一种气液分离装置

技术领域

本发明涉及气液分离设备技术领域，具体涉及一种气液分离装置。

背景技术

大功率发热系统，大多采用液冷的方式来进行散热。而在液冷散热系统中，热量传递的介质是 液体，如果该液体中存在气体，将会大大降低液冷散热的换热效率；为了保证液冷散热的换热效率， 一般都需要在液冷散热循环系统中使用气液分离装置以将液体中以气泡形式存在的气体进行分离。

对于常规的气液分离装置，其在工作过程中主要是依靠水箱进行液体的缓冲作用，由于气体密 度低于液体密度，气泡上浮从而析出气体。在通入待气液分离液体的过程中，往往还存在以下问题：

1.由于水箱较为狭小，液体在水箱中发生碰撞冲击，其间会产生新的气泡；

2.由于液体在水箱中流动速度快，加剧了液体与水箱之间的碰撞，增加了气泡的产生；

3.由于水箱中的水在剧烈运动不稳定，导致气体难以析出，进而气液分离效果较差，影响整个 散热系统的传热效率。

发明内容

本发明的目的在于：为解决背景技术中存在的上述问题中至少一项，本发明提供一种气液分离 装置。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种气液分离装置，包括水箱，水箱内连接有与水箱内腔相匹配的分散板，分散板的分散板面 可将待气液分离液体分散至分散板外周并沿着水箱内侧壁下流，当水箱内腔呈圆柱状时，分散板呈 圆盘形；而当水箱内腔呈矩形时，分散板同样呈矩形；水箱内还设有入水管道，入水管道的水管出 口位于所述分散板面的上方；分散板面的上方且位于水箱上还设有呼吸阀，分散板面的下方且位于 水箱下部设有出水口。

为了减缓液体的流速，进一步地，所述分散板面上还固定设有缓冲网，待气液分离液体经所述 水管出口流出之后即流经缓冲网表面，该缓冲网可以选用不锈钢纱网，液体在经过不锈钢纱网之后 由于阻挡作用而减速，同时该网状结构还起到分散液流的作用，并将液体中的气泡析出。该缓冲网 的尺寸与分散板面积相适配，使得待气液分离液体能够得到更加充分的减速和气泡析出的作用。

为了提高缓冲网对液体的减速和气泡析出作用，进一步地，所述缓冲网设置有多层并均匀固定 在分散板的分散板面。

为了加强分散板的稳定性，进一步地，分散板的下方还设有用于支撑分散板的固定支架，固定 支架的端部均分别固定在水箱内侧壁，分散板通过螺钉固定连接在所述固定支架上。

为了避免分散板倾斜而加速液体流速，进一步地，所述分散板为平面板，该平面板水平安装于 水箱内腔。这样液体在流经分散板以及缓冲网可以得到更充分的减速和气泡析出效果。

为了避免待气液分离液体流出存在落差导致气泡产生，进一步地，所述入水管道的水管出口与 缓冲网相接触，这样便可避免液体落下时与缓冲网和分散板发生碰撞四溅而产生更多的气泡。

为了更好的降低水管出口的水流速度，进一步地，所述入水管道为可延长液体流动路径的弯管。 由于弯管的设置，液体在该弯管中的流动距离增加，受到的阻力加强，从而流动速度也得到更好的 减弱效果。对于该入水管道，其可选用为回形管、螺旋管等弯形管道，这样以更好的降低液体流速， 同时保证水箱内腔空间得到更好的利用。

作为入水管道的一种选择，保证液体从水管出口流出时更为贴近缓冲网，进一步地，所述入水 管道为螺旋管道，螺旋管道在保证了液体流动路径增加的基础上还确保了液体在高度落差的减小， 液体在螺旋管道中一直会与管道侧壁发生碰撞，从而也进一步降低液体从水管出口的流速，更好的 保障液体流出速度的减缓。

该螺旋管道的水管出口为半开放式结构，螺旋形管道的内侧开设有横向切口，以让液体经过螺 旋形管道时一部分液体可经过这个横向切口分散流到下面的缓冲网上，增加了入水管道在水箱中的 出液面积，减缓液体流动冲击，也让液体更加均匀的散落在缓冲网上。

为了对液体中的气泡进行更好的分离，进一步地，所述水箱下部设有出水管道，出水管道的内 腔与水箱下部内腔连通，出水管道一端与所述出水口连接，以使得水箱下部的液体可从顺利从出水 口流出，出水管道与分散板之间还设有过滤网组件，过滤网组件的尺寸与水箱内腔尺寸相适配。

为了使得过滤网组件所达到的气泡分离效果更好，进一步地，所述过滤网组件包括细滤网以及 粗滤网，所述粗滤网四周固定在水箱内侧壁，该粗滤网可以支撑上述细滤网，细滤网为不锈钢材质 或者过滤棉以及其他可以对带分离液体进行过滤的材质，而细滤网设置有多层，多层细滤网可通过 螺钉或者其他固定机构固定在粗滤网上。

进一步地，所述出水管道在其远离分散板面的一侧表面设有入水孔，出水管道的另一端设有封 堵件。入水孔设有多个且沿出水管道的长度方向均匀排布，该入水孔可以直接开设在出水管道上， 同时可以设置为与出水管道连接的漏斗，该漏斗底部的小孔即为入水孔，而漏斗顶端与出水管道之 间密闭设置，这样液体便可从该入水孔中进入到出水管道中。出水管道端部封堵件的设置，可以约 束出水只通过出水管道底部的入水孔进入，避免吸入气泡。

为了在保证出水管道顺利出水的基础上少吸入液体中的气泡，进一步地，所述出水管道为螺旋 形设置，而入水孔则设置在该螺旋形出水管道的底部，这样可以增大出水管道的面积，以便多开入 水孔，让水流更加平稳。

为了对水箱进行清洗或者维护，进一步地，所述出水口设置在水箱侧壁，水箱的底部还设有排 水阀。通过排水阀将水箱中的液体导出，然后可方便对水箱进行清洗，或者利于液体的更换。

为了保证待气液分离液体的分离效果更好，进一步地，所述水箱外侧壁还设有上液位标线以及 下液位标线，该水箱为透明水箱，其中，上液位标线低于固定支架的高度，而下液位标线高于细滤 网的高度，这样便于控制使得待气液分离液体长期处于水箱合理液位，避免水箱中液位过高使得缓 冲网和分散板难以发挥效用以及水箱中液位过低使得气液分离效果差或者水箱中液体难以循环使 用的问题。

为了不影响气泡在水箱中的析出，进一步地，所述过滤网组件远离水箱中的上液位标线的水位 以便让水箱中的气泡有较多的析出空间。

为了更加智能控制水箱内液位情况，进一步地，所述上液位标线以及下液位标线处设有液位传 感器，水箱外还设有警报器、控制器，警报器以及各液位传感器均分别与控制器电连接，当水箱内 液位不在上液位标线以及下液位标线之间时，警报器报警提醒工作人员控制入水口以及出水口液体 的流速或补水。

为了便于水箱中各部件进行维护，进一步地，所述水箱包括可拆卸连接的上箱体以及下箱体， 上箱体与下箱体之间可采用扣合卡接或者其他可拆卸连接方式连接，具体设置方式此处不做限制， 而上箱体与下箱体之间还设有密封圈，这样避免液体从上箱体与下箱体之间泄露。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置分散板将进入水箱中的液体进行分散，该分散板将液体分散至水箱内侧壁 并使得液体沿着水箱内侧壁下流，这样可以很好的避免液体对水箱内液体存水的冲击，减少因为液 体四溅而产生新的气泡。

2、本发明的分散板水平设置可以进一步减缓液体的流速，从而更好的保障气液分离；而分散 板上的缓冲网一方面对液流进行分散，并将液体中的气泡析出，另一方面还能降低液体流速，提升 气泡析出的效果。另外，分散板上方的入水管道呈弯形管道，还可以很好的降低液体流速，利于待 气液分离液体的气液分离作用。而分散板底部固定支架的设置可以提高装置整体的结构稳定性，保 证气液分离的正常进行。

3、本发明设置的过滤网组件将液体进行隔离，而出水口设置在过滤网组件的下方，这样液体 在需要排出时都需要经过过滤网组件的过滤，过滤网组件可将液体中的气泡进行进一步的过滤，保 证整体达到一个非常良好的气液分离效果。另外，由于水箱底部的气泡是最少的，同时也是气泡最 不容易聚集的位置，即使有少许的气泡也可以从出水管道的上端上浮，因此，入水孔设置在出水管 道的底部，这样可以更好的保障从出水口排出的液体中不含气泡，同时，该出水管道呈螺旋形，这 样可增大入水孔开设的数量，从而保障出水口液体排出的稳定性。

4、本发明将水箱设置为可拆卸的上箱体以及下箱体，这样方便水箱内部的清洗和维护，水箱 中的液体可以更好的更换，提高了装置的使用灵活度，降低了气液分离的成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中出水管道的结构示意图；

图3是本发明中入水管道的结构示意图；

附图标记：1-上箱体，2-下箱体，3-水管出口，4-入水管道，5-呼吸阀，6-缓冲网，7-分散板、 8-固定支架、9-细滤网、10-粗滤网、11-出水管道、12-入水孔、13-封堵件、14-排水阀、15-上液 位标线、16-下液位标线、17-连接环、18-出水口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对 本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置 来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范 围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出 创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被 定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位 置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，本实施例提供一种气液分离装置，其包括呈圆柱状的水箱，水箱内设有圆柱状 的内腔，水箱内连接有与水箱内腔相匹配的圆盘形的分散板7，分散板7的直径略小于该位置处水 箱的内径，分散板7的分散板面可将待气液分离液体分散至分散板7外周并沿着水箱内侧壁下流； 水箱上方的侧壁设有入水口3，水箱内还固定有入水管道4，入水管道4一端与入水口3连接，入 水管道4在其远离入水口3一端为水管出口，该水管出口位于所述分散板面的上方；分散板面的上 方且位于水箱的顶端还设有呼吸阀5，待气液分离液体中的气体在分离之后从呼吸阀5处排出，分 散板面的下方且位于水箱侧壁设有出水口18。

为了减缓液体在分散板7上的流速，分散板7的分散板面上还固定设有多层缓冲网6，缓冲网 6可通过螺栓或者钢丝等方式固定连接在分散板7上，待气液分离液体经所述水管出口流出之后即 可流经缓冲网6表面，在本实施例中，该缓冲网6可以选用不锈钢纱网，液体在经过不锈钢纱网之 后由于阻挡作用而减速，同时该网状结构还起到分散液流的作用，并将液体中的气泡析出。为了避 免液体在分散板7上时流速加快，在本实施例中，该分散板7为平面板，且该平面板水平固定在水 箱内，对于平面板的固定方式，在本实施例中，分散板7的下方还设有用于支撑分散板7的固定支 架8，固定支架8的端部均分别通过焊接的方式固定在水箱内侧壁，而分散板7则通过螺钉固定连 接在所述固定支架8上。

对于入水管道4的设置，在本实施例中，所述入水管道4为螺旋管道，由于螺旋管道的弯折， 液体在该螺旋管道中的流动距离增加，受到的阻力加强，从而流动速度也得到更好的减弱效果。对 于该螺旋管道，其水管出口与不锈钢纱网相贴近，这样以更好的保障水流平缓的流动至不锈钢纱网 上，避免待气液分离液体从水管出口流动至不锈钢纱网上由于存在落差而产生新的气泡，从而更好 的保障气液分离效果。

另外，在本实施例中，所述入水管道4的水管出口为半开放式，如图3所示，具体的，在螺旋 形管道的内侧开有横向切口，让液体经过螺旋形管道时一部分液体可经过这个横向切口分散流到下 面的缓冲网上，从而可增加液体的摊开面积，使得液体在分散板7上的流动更加平缓。同时，该水 管出口的大小小于不锈钢纱网的尺寸，而该水管出口位于不锈钢纱网的正上方，而该不锈钢纱网的 尺寸还小于分散板7面积，以使得液体流动稳定性更好。

在本实施例中，所述分散板面的下方位于水箱内还设有过滤网组件，过滤网组件的尺寸与水箱 内腔尺寸相适配，过滤网组件位于其远离所述分散板面一侧还设有出水管道11，出水管道11一端 与所述出水口18连接。而该过滤网组件包括细滤网9以及粗滤网10，所述粗滤网10四周焊接固 定在水箱内侧壁，该粗滤网10可以支撑上述细滤网9，细滤网9为不锈钢材质且设置有多层，多 层细滤网9可通过螺钉或者其他固定机构固定在粗滤网10上。液体在通过细滤网9以及粗滤网10， 之后能够得到很好的过滤，其中的气泡过滤溢出液体。

在本实施例中，如图2所示，所述出水管道11底部还开设有贯穿出水管道11内腔的入水孔 12，出水管道11的另一端设有封堵件13。入水孔12设有多个且沿出水管道11的长度方向均匀排 布。出水管道11端部封堵件13的设置，可以约束过滤网组件下方的液体只通过出水管道11底部 的入水孔12进入，避免由于入水孔12大小过大而吸入气泡。

对于出水管道11的设置方式，具体的，所述出水管道11为螺旋形设置，而入水孔12则设置 在该螺旋形出水管道11的底部，这样可以增大出水管道11的面积，以便多开入水孔12，让水流 更加平稳。

在本实施例中，为了方便对水箱进行清洗和维护，所述出水口18设置在水箱侧壁，水箱的底 部还设有排水阀14。通过排水阀14将水箱中的液体导出，然后可方便对水箱进行清洗，或者利于 液体的更换；而所述水箱包括可拆卸连接的上箱体1以及下箱体2，上箱体1与下箱体2之间设有 连接环17且上箱体1与下箱体2通过连接环17进行连接，连接环17内侧还设有密封圈，以避免 液体从上箱体1与下箱体2之间泄露。另外，所述连接环17设置在分散板7的上方，对上箱体1 和下箱体2进行拆卸后，可以更加方便对于分散板7、缓冲网6以及细滤网9的清洗和维护。

在本实施例中，所述水箱上还设有上液位标线15以及下液位标线16，其中，上液位标线15 位置略低于固定支架8的高度，而下液位标线16位置略高于细滤网9的高度，这样便于控制使得 待气液分离液体长期处于水箱合理液位，避免水箱中液位过高使得缓冲网6和分散板7难以发挥效 用以及水箱中液位过低使得气液分离效果差或者水箱中液体难以循环使用的问题。

在本实施例中，为了更加智能控制水箱内液位情况，进一步地，所述上液位标线15以及下液 位标线16处设有液位传感器，水箱外还设有警报器、控制器，警报器以及各液位传感器均分别与 控制器电连接，当水箱内液位不在上液位标线15以及下液位标线16之间时，警报器报警提醒工作 人员控制入水口3以及出水口18液体的流速或补水。

另外，在本实施例中，出水口18一端还设有水泵，这样使得整个装置为负压循环，水冷系统 的液体在经过本装置的过滤过程中为循环状态使用，整体的气液分离效果好。水泵与所述控制器电 连接，控制器可控制水泵的工作频率，这样可使得整体工作更加智能，提高了整体的工作效能。

在具体的使用过程中，出水口18一端的水泵将液体从水箱内底部吸出，而待气液分离液体在 进入入水管道4之后依次流经分散板7、水箱内侧壁后其流速大大减缓，而缓冲网6以及过滤网组 件可对液体中的气体进行分离，气液分离之后的液体便通过出水管道11排出。

本发明由于设置螺旋形的入水管道4以及与水箱内径相适配的分散板7，可以降低液体在水箱 内的流速，避免由于液体与水箱内壁碰撞而产生新的气泡。其缓冲网6以及过滤网组件的设置也能 够更好的对气泡进行过滤，提升气液分离效果。另外，出水管道的特殊构造也能很好的保证液体在 流出出水管道11时尽可能避免吸入气泡。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品， 但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本 发明的保护范围之内。