用于容积式空气压缩机的预分离系统技术方案

本发明专利技术公开了用于容积式空气压缩机的预分离系统，包括壳体，壳体顶部安装有靠近封闭端的排气管，壳体的封闭端上设置有平行于水平面的隔板，隔板从壳体的封闭端延伸至开口端，且将壳体的内部空间分为滤气室和集沙室，集沙室位于壳体开口端的一端设置有相匹配的集沙室盖，隔板上方设置有垂直于隔板的通道板，通道板上设置有若干通道，隔板上设置有排沙孔。经过通道板过滤的气体其含沙量大大降低，少量的沙粒不会对空压机的空气滤清器造成损伤，操作人员也无需频繁的拆卸和清洗空气滤清器，集沙室有足够的空间容纳沙粒，当集沙室中的沙粒堆积到一定程度后，断开排气管与空压机进气口之间的连接，开启集沙室盖，将沙粒排掉即可。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空气压缩机领域，具体涉及用于容积式空气压缩机的预分离系统。
技术介绍
空气压缩机又称为空压机，是现代化工业的通用机械，也是气动系统的核心设备，空气压缩机将电动机或柴油机的机械能转化为气体压力能，通过压缩气体达到提高气体压力或输送气体的目的。空气压缩机广泛应用于钢铁、电力、冶金、石油、矿山、汽车工业、航空航天和基础设施等领域。空气压缩机的种类很多，主要分为容积式空压机和速度式空压机两大类。其中，容积式空压机包括了回转式空压机，回转式空压机具有回转活塞，主要包括螺杆式空压机、滑片压缩机、真空泵、罗茨鼓风机等。其中，螺杆式空压机又分为双螺杆压缩机和单螺杆压缩机，螺杆式空压机通过阴阳转子之间以及转子与机体外壳之间的精密配合，减小了气体回流泄漏，提高了工作效率，另外，螺杆式空压机还具有振动小、噪音低、无易损件等优点。传统的螺杆式空压机内设置有空气滤清器，空气滤清器作为进气系统的第一道屏障，起着阻止空气中的有害粉尘、颗粒、杂质和异物进入压缩机内部的作用，但是当空压机用于特殊工作环境下，例如沙漠中时，传统的螺杆式空压机的空气滤清器无法满足滤清空气的要求，由于沙粒的直径较大，与传统的灰尘相比，更容易损坏空气滤清器的空气滤芯，且空气中沙粒较多，加重了空气滤清器的工作负荷，要求操作人员频繁地更换和清洗空气滤清器。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对传统空压机进气过滤系统的缺陷，目的在于提供用于容积式空气压缩机的预分离系统，解决传统螺杆式空压机在特殊环境下工作时，其空气滤清器无法满足滤清空气要求且容易损坏、需要频繁更换和清洗的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：用于容积式空气压缩机的预分离系统，包括壳体，壳体一端为封闭端，另一端为开口端，壳体顶部安装有靠近封闭端的排气管，壳体的封闭端上设置有平行于水平面的隔板，隔板从壳体的封闭端延伸至开口端，且将壳体的内部空间分为位于隔板上方的滤气室、以及位于隔板下方的集沙室，集沙室位于壳体开口端的一端设置有相匹配的集沙室盖，隔板上方设置有垂直于隔板的通道板，通道板上设置有若干通道，隔板上设置有排沙孔。现有技术中，传统的螺杆式空压机内设置有空气滤清器，空气滤清器作为进气系统的第一道屏障，起着阻止空气中的有害粉尘、颗粒、杂质和异物进入压缩机内部的作用，空气滤清器对于处理直径在5~80μm以下的颗粒或灰尘非常有效。但是当空压机用于特殊工作环境下，例如应用于沙漠中开采石油，需要往钻井中通空气时，传统的螺杆式空压机的空气滤清器无法满足滤清空气的要求。因为沙粒的直径较大，通常在250μm以上，当这部分沙粒进入至空气滤清器中时，虽然能够被空气滤清器过滤，但沙粒体积大、质量大，在被吸入至空气滤清器后容易损坏空气滤清器的空气滤芯，更为严重的后果是沙粒进入穿透空气滤清器进入空压机内部，对气缸、螺杆、油气分离器等核心部件造成损伤；另外，沙漠中的空气里夹杂有大量沙粒，加重了空气滤清器的工作负荷，要求操作人员频繁地装卸并清洗空气滤清器。为了解决上述问题，本专利技术提供了用于容积式空气压缩机的预分离系统，本装置包括壳体，壳体一端为开口结构，另一端为封闭结构，气体从开口端进入壳体，壳体顶部靠近封闭端的位置设置有排气管，排气管连接空压机的进气口，当空压机吸气时，气体从开口端进入，经过滤后从排气管排出并进入空压机。壳体内设置有隔板，隔板平行于水平面且将壳体的内部空间分为两部分，隔板上方的部分为滤气室，隔板下方的部分为集沙室，同样，隔板将开口端也分为了两部分，隔板上方的开口端为吸气口，隔板下方的开口端为集沙室的排沙口，集沙室的排沙口上设置有相匹配的集沙室盖，本装置吸气时，集沙室盖盖在排沙口上，集沙室中没有气体流通，所以集沙室内收集到的沙粒不会从排沙孔被吸入至滤气室中。隔板上设置有垂直于隔板的通道板，通道板上设置若干通道，当气体从吸气口进入滤气室时，一部分气体直接撞击在通道板上，气流的方向容易改变，但沙粒因为惯性力的作用，不能随着气流改变方向，沙粒撞击在通道板上之后，与气体分离，落在隔板上，通过隔板上的排沙孔进入至集沙室中；一部分气体进入通道板上的通道中，在通道内由于气体的流通截面突然减小，气体流速增加，气体的平均自由程降低，气体所携带的沙粒之间的碰撞、以及沙粒与通道内壁之间的碰撞次数增加，降低了沙粒的动能，在每一次碰撞过程中，沙粒的动能逐渐降低，无法随气体通过通道，之后沿着通道内壁滑落出通道，最终通过排沙孔落至集沙室中；还有一部分气体携带着少量沙粒通过通道，这部分气体在从高压侧进入低压侧，由于通道的阻力，在通过通道后立刻呈波浪式的扩张，形成湍流且流速减慢，而固体虽然通过通道，但其流动方向被通道改变，不再随气体向排气管前进，再加上沙粒自身的重力作用，在前往排气管的过程中，逐渐落至隔板上并收集在集沙室中。优选的，为了减少气体从集沙室中带出的沙粒量，隔板上只设置一个排沙孔。经过通道板过滤的气体其含沙量大大降低，少量的沙粒不会对空压机的空气滤清器造成损伤，操作人员也无需频繁的拆卸和清洗空气滤清器，集沙室有足够的空间容纳沙粒，当集沙室中的沙粒堆积到一定程度后，断开排气管与空压机进气口之间的连接，开启集沙室盖，将沙粒排掉即可。进一步地，通道板覆盖平行于机壳封闭端的截面，通道之间的距离沿通道板中心至边缘的方向逐渐增大，通道之间相互平行，且与水平面之间形成夹角。通道板覆盖平行于机壳封闭端的横截面，使得进入滤气室的气体和沙粒都要通过通道板进行筛分，提高了滤气室对沙粒的捕捉效率，使过滤后的气体含沙量进一步降低。由于气体受到压力进入滤气室，其流动属于粘滞性流动，即气体的平均自由程短，在平行于壳体封闭端的横截面上，距离滤气室内壁和隔板近的气体，流速慢，靠近中心的位置流速较快，为了使通道板的筛分效率提高，靠近滤气室内壁或隔板的通道之间距离较远，因气体速度较慢，气体携带的沙粒直接撞击在通道板上即可实现分离；远离滤气室内壁或隔板的通道之间距离较近，即靠近横截面中心处，通道较密集，不仅能保证中心流速较快的气体在通过密集的通道时能够充分筛除沙粒，还避免了通道板两侧的压差太大而导致空压机吸气量少，吸气过程缓慢。通道之间相互平行使得气体和少量沙粒在通过通道后有规律地流动，气体分子或沙粒之间不会频繁发生碰撞。通道与水平面设置有夹角，不仅使得沙粒进入通道后有一个入射角，让沙粒与通道内壁发生碰撞，改变其移动方向，还能使沙粒在动能降低后能沿着通道内壁滑落至隔板上。进一步地，夹角为5~20°。通过实践发现，当夹角小于5°时，通过通道班后的气体中携带的沙粒较多，不符合预过滤的要求；当夹角大于20°时，气体的流动受到阻碍，通道板两侧的压差增大，空压机出现无法吸气或吸气过程缓慢的现象。进一步地，通道板至开口端的距离为通道板至封闭端距离的1.5~2.5倍。通道板至开口端的长度是为了使气体从吸气口进入后有足够的距离加速到一定速度，具备一定的动能，在撞击通道板后达到气体与沙粒形成较好的分离效果；通道板至封闭端的距离是为了使得气体和沙粒从通道中通过后，气体能从湍流中恢复至有规律的层流状态，而沙粒能在横向动能减缓后，受重力作用而逐渐落至隔板上的排沙孔中，通过实践发现，通道板至开口端的距离为通道板至封闭端距离的1.5~2.5倍时，滤气室有更高的除沙粒能力。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于容积式空气压缩机的预分离系统，包括壳体（1），所述壳体（1）一端为封闭端，另一端为开口端，壳体（1）顶部安装有靠近封闭端的排气管，其特征在于，壳体（1）的封闭端上设置有平行于水平面的隔板（4），所述隔板（4）从壳体（1）的封闭端延伸至开口端，且将壳体（1）的内部空间分为位于隔板（4）上方的滤气室、以及位于隔板（4）下方的集沙室，所述集沙室位于壳体（1）开口端的一端设置有相匹配的集沙室盖（5），隔板（4）上方设置有垂直于隔板（4）的通道板（2），所述通道板（2）上设置有若干通道（3），隔板（4）上设置有排沙孔（6）。

【技术特征摘要】
1.用于容积式空气压缩机的预分离系统，包括壳体（1），所述壳体（1）一端为封闭端，另一端为开口端，壳体（1）顶部安装有靠近封闭端的排气管，其特征在于，壳体（1）的封闭端上设置有平行于水平面的隔板（4），所述隔板（4）从壳体（1）的封闭端延伸至开口端，且将壳体（1）的内部空间分为位于隔板（4）上方的滤气室、以及位于隔板（4）下方的集沙室，所述集沙室位于壳体（1）开口端的一端设置有相匹配的集沙室盖（5），隔板（4）上方设置有垂直于隔板（4）的通道板（2），所述通道板（2）上设置有若干通道（3），隔板（4）上设置有排沙孔（6）。2.根据权利要求1所述的用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王开蓉，
申请(专利权)人：成都正升能源技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51