專利名稱：液滴分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將微滴從微滴加載的氣體中分離出來的液滴分離器。
背景技術(shù)：
根據(jù)文獻(xiàn)EP I 930 059 Al的液滴分離器包括流動通道，微滴加載的氣體能夠穿過所述流動通道導(dǎo)送并且所述微滴加載的氣體能夠沿著主流動方向流過所述流動通道。分離元件基本上環(huán)狀地圍繞著所述流動通道來布置并且擁有內(nèi)側(cè)面以及用于使所述微滴加載的氣體進(jìn)入到所述分離元件中的開口，其中所述內(nèi)側(cè)面基本上具有所述流動通道的直徑。所述分離元件至少在所述流動通道的長度的一部分上延伸。所述分離元件包括格柵狀的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)生渦流的裝置部件以導(dǎo)向面布置在所述流動通道中，借助于所述產(chǎn)生渦流的裝置部件來將所述微粒加載的氣體置于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中并且通過離心力將微滴朝向所述分離元件導(dǎo)送。通過所述導(dǎo)向面，所述微滴加載的氣體的至少一部分能夠從所述主流動方向朝向所述開口轉(zhuǎn)向。
此外，從現(xiàn)有技術(shù)中由文獻(xiàn)GB I 557 307公開了一種三梯級的柱狀的液滴分離器。在所述第一梯級中將由液體和氣體構(gòu)成的混合物通過轉(zhuǎn)向元件置于切向流動之中，用于在所述第一梯級中在所述液滴分離器的殼體的壁上將較大的液滴分離出來。在所述柱狀的液滴分離器的池槽中有用于從氣體中分離出來的液體的蓄液槽。所述最下面的第一梯級通過水平的橫壁與所述當(dāng)中的第二梯級分開，一根管子插入到所述水平的橫壁中，該管子對于所述微滴加載的氣體來說形成通往所述第二梯級中的并且也通往所述第三梯級中的連接。在所述第二梯級中，所述管子包括一個開口，通過該開口所述微滴加載的氣體進(jìn)入到所述第二梯級的腔室中。在所述第二梯級中液體在管子內(nèi)子內(nèi)壁上并且在通過所述開口導(dǎo)送的流動中分離出來，所述流動在所述第二梯級的腔室中可以置于切向流動之中并且通過旁通管路導(dǎo)送到所述最 上面的第三梯級中。所述最上面的梯級包括兩個相互層疊地布置的液滴分離器。氣體從所述管子進(jìn)入到所述兩個液滴分離器的下面的液滴分離器中。
所述液滴分離 器包括平行的圓形的板。這些板支承在平行的同軸的層中。在這些板中通過環(huán)狀的空間鉆出了一些孔。在這些孔中插入多根棒，所述棒具有不同的橫截面并且構(gòu)造為障礙。所述棒可以構(gòu)造為角形元件、條帶或者圓柱體。氣體沿著所述板向外流動并且經(jīng)過所述角形元件。在所述角形元件上液體留下來并且在其表面上形成膜。這種液體通過所述孔流下來。
如果如在文獻(xiàn)GB I 557 307中一樣僅僅設(shè)置了一塊底板和一個蓋子并且氣體向上流出，那么氣體就不會均勻地流過整個液滴分離器。為了實(shí)現(xiàn)均勻的流動，必須設(shè)置多塊水平的間隔板。液體積聚在這些間隔板上并且通過所述間隔板中的孔流出來。不過，在此液體又會被在所述間隔板的下方流動的氣流帶走，因而必須在后面布置至少一個第二液滴分離器。相應(yīng)地在文獻(xiàn)GB I 557 307所述的液滴分離器中在所述第三梯級中相互層疊地布置了兩個具有相同的結(jié)構(gòu)形式的液滴分離器。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種液滴分離器，借助于該液滴分離器能夠獲得尤其較小的微滴的得到改進(jìn)的分離效果。
所述按照本發(fā)明的液滴分離器包括流動通道，微滴加載的氣體能夠穿過所述流動通道導(dǎo)送并且所述流動通道能夠被所述微滴加載的氣體沿著主流動方向從中流過，其中分離元件基本上環(huán)狀地圍繞著所述流動通道來布置，所述分離元件能夠被從所述流動通道上離開的環(huán)流從中流過，其中所述分離元件具有底部元件和頂蓋元件以及一個或者多個連接元件，所述連接元件如此布置在所述底部元件與所述頂蓋元件之間，使得所述底部元件和所述頂蓋元件相對于彼此以通過所述連接元件來確定的間距來布置。所述連接元件包括壁元件，微滴加載的氣體的微滴能夠作為膜沿著所述壁元件朝所述底部元件的方向?qū)?，其中所述壁元件具有平均的大?_的寬度。為了有利于膜形成，所述平均寬度可以大于2_。對于需要更大的用于形成膜的表面的液體來說，可以設(shè)置大于3_的平均寬度。為了改進(jìn)較小的微滴的分離效果，所述液滴分離器包括分離元件，所述分離元件包括環(huán)形元件。所述環(huán)形元件基本上環(huán)狀地圍繞著所述流動通道來布置并且擁有內(nèi)側(cè)面，所述內(nèi)側(cè)面基本上具有所述流動通道的直徑。此外，設(shè)置了用于讓所述微滴加載的氣體進(jìn)入到所述環(huán)形元件中的貫通孔。該環(huán)形元件具有格柵狀的結(jié)構(gòu)，所述格柵狀的結(jié)構(gòu)作為環(huán)形的元件包圍著所述流動通道。所述格柵狀的結(jié)構(gòu)對于所述微滴加載的氣體來說可以通過。最小的微滴積聚在所述格柵狀的結(jié)構(gòu)上并且聚結(jié)為較大的液滴。這些液滴已經(jīng)在所述格柵狀的結(jié)構(gòu)中分離出來或者又可以與流動一起帶走，而后在布置在下游的連接元件的分離表面上面分離出來。因此，用這種特別有利的實(shí)施方式成功地幾乎完全地將微滴從具有較寬的液滴大小分布的氣體中分離出來。所述環(huán)形元件可以包括第一層和第二層，其中所述第一層與所述第二層相鄰布置。所述第一層和第二層中的一層可以具有波形的結(jié)構(gòu)，另一層則相應(yīng)地沒有同類的波形的結(jié)構(gòu)。
這樣的連接元件可以由一個唯一的連續(xù)的型材構(gòu)成。
所述主流動方向平行于所述流動通道的中軸線取向。如果所述壁元件平行于這條中軸線來布置，那么所述主流動方向就平行于所述壁元件并且沿從所述底部元件到所述頂蓋元件的方向延伸。該主流動方向通常不會與局部地在所述壁元件的環(huán)境中存在的流動情況相符。尤其所述底部元 件和所述頂蓋元件可以構(gòu)成蓋板，因而所述底部元件和所述頂蓋元件不會被所述微滴加載的氣體從中流過。
所述壁元件的寬度在相對于所述主流動方向的法向平面中確定。因?yàn)樗霰谠膶挾葧刂溟L度也就是底部元件與頂蓋元件之間的尺寸有變化，所以在這種情況下定義平均寬度。該平均寬度定義為所述壁元件在其長度范圍內(nèi)所具有的所有寬度的算術(shù)的平均值。
接下來假設(shè)，所述微滴加載的氣體基本上在徑向上流向所述壁元件。也就是說，流動方向關(guān)于所述主流動方向偏置了 85°到95°優(yōu)選90°的角度并且關(guān)于所述流動通道在徑向上向外指向。這種流動應(yīng)該稱為徑向流動。也就是說，所述徑向流動基本上星狀地以所述流動通道的中軸線為出發(fā)點(diǎn)來進(jìn)行。這種星狀的徑向流動的射流沖擊到所述壁元件的分離表面上，因此所述壁元件的分離表面處于迎風(fēng)側(cè)上。
所述壁元件的寬度定義為割線，在相對于所述主流動方向的法向平面與所述壁元件相交時(shí)在所述壁元件的迎風(fēng)側(cè)上產(chǎn)生所述割線。
為了求得平均寬度，在底部元件與頂蓋元件之間以相對于彼此相等的間距所述壁元件的每厘米長度設(shè)置了至少兩個這樣的法向平面。為每個法向平面確定所述割線的長度并且形成算術(shù)的平均值。該算術(shù)的平均值表明所述壁元件的平均寬度。
在每兩個相鄰的壁元件之間有一個用于微滴加載的氣體的開口。壁元件是相鄰的，如果其縱軸線布置在一個共同的圓中。壁元件的縱軸線穿過所述割線的中心。所有開口的總和相對于圓周產(chǎn)生間隙程度，該間隙程度可以從20%到80%。
所述壁元件的平均寬度有利地小于所述流動通道的內(nèi)直徑(S)。
所述底部元件和頂蓋元件不一定緊挨著連接到所述連接元件的分離表面上。所述連接元件根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施例包括管壁元件，所述微滴加載的氣體的液滴能夠沿著所述管壁元件朝底板的方向?qū)汀Ｋ龉鼙谠碛斜人隽鲃油ǖ赖膬?nèi)直徑(S)小的最大的直徑(D)。
尤其所述連接元件具有縱軸線，該縱軸線基本上法向于所述底部元件并且法向于所述頂蓋元件取向。但是，所述縱軸線也可以相對于所述底部元件和/或頂蓋元件傾斜了一個角度，其中該角度相對于所述相對于底部元件的法線可達(dá)60°優(yōu)選可達(dá)45°特別優(yōu)選可達(dá)30°。
可以設(shè)置多個連接元件，其中每個連接元件都具有壁元件，所述壁元件包括所述分離表面。
尤其所述壁元件可以構(gòu)造為管壁元件。所述管壁元件有利地如此布置在所述底部元件與所述頂蓋元件之間，使得所述管壁元件的縱軸線處于閉合的圍繞著所述流動通道延伸的曲線上。所述管壁元件構(gòu)成至少一列，其中·一列的管壁元件圍繞著所述流動通道來布置，在這一列上每兩個相鄰的連接元件基本上·等距地布置。這些管壁元件中的每個管壁元件都具有縱軸線。如果將一列的縱軸線與通過所述底部元件或者說所述頂蓋元件的氣體側(cè)的表面作出的平面之間的交點(diǎn)連接起來，就產(chǎn)生一條圍繞著所述流動通道延伸的曲線，也就是一條閉合的曲線。閉合的曲線由此是無起點(diǎn)或終點(diǎn)的環(huán)狀延伸的閉合導(dǎo)線。
根據(jù)前述實(shí)施例之一，尤其可以在液滴分離器中如此在底部元件與頂蓋元件之間布置多個連接元件，使得其縱軸線布置在一個圓上。所述連接元件的縱軸線圍繞著所述流動通道構(gòu)成至少一個第一圓和一個第二圓，其中所述第一圓關(guān)于所述第二圓同心布置。由此獲得一種特別有利地用于進(jìn)行分離的裝置，如果所述連接元件沿所述環(huán)流的流動方向先后布置在多個列中。這尤其能夠?qū)崿F(xiàn)更寬的液滴范圍的得到改進(jìn)的分離效果。所述第一圓的連接元件的縱軸線可以沿圓周方向至少部分地相對于所述第二圓的連接元件的縱軸線偏置地布置。由此可以使流動在所述管壁元件上偏向。至少所述微滴的一部分不會跟隨這種偏向，因而所述微滴在所述管壁元件的分離表面上積聚并且由此從流動中分離出來。
每兩個相鄰的連接元件的縱軸線可以相對于彼此以比所述管壁元件的直徑(D)大的間距(A)來布置。
根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施例，所述管壁元件的直徑(D)處于2mm到20mm優(yōu)選5mm到15mm的范圍內(nèi)。如果所述管壁元件不是柱形，那么所述直徑就不應(yīng)該作為具有相同的側(cè)面的柱形的管壁元件的直徑來確定。
優(yōu)選所述連接元件的寬度和高度構(gòu)成分離表面，該分離表面具有至少一個平坦的區(qū)段。
尤其所述分離表面為了導(dǎo)出液體而具有至少一條通道和/或一個開口，使得液體可以在與流動隔離的情況下離開所述液滴分離器。所述通道尤其可以構(gòu)造為小管，該小管為了導(dǎo)出液體而布置在所述底部元件的外側(cè)面上。
根據(jù)一種作為替代方案的實(shí)施例，所述分離表面具有至少一個彎曲的區(qū)段。所述彎曲的區(qū)段可以構(gòu)造為管壁元件。所述管壁元件可以包括一個具有第一直徑(Dl)的第一管壁元件以及一個具有第二直徑(D2)的第二管壁元件。所述第一管壁元件(3)的第一直徑(Dl)可以有別于所述第二管壁元件(13)的第二直徑(D2)。
第一管壁元件的直徑(D)可以有別于第二管壁元件的直徑。由此可以改變所述流動的偏向的程度，這一點(diǎn)在使用微滴加載的具有較寬的液滴大小分布的氣體時(shí)尤為有利。
根據(jù)另一種實(shí)施例，所述管壁元件可以包括透氣的結(jié)構(gòu)。所述透氣的結(jié)構(gòu)比如可以包括穿孔、絨毛狀的結(jié)構(gòu)、多細(xì)孔的本體、織物或者針織物。但是，總是如此構(gòu)成所述透氣的結(jié)構(gòu)，使得所分離的液體可以沒有干擾地流出。尤其所述透氣的結(jié)構(gòu)用于形成并且維持液體膜。
所述管壁元件的分離表面有利地具有如此的狀態(tài)，從而促進(jìn)用液體對所述分離表面進(jìn)行的潤濕。
所述連接元件可以包括腳部元件和/或頭部元件，借助于所述腳部元件和/或頭部元件所述連接元件能夠固定在所述底部元件和/或所述頂蓋元件上。
根據(jù)一種特別有利的實(shí)施例，所述分離表面不讓流體通過。尤其在所述分離表面上構(gòu)成液體膜，所述液體膜沿著所述分離表面朝所述底部元件的方向流動。
在所述底部元件上，可以設(shè)置用于在所述分離表面上分離的液體的收集元件。
所述連接元件有利地具有分離表面，所述分離表面不讓流體通過。也就是說，所述分離表面尤其不應(yīng)該讓所分離的液體通過，從而在所述分離表面上構(gòu)成封閉的液體膜。根據(jù)一種特別優(yōu)選的實(shí)施例，所述分離表面沒有缺口或者穿孔。
所述液滴分離器也可以包括多個相互層疊地布置的分離元件。
根據(jù)另一種實(shí)施例，所述分離元件可以構(gòu)造為一體的構(gòu)件。這能夠以澆注法尤其注塑法來實(shí)現(xiàn)所述分離元件的制造。
根據(jù)前述實(shí)施例其中之一，液滴分離器尤其可以用于將冷凝液從天然氣中分離出來。這種冷凝液可以包括來自天然氣的冷凝的分懼物(Fraktion),也就是說尤其是包括較長鏈的碳?xì)浠衔铩?br>

下面借助于附圖對本發(fā)明進(jìn)行解釋。附圖示出: 圖1是按照第一實(shí)施例的按照本發(fā)明的液滴分離器； 圖2a是按照現(xiàn)有技術(shù)的格柵狀的結(jié)構(gòu)的元件的俯視圖； 圖2b是按照現(xiàn)有技術(shù)的格柵狀的結(jié)構(gòu)的元件的側(cè)視圖； 圖2c是按照圖1的連接元件的俯視圖； 圖2d是按照圖1的連接元件的側(cè)視圖； 圖3是具有按照圖2c和圖2 d的壁元件的液滴分離器的結(jié)構(gòu)；圖4是按照第二實(shí)施例的液滴分離器的構(gòu)造； 圖5a是按照在圖1、3或4中示出的實(shí)施例的連接元件的細(xì)節(jié)； 圖5b是連接元件的變型方案； 圖6是一種前面提到的實(shí)施例中的液滴分離器的分離的品質(zhì)與按照圖1的按照本發(fā)明的液滴分離器之間的比較情況； 圖7a是按照第三實(shí)施例的液滴分離器的結(jié)構(gòu)； 圖7b是按照圖7a的液滴分離器的俯視圖； 圖8是包括連接元件的不同變型方案的液滴分離器； 圖9a是用于按照圖8的液滴分離器的連接元件的第一種變型方案的俯視圖； 圖％是用于按照圖8的液滴分離器的連接元件的第一種變型方案的側(cè)視圖； 圖9c是用于按照圖8的液滴分離器的連接元件的第二種變型方案的俯視圖； 圖9d是用于按照圖8的液滴分離器的連接元件的第二種變型方案的側(cè)視圖； 圖9e是用于按照圖8的液滴分離器的連接元件的第三種變型方案的俯視圖； 圖9f用于按照圖8的液滴分離器的連接元件的第三種變型方案的側(cè)側(cè)圖； 圖9g是用于按照圖8的液滴分離器的連接元件的第四種變型方案的俯視圖； 圖9h是用于按照圖8的液滴分離器的連接元件的第四種變型方案的側(cè)視圖； 圖9i是用于按照圖8的液滴分離器的連接元件的第五種變型方案的俯視圖； 圖9j是用于按照圖8的液滴分離器的連接元件的第五種變型方案的側(cè)視圖；并且 圖10是用于分離微滴加載的氣體的裝置，該裝置包括多個按照本發(fā)明的液滴分離器。
具體實(shí)施方式
圖1示出了包括流動通道5的液滴分離器10，微滴加載的氣體沿著主流動方向6穿過所述流動通道5導(dǎo)送。流動通道5中的主流動方向可以平行于所述流動通道5的縱軸線4。所述流動通道5的縱軸線4沿處于圖1的左下角的坐標(biāo)系的z軸的方向延伸。
所述分離元件8 基本上環(huán)狀地圍繞著所述流動通道5來布置。所述分離元件8具有這里構(gòu)造為底板11的底部元件和這里構(gòu)造為蓋板12的頂蓋元件以及多個布置在所述底板11與所述蓋板12之間的連接元件I。所述底板11和蓋板12相對于彼此以通過所述連接元件I確定的間距來布置。
所述底板11和/或蓋板12具有開口，所述開口相應(yīng)于所述流動通道5的直徑。在圖1中只能看到所述蓋板12中的開口 36。如果在所述底板或者蓋板其中之一上未設(shè)置開口，那么在軸向上通過所述流動通道5供給的微滴加載的氣體就在徑向上朝向所述分離元件8轉(zhuǎn)向。穿過所述分離元件的徑向流由此在徑向上從所述流動通道5朝向外側(cè)面流動，所述外側(cè)面在所述底板11和所述蓋板12的外邊緣之間撐開。
可以設(shè)置如在文獻(xiàn)EP I 930 059 Al中所描述的一樣的產(chǎn)生渦流的裝置部件，借助于該裝置部件來將所述微滴加載的氣體朝向分離元件8導(dǎo)送。這在圖10中的實(shí)施例上示出。借助于所述產(chǎn)生渦流的裝置部件，來強(qiáng)迫微滴加載的氣體的流動改變方向，從而向所述流動施加速度的徑向分量。通過該徑向分量，所述微滴加載的氣體朝向所述分離元件8轉(zhuǎn)向并且而后沿基本上徑向的方向從所述分離元件8中流出來。所述產(chǎn)生渦流的裝置部件可以有利地用于進(jìn)行預(yù)分離，也就是說所述微滴的一部分在其進(jìn)入到所述流動通道5中之前已經(jīng)分離出來。
此外，圖1示出了布置在所述流動通道5與所述連接元件I之間的環(huán)形元件17。所述環(huán)形元件17在這里按照文獻(xiàn)EP I 930 059 Al來設(shè)計(jì)并且接下來還要進(jìn)行詳細(xì)描述。
所述連接元件I擁有縱軸線24，該縱軸線24基本上法向于所述底板11及所述蓋板12取向。所述連接元件I借助于不可見的腳部元件保持在所述底板11中并且借助于頭部元件15保持在所述蓋板12中。作為止動連接部比如可以設(shè)置咬合連接部或者螺紋連接部。
分離元件8的外直徑大多數(shù)小于400mm。管壁元件的直徑(D)優(yōu)選為2mm到20mm、尤其為5mm到15_。所述安置在同一塊底板上的管壁元件的直徑可以有變化。優(yōu)選如此布置所述連接元件2，從而使得其縱軸線24處于一個圓上，該圓的中心處于所述縱軸線4上。在一個圓中相鄰的連接元件的縱軸線24彼此間具有間距A。沿著這樣的圓的間距(A)的總和大于所述連接元件的直徑的總和，從而保持所述管壁元件3之間的間隙，所述微滴加載的氣體可以通過所述間隙來流動。
同樣如此選擇相同的列的徑向間距，從而使得兩個相鄰的圓的徑向間距(R)大于兩個處于這些相鄰的圓上的連接元件的半徑的總和。如在圖3中示出的一樣，相鄰的列的連接元件I的徑向間距(R)可以不同。如果所述連接元件的直徑是變化的，則應(yīng)該使用平均的直徑。
此外，如在圖1中示出的一樣，所述分離元件8也包括環(huán)形元件17。該環(huán)形元件17尤其可以具有在文獻(xiàn)EP I 930 059 Al中已經(jīng)描述的形狀中的每種形狀。所述環(huán)形元件17基本上環(huán)狀地圍繞著所述流動通道5來布置并且具有基本上擁有所述流動通道5的直徑的內(nèi)側(cè)面以及用于使所述微滴加載的氣體進(jìn)入到所述環(huán)形元件中的貫通孔，所述貫通孔未在示圖中示出。
所述環(huán)形元件17至少在所述流動通道5的長度的一部分上延伸。該環(huán)形元件包括格柵狀的結(jié)構(gòu)9。所述貫通孔可以是所述格柵狀的結(jié)構(gòu)的格柵元件之間的間隙。
該格柵狀的結(jié)構(gòu)9比如可以通過金屬絲網(wǎng)來構(gòu)成。作為替代方案可以使用針織物(Gestrick)或者織物。所述格柵狀的結(jié)構(gòu)也可以構(gòu)造為絨毛狀(filzartig),也就是說由相對于彼此無規(guī)則地布置的結(jié)構(gòu)元件、比如金屬絲或者絲線來構(gòu)成。所述格柵狀的結(jié)構(gòu)可以布置在一層或者多層中。這些層中的每一層都構(gòu)成一個將所述流動通道包圍的環(huán)狀的元件。
這樣的環(huán)形的元件優(yōu)選至少擁有和管壁元件的分離表面相同的高度。
作為所述格柵狀的結(jié)構(gòu)9的替代方案或者補(bǔ)充方案，可以使用例如是狄克松環(huán)(Dixonring)或者螺旋環(huán)的松散填充體(SchiittfiilIkSrper)。
通過所述環(huán)形的元件構(gòu)成的層可以具有波紋。通過所述波紋，相鄰的層相對于彼此以一定的間距來布置。尤其相鄰的層可以是波形的和非波紋形的。所謂波紋應(yīng)該是指一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以具有波浪形的、鋸齒形的或者設(shè)有拱起部或者凹陷部的表面。可以如此布置所述波紋，從而使得波峰的頂點(diǎn)平行于所述縱軸線4取向。也可以這樣規(guī)定，即所述波峰的頂點(diǎn)與所述縱軸線夾成一個角度，該角度可達(dá)70°、優(yōu)選可達(dá)60°、特別優(yōu)選可達(dá)45。。
所述流動通道5不僅可以在所述底部元件中而且在所述頂蓋元件中都具有開口36。這些開口其中之一也可以在運(yùn)行的狀態(tài)中封閉，從而使得流動轉(zhuǎn)向，并且更確切地說從軸向的方向轉(zhuǎn)向，也就是說沿所述縱軸線4的方向朝向所述管壁元件3、也就是沿徑向的方向轉(zhuǎn)向。
多個分離元件8可以相互層疊地布置，比如多個分離元件可以如同樣在文獻(xiàn)EP I930 059 Al中所描述的并且在圖10中所示出的那樣形成一個堆疊。如果所述液滴分離器包括多個相互層疊地布置的分離元件8，那么除了在下游最遠(yuǎn)的分離元件之外不僅在所述底部元件11中存在開口 37 (參見圖3、圖7a)而且在所述頂蓋元件12中存在開口 36。
圖2a和圖2b示出了也如從現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣沿著格柵狀的結(jié)構(gòu)9的元件進(jìn)行分離的情況。圖2a是格柵狀的結(jié)構(gòu)的截取區(qū)段的俯視圖。圖2b則是該格柵狀的結(jié)構(gòu)9的截取區(qū)段的側(cè)視圖。圖1的環(huán)形元件17由這樣的格柵狀的結(jié)構(gòu)9構(gòu)成，所述結(jié)構(gòu)9比如構(gòu)造為金屬絲網(wǎng)。其能夠使微滴18積聚。較小的微滴會聚結(jié)，也就是說，至少兩個較小的微滴形成一個較大的液滴，該較大的液滴被分離出來。如可以在圖2b中看出的那樣，這樣的液滴19在重力的影響下朝所述底板的方向運(yùn)動。
只要?dú)怏w速度保持低于臨界的速度值，那么分離過程就會毫無問題地進(jìn)行。在該臨界的速度值之上，液滴19又被氣流抓住并且又與氣流一起被帶走。也就是說，分離的效果劇烈下降，這借助于圖6來示出。
因此，所述液滴分離器10的按照本發(fā)明的實(shí)施方式包括接下來要說明的連接元件。圖2c示出了剖開的、正如在圖1中在所述環(huán)形元件17的外部發(fā)現(xiàn)的連接元件I的俯視圖。所述連接元件在這里構(gòu)造為管壁元件3。所述微滴加載的氣體的微滴流向所述連接元件I，所述微滴沖擊到所述管壁元件3的表面上。所述微滴18分布在所述管壁元件3的表面上，尤其如果所述表面由一種對于液體來說具有良好的可潤濕性的材料制成。沿著所述管壁元件3，所述微滴加載的氣體的微滴能夠作為液體膜朝向所述分離元件的底板導(dǎo)送(參見圖1)。
所述管壁元件3具有分離表面，該分離表面相當(dāng)于整個外側(cè)面。根據(jù)這種實(shí)施例，由此所述分離表面在所述管壁元件3的整個圓周上延伸。所述管壁元件3的柱體的形狀有利于所述微滴在整個側(cè)面上的分離。如所描繪的設(shè)有雙重線的箭頭應(yīng)該勾畫出來的那樣，圍繞著所述管壁元件3來 引導(dǎo)流動。
因?yàn)樗龉鼙谠谠搶?shí)施例中沒有邊緣，所以較少顯示出流動的分離以及由此引起的渦流形成這些現(xiàn)象，盡管流動圍繞著所述管壁元件得到引導(dǎo)。也就是說，所述微滴與氣流一起轉(zhuǎn)向，以便圍繞著所述管壁元件環(huán)流。但是，由于所述微滴的比重量可以預(yù)料所述微滴沒有一起轉(zhuǎn)向或者充其量部分地轉(zhuǎn)向。從中產(chǎn)生這樣的結(jié)果，即所述微滴被甩向所述管壁元件的壁并且在那里形成液體膜。該液體膜至少在所述管壁元件的側(cè)面的一部分上延伸。該液體膜由此至少部分地將所述管壁元件的分離表面覆蓋。
圖3示出了分離元件8的剖面,該分離元件包括多個連接元件I,所述連接元件則布置在構(gòu)造為底板11的底部元件與構(gòu)造為蓋板12的頂蓋元件之間。所述連接元件包括管壁元件3，所述管壁元件相當(dāng)于在圖2c或者圖2d中示出的類型。所述底板11包括開口 37，所述微滴加載的氣體通過所述開口 37進(jìn)入到所述液滴分離器10中。所述蓋板12也可以具有開口，尤其如果像在圖10中示出的一樣相互層疊地布置了多個分離元件8。
連接元件由管壁元件3和腳部元件14以及頭部元件15所構(gòu)成。所述腳部元件14與所述底板11相連接并且所述頭部元件15與所述蓋板12相連接。所述連接如在該實(shí)施例中示出的一樣可以構(gòu)造為插塞連接。所述連接元件中的每個連接元件都具有縱軸線24、25λ260
所述用于制造按照圖3的分離元件的方法由此包括制造所述連接元件的步驟以及將所述連接元件與所述底板固定在一起的步驟，其中尤其將所述連接元件插入到所述底板的相應(yīng)的開口中。隨后將所述蓋板與所述連接元件的頭部元件連接起來。所述蓋板包括用于接納所述頭部元件的開口。將所述頭部元件插入到所述蓋板的開口中。必要時(shí)可以通過粘合連接或者焊接連接來將所述頭部元件與相應(yīng)的底板或者蓋板連接起來。
所述連接元件可以具有不同的直徑(D)。此外，所述縱軸線24、25的徑向間距(R)可以有別于相應(yīng)相鄰的列的連接元件的縱軸線25、26的徑向間距。
根據(jù)另一種實(shí)施例，所述連接元件I可以包括多個透氣的結(jié)構(gòu)2，其中在圖4中示出了幾種變型方案。這些透氣的結(jié)構(gòu)比如可以通過金屬絲網(wǎng)來構(gòu)成。作為替代方案，可以使用針織物或者織物。所述透氣的結(jié)構(gòu)2也可以由比如像在絨毛狀的結(jié)構(gòu)中存在的一樣的相對于彼此無規(guī)則地布置的元件構(gòu)成。此外，所述透氣的結(jié)構(gòu)可以包括多細(xì)孔的套筒。不同的透氣的結(jié)構(gòu)可以彼此相組合。
所述透氣的結(jié)構(gòu)2也可以包括多個具有不同的透氣度也就是不同份額的開口的層。此外，在各個由透氣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的層之間可以設(shè)置間距，從而可以進(jìn)行微滴的聚結(jié)。所述微滴作為涓涓細(xì)流朝收集元件16的方向運(yùn)動，該收集元件可以布置在所述底板上或者作為一種捕集盆安置在所述底板的下方。
圖5a示出了按照圖1所示的第一實(shí)施例的連接元件的細(xì)節(jié)。所述連接元件I按照圖5所示的實(shí)施例包括管壁元件3,所述管壁元件3如此構(gòu)成,使得所述微滴加載的氣體的微滴能夠朝在圖1中示出的底板11的方向?qū)汀Ｋ龉鼙谠?包括分離表面。此外，所述連接元件I具有分別布置在所述管壁元件3的第一端部和第二端部上的腳部元件14和頭部兀件15。
所述管壁元件3優(yōu)選具有比所述流動通道5的內(nèi)直徑(S)小的最大的直徑(D)，為此參見圖3或者圖4。
圖5b示出了連接元件3的一種變型方案。該連接元件3圍繞著其縱軸線24旋轉(zhuǎn)對稱，不過其直徑并不恒 定。該連接元件如在前面的實(shí)施例中一樣具有用于與底板或者說蓋板連接起來的腳部元件14和頭部元件15。所述直徑連續(xù)地從所述腳部元件14 一直增大到縱向尺寸的中間區(qū)域，接著又連續(xù)地減小。這種變型方案是具有可變的直徑的壁元件的一種實(shí)施例。當(dāng)然可以根據(jù)流動應(yīng)該如何分布到所述分離表面上來考慮所述直徑的任意的變化。
圖6示出了按照現(xiàn)有技術(shù)的液滴分離器的分離的質(zhì)量與按照圖1的按照本發(fā)明的液滴分離器之間的比較情況，其中在X軸上繪出了 λ值，也就是用于所述分離器的容量的尺度。y軸則以％示出了分離的效率。
具有附圖標(biāo)記21的曲線示出了微滴加載的氣體這里是二甘醇的分離程度。已經(jīng)使用按照圖1的液滴分離器。這種液滴分離器包括一個按照文獻(xiàn)EP I 930 059 Al構(gòu)成的聚結(jié)部件以及一個包括按照圖1、3或5的連接元件I的排水部件。測量在分離元件8上實(shí)施，該分離元件具有流動通道的85_的直徑。所述流動通道5被環(huán)形元件17所包圍,所述環(huán)形元件則構(gòu)成所述聚結(jié)部件。也如在圖1中示出的一樣，在所述環(huán)形元件上連接著多個由連接元件I構(gòu)成的列。所述環(huán)形元件的外直徑對于試驗(yàn)來說為142_。所述聚結(jié)部件的格柵狀的結(jié)構(gòu)9由鋼制成并且由金屬織物構(gòu)成，所述金屬織物具有多個擁有波形的以圓柱體形狀卷起的輪廓的層以及多個具有圓柱體的輪廓的層。
所述排水部件的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)流動的溫度和化學(xué)成分以及可能的與聚合物之間的相互作用而可選由塑料或者金屬制成。所述排水部件的內(nèi)直徑對于測試來說為142_并且所述外直徑為260mm。已經(jīng)使用6列的連接元件，其中在接下來的列表中示出了所述由所述連接元件的縱軸線撐開的圓(K)的直徑、每個圓中的連接元件的直徑(D)以及每個圓中的連接元件的數(shù)目:
權(quán)利要求
1.一種液滴分離器(10)，其包括流動通道(5)，微滴加載的氣體能夠穿過所述流動通道導(dǎo)送，并且所述微滴加載的氣體能夠沿著主流動方向(6)流過所述流動通道，其中分離元件(8 )基本上環(huán)狀地圍繞所述流動通道(5 )布置，所述分離元件(8 )能夠被從所述流動通道(5)上離開的環(huán)流從中流過，其中所述分離元件(8)具有底部元件(11)和頂蓋元件(12)以及連接元件(11)，所述連接元件(I)如此布置在所述底部元件(11)與所述頂蓋元件(12 )之間，從而使得所述底部元件(11)和所述頂蓋元件(12 )相對于彼此以通過所述連接元件(1、30、40 )確定的間距來布置，其中所述連接元件(I)包括壁元件(3、13 )，所述微滴加載的氣體的微滴能夠作為膜沿著所述壁元件(3、13)朝向所述底部元件(11)導(dǎo)送，其中所述壁元件(3、13)具有分離表面，所述分離表面具有大于1_的平均寬度，其特征在于，所述分離元件(8)包括環(huán)形元件(17)，所述環(huán)形元件(17)基本上環(huán)狀地圍繞所述流動通道(5)布置并且具有內(nèi)側(cè)面，所述內(nèi)側(cè)面基本上具有所述流動通道(5)的直徑并且設(shè)置了用于使所述微滴加載的氣體進(jìn)入到所述環(huán)形元件中的貫通孔。
2.按照權(quán)利要求1所述的液滴分離器，其中所述壁元件具有處于20%到80%的范圍內(nèi)的間隙程度。
3.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的液滴分離器，其中所述壁元件的平均寬度小于所述流動通道(5)的內(nèi)直徑(S)。
4.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的液滴分離器，其中所述壁元件構(gòu)造為管壁元件(3),所述管壁元件(1)具有縱軸線(24)，所述縱軸線(24)基本上法向于所述底部元件(11)并且法向于所述頂蓋元件(12 )來取向。
5.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的液滴分離器，其中多個連接元件(I)如此布置在底部元件(11)與頂蓋元件(12)之間，從而使得所述連接元件的縱軸線(24、25、26)處于圍繞著所述流動通道(5)延伸的封閉的曲線(7、27、47)上，在所述封閉的曲線上每兩個相鄰的連接元件基本上等距地布置。
6.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的液滴分離器，其中多個連接元件(I)如此布置在底部元件(11)與頂蓋元件(12)之間，從而使得所述連接元件的縱軸線(24、25、26)布置在一個圓上，從而所述連接元件(I)的縱軸線(24、25、26)圍繞著所述流動通道(5)構(gòu)成至少一個第一圓和至少一個第二圓(7、27、47),其中所述第一圓與所述第二圓同心地布置。
7.按照權(quán)利要求6所述的液滴分離器，其中所述第一圓的連接元件(I)的縱軸線(24)至少部分地沿圓周方向相對于所述第二圓的連接元件(I)的縱軸線(25)偏置地布置。
8.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的液滴分離器，其中所述連接元件(1、30、40)的寬度和高度構(gòu)成分離表面(33)，所述分離表面具有至少一個平坦的區(qū)段。
9.按照權(quán)利要求8所述的液滴分離器，其中所述分離表面(33)包括至少一個通道(38,39)和/或一個用于排出液體的開口(41)。
10.按照權(quán)利要求7所述的液滴分離器，其中所述分離表面具有至少一個彎曲的區(qū)段，其中所述彎曲的區(qū)段能夠構(gòu)造為管壁元件(3、13)，其中所述管壁元件能夠包括具有第一直徑(Dl)的第一管壁元件(3)和具有第二直徑(D2)的第二管壁元件(13)，其中所述第一管壁元件(3)的第一直徑(Dl)能夠有別于所述第二管壁元件(13)的第二直徑(D2)。
11.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的液滴分離器，其中所述連接元件包括腳部元件(14)和/或頭部元件(15)，借助于所述腳部元件和/或頭部元件所述連接元件(I)能夠固定在所述底部元件(12 )和/或所述頂蓋元件(11)上。
12.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的液滴分離器，其中流體不能滲透所述分離表面。
13.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的液滴分離器，其包含多個相互層疊地布置的分離元件(8)。
14.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的液滴分離器，其中所述分離元件構(gòu)造為一體的構(gòu)件。
15.一種應(yīng)用，其將按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的液滴分離器用于將冷凝液從天然氣中分離出 來。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液滴分離器(10)，其包括流動通道(5)，微滴加載的氣體能夠穿過所述流動通道導(dǎo)送，并且所述微滴加載的氣體能夠沿著主流動方向(6)流過所述流動通道，其中分離元件(8)基本上環(huán)狀地圍繞所述流動通道(5)布置，所述分離元件(8)能夠被從所述流動通道(5)上離開的環(huán)流從中流過，其中所述分離元件(8)具有底部元件(11)和頂蓋元件(12)以及連接元件(11)，所述連接元件(1)如此布置在所述底部元件(11)與所述頂蓋元件(12)之間，從而使得所述底部元件(11)和所述頂蓋元件(12)相對于彼此以通過所述連接元件(1、30、40)確定的間距來布置，其中所述連接元件(1)包括壁元件(3、13)，所述微滴加載的氣體的微滴能夠作為膜沿著所述壁元件(3、13)朝向所述底部元件(11)導(dǎo)送，其中所述壁元件(3、13)具有分離表面，所述分離表面具有大于1mm的平均寬度，其特征在于，所述分離元件(8)包括環(huán)形元件(17)，所述環(huán)形元件(17)基本上環(huán)狀地圍繞所述流動通道(5)布置并且具有內(nèi)側(cè)面，所述內(nèi)側(cè)面基本上具有所述流動通道(5)的直徑并且設(shè)置了用于使所述微滴加載的氣體進(jìn)入到所述環(huán)形元件中的貫通孔。
文檔編號B01D45/08GK103228331SQ201180047468
公開日2013年7月31日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者A.加布勒 申請人:蘇舍化學(xué)技術(shù)有限公司