一种泵用型气液分离装置
技术领域
本实用新型涉及一种气液分离装置，尤指一种泵用型气液分离装置。
背景技术
汽蚀现象是指当离心泵实际的入口吸程大于设定的吸程时，部分液体因受到低压作用会出现气化，当液体到达高压区时，混在液体中的部分气体将迅速液化，增加空间压力，导致液体高速击打旋转的叶轮上，进而导致叶轮遭到破坏而损毁等现象出现；为克服汽蚀现象带来的设备损坏，有效方法是减少液体中的气体含量。
目前减少液体中的气体含量的方法为采用气液分离装置进行分离，常用的气液分离装置为气锚，即在石油钻井使用的气液分离装置；气锚利用离心力及重力作用将气体从液体中分离出来，由此减少液体中的气体含量。具体地，气锚的作用是在井下流体进入泵前将部分气体分离出来，从而减小气体对泵的影响并提高泵效；而气锚安装在泵的入口处，在油进入泵前将其中的部分气体分离出来，减少进入泵筒内的气量。以螺旋式气锚为代表，利用不同密度的流体离心力不同的性质，将带有被聚集大气泡的液体沿螺旋内侧流动，带有未被分离小气泡的液体则沿外侧流动；然后在气帽处利用气体的上升作用将气体排出。但是，气锚及其工作原理适用于油泵工作中，不适用于离心水泵中。
离心水泵输送含气液体时，泵的流量、扬程、效率均有所下降，含气量愈大，效率下降愈快，液流中气体的存在导致液流输送不稳定，尤其是泵的吸入口处聚集气体时直接导致液流阻力增大甚至断流；叶轮内的气体则会破坏正常流形，产生水力脉动，影响径向力平衡使轴承超载；随着气体含量的增加，泵体还会出现额外的噪音、振动，泵管路中的气体会造成气泡泯灭、发生水锤而产生压力峰值；气体的存在也会使泵汽蚀现象的加剧，对泵产生更大的危害；因此需要减少液体中含气量才能有效地提升泵的工作效率并延长泵的使用寿命。但是，目前离心水泵中仍未有有效的气液分离装置为离心水泵进行气液分离工作，气锚设计之初就为石油的开采因此不能直接应用，而通过半透膜实现气液分离的设备装置主要是将液体从两相流中分离出来，且设备费用成本较高，不利于大规模制造生产及使用，因此离心水泵专用的气液分离装置仍需继续开发与改进，否则难以克服离心水泵中的汽蚀现象。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型旨在公开一种气液分离装置，尤指一种泵用型气液分离装置。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种泵用型气液分离装置，安装在与离心水泵前端连接的管道内，其特征在于，所述的分离装置主要包括外筒体、旋流装置、旋流分离装置和排气装置，
其中，所述的外筒体成型为轴向安装旋流装置与旋流分离装置的柱状中通筒体结构，外筒体两轴端开口分别为水流入口与水流出口；所述的旋流装置从水流入口处轴向安装至外筒体内部，所述的旋流分离装置与旋流装置轴向连接；所述的排气装置安装在外筒体内靠近水流出口处，同时外筒体侧壁上开设有匹配排气装置的出气孔，通过出气孔排出分离的气体。
优选地，所述的外筒体设置为轴径不同的多轴段结构，各轴段依次为圆柱状的第一分离区、圆台状的第二分离区与圆柱状的排气腔，且各轴段内部依次分别安装旋流装置、旋流分离装置和排气装置。
优选地，所述的旋流装置主要包括第一螺旋导流叶片、进水底盖与封闭型外壳，第一螺旋导流叶片成型为围绕中轴螺旋延伸的旋转式薄叶片结构，进水底盖与第一螺旋导流叶片底部连接，安装在水流入口处；封闭型外壳为圆柱状壳体，安装在第一螺旋导流叶片外部，且封闭型外壳一端与进水底盖边缘连接，另一端与旋流分离装置连接。
优选地，所述的进水底盖开设有扇形或方形的进水通槽，且通槽中心与第一螺旋导流叶片中心对应。
优选地，所述的旋流分离装置主要包括第二螺旋导流叶片与分离型外壳，其中第二螺旋导流叶片成型为围绕中轴螺旋延伸的旋转式薄叶片结构，分离型外壳为圆台状壳体，外壁开设有螺纹条形通槽，安装在第二螺旋导流叶片外部，且分离型外壳一端与封闭型外壳边缘连接，另一端与排气装置连接。
优选地，所述的旋流装置与旋流分离装置可通过输送管道从外部贯穿后连贯连接，或通过封闭型外壳与分离型外壳首末拼接相连。
优选地，所述的排气装置主要包括排气管与气流导向腔体，所述气流导向腔体设置为圆柱状腔体，一端与分离型外壳连接，另一端安装在水流出口处；所述的排气管从底部贯穿外筒体的出气口并连接至气流导向腔体的侧壁，外部设置在出气口以外。
优选地，所述的排气管靠近顶部处可设置排气叶片。
优选地，所述的气流导向腔体与分离型外壳、封闭型外壳从中轴处相互贯通。
本实用新型的有益效果体现在：本实用新型应用于离心水泵中，利用离心力与重力进行气液分离，以减少水泵中液流的含气量，并通过设置的排气装置进行单向排气。
本实用新型可达到减震减噪的目的，通过本实用新型采用的旋流装置、旋流分离装置可有效减少水中的气体含量、降低水的可压缩性、同时减少由于气体压缩膨胀导致空间上的突然变化所引起的震动和噪音；本实用新型采用的整体结构可实现节能功效，通过本实用新型在运行过程可减少或消除气泡产生的气液混合物，减少水泵的大部分能效损失，包括容积损失、水力损失、机械损失等；本实用新型通过稳定的运行装置，可减少水中的含气量使水的状态更加稳定，利于建立水泵系统，建立良好运行工况点，从而实现提高现有离心泵整体运行效率的目的。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构图。
图2为本实用新型的立体结构分解图。
图3本实用新型的轴向剖视图。
图4为本实用新型旋流分离装置的剖视图。
图5为本实用新型排气装置的剖视图。
附图标注说明：1-水流入口，2-旋流装置，3-旋流分离装置，4-排气装置，5-水流出口，6-外筒体。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式：
一种泵用型气液分离装置，安装在与离心水泵前端连接的管道内，所述的分离装置主要包括外筒体6、旋流装置2、旋流分离装置3和排气装置4，其中，所述的外筒体6成型为轴向安装旋流装置2与旋流分离装置3的柱状中通筒体结构，外筒体6两轴端开口分别为水流入口1与水流出口5；所述的旋流装置2从水流入口1处轴向安装至外筒体6内部，所述的旋流分离装置3与旋流装置2轴向连接；所述的排气装置4安装在外筒体6内靠近水流出口5处，同时外筒体6侧壁上开设有匹配排气装置4的出气孔，通过出气孔排出分离的气体；所述的外筒体6设置为轴径不同的多轴段结构，各轴段依次为圆柱状的第一分离区、圆台状的第二分离区与圆柱状的排气腔，且各轴段内部依次分别安装旋流装置2、旋流分离装置3和排气装置4，同时第一分离区、第二分离区与排气腔可以通过支架固定安装旋流装置2、旋流分离装置3和排气装置4；所述的旋流装置2主要包括第一螺旋导流叶片、进水底盖与封闭型外壳，第一螺旋导流叶片成型为围绕中轴螺旋延伸的旋转式薄叶片结构，进水底盖与第一螺旋导流叶片底部连接，安装在水流入口1处；封闭型外壳为圆柱状壳体，安装在第一螺旋导流叶片外部，且封闭型外壳一端与进水底盖边缘连接，另一端与旋流分离装置3连接；所述的进水底盖开设有扇形或方形的进水通槽，且通槽中心与第一螺旋导流叶片中心对应；所述的旋流分离装置3主要包括第二螺旋导流叶片与分离型外壳，其中第二螺旋导流叶片成型为围绕中轴螺旋延伸的旋转式薄叶片结构，分离型外壳为圆台状壳体，外壁开设有螺纹条形通槽，安装在第二螺旋导流叶片外部，且分离型外壳一端与封闭型外壳边缘连接，另一端与排气装置4连接；所述的排气装置4主要包括排气管与气流导向腔体，所述气流导向腔体设置为圆柱状腔体，一端与分离型外壳连接，另一端安装在水流出口5处；所述的排气管从底部贯穿外筒体6的出气口并连接至气流导向腔体的侧壁，外部设置在出气口以外；所述的排气管靠近顶部处可设置排气叶片；所述的旋流装置2与旋流分离装置3可通过输送管道从外部贯穿后连贯连接，或通过封闭型外壳与分离型外壳首末拼接相连；所述的气流导向腔体与分离型外壳、封闭型外壳从中轴处相互贯通。
本实用新型的工作原理：本实用新型通过离心力将气体最大限度地从液体中脱离出来，再通过减小流速利用密度差将气体排出外部；当水泵工作时，管道中的水通过旋流装置2向旋流分离装置3流动，通过旋流装置2的螺旋导流叶片使水流形成螺旋流，在离心力作用下促进气和水分离，然后通过旋流分离装置3的螺旋导流叶片使水流形成螺旋流，水流在旋流分离装置3时，气体由于离心力的作用集中于中部，部分液体从旋流分离装置3的孔洞处流至外层管壁，实现第一次分离；排气装置4设有一个单向排向外部的孔洞，由于旋流分离装置3处流出部分液体，以及前方阻力增强，使得水流速度减弱，进而利用重力作用将气液分离，气体排出外界。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
