向不同方向弯折。以图6的方向观察，上行段313的上侧和下行段314的下侧为a 面5，上行段313的下侧和下行段314的上侧为b面6。波形板上层32有一单折板 341，其固定部3411固接在与右侧连接部311相连的上行段313的a面5；波形板下层33也有一单折板341，其固定部3411固接在与左侧连接部311相连的下行段 314的a面5。二单折板341的弯折部3412与相邻的b面6各形成一积水钩35。波形板上层32和下层33的各该双折板342的固定部3421固接于该波形部312的各 a面5，使其弯折部3422在相邻的b面6与波形板基板31形成一积水钩35，且相邻两个弯折板34的弯折部3412或弯折部3422间留有一条间隙。弯折板34的弯折角度与波形部312的弯折角度相同。弯折板34的弯折部3412、弯折部3422相对朝向进风方向w的一侧长于相对背向进风方向w的一侧，使每个b面6形成一长积水钩351和一短积水钩352，长积水钩351的开口方向相对朝向进风方向w，短积水钩352的开口方向相对背向进风方向w。该复数个双钩波形板3的连接部311插设于二侧板13的插槽18内，将该复数个双钩波形板3垂直于隔板2和侧板13固定在箱体1上层。隔板2的各排水孔21位于各积水钩35正下方，使积水钩35收集的液态水可以直接流入箱体下层的积水间4。
32.具体来说，相邻两双钩波形板3间距为10毫米。由于所要去除的为空气中的气态
水，水分子的直径较小特别是当气温较高时，因此，为了获得良好的去除效果，有意将风道设计的较为狭窄；此外，由于风速较高，为了避免双钩波形板3 在空气冲击下产生不良振动进而造成二次水分携带，也适宜选用较窄的风道，以将风道中的流场压力控制在一定范围之内而不至于过大。
33.双钩波形板弯折的上行段313和下行段314与波形板基板中轴线之间的夹角为波角7，在本实施例中波角7为30度。波角7越大，风流场在风道中流向的改变角度越大，流体的惯性力就越大，有利于提高汽水分离效果，但因风压也越大，越容易导致双钩波形板3产生不良振动。因此，一般不大于45度。本实施例设置的30度角是根据cfd仿真分析得到的优化值。
34.一送风装置(图中未显示)设置在进风口15。为得到良好的气态水去除效果，避免二次携带的问题，送风装置设定送风风速为5.5米/秒。湿空气经进风口进入装置上层，当携带有微小液滴的气流通过双钩波形板3时，由于流道的结构是曲折变化的，潮湿气流在分离器内要多次改变运动方向。干气流可以通过双钩波形板3继续向前，而液滴在通过折弯时，难以随气流一起偏转而是撞击到双钩波形板3上，在壁面上形成水膜并在气流的作用下被吹入积水钩35中,在重力的作用下去除的水分沿积水钩35流下，通过积水钩35下方隔板2上的排水孔21流入箱体下层积水间4，经排水口自动排出。本实施例采用的双钩波形板3设计，有益于提高去除湿空气中气态水的效果。
35.通过大量cfd仿真计算，仿真结果表明，在温湿条件下本实用新型高效汽水分离装置的除水效率可达95％。即使在40摄氏度度高温时，除水效率也不低于75％。