[实用新型]一种具有螺旋状导流道和锥形集油腔的气液分离装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及液压系统气体析出技术，尤其涉及了一种具有锥形集油腔和螺旋状导流道的的气液分离装置。

背景技术

液压油液中的气体以两种不同的形式存在：第一种溶解在油液中的气体，另一种为游离于油液之外的自由气泡。对于饱和油液，若其压力降低，则溶解于其中的气体将会因过饱和而以气泡的形式从油液中析出，而在此过程中，由于油液粘度较大，因此气泡将在油液中长时间逗留，而不能完全与油液分离。

在液压系统中，液压油经常需要经过节流阀，而在此过程中，阀口处将产生大幅度的压力降，从而油液中的气体将析出。这便是油液中存在气泡的主要原因。而在一些开式液压系统中，由于系统密封性较差，而会导致外界环境中的空气混入系统中，油液不能完全溶解这些混入气体，因此，残留的空气也将会以气泡的形式存在于液压油中，并随之在系统中循环。

液压系统的发展趋势是轻量化、节能化、便携性和高功重比(功率与重量之比)。传统的液压系统油箱体积较大，其重要原因之一便是须提供充分的空间供油气混合物静置，以便析出其中的气体；为了减轻液压系统的重量，实现液压系统的轻量化、节能化、便携性和高功重比，应有专门的装置用以消除油气混合流中的气体，且该装置体积不宜过大、质量不宜过重。

目前已有的某些消除液压系统油液内气泡的专用装置采用驱动油液做离心运动、加速气液分离的方法，虽然能在有限体积内降低液压油的气体体积分数，但是由于采用了外部驱动部件，故能源消耗增大；该类装置虽然可以令液压油箱体积减小，但由于增设了动力机械，故整个系统的体积及重量反而增加。本实用新型则通过内部结构的特殊性使得气液混合物能够以较高速度在有限空间内运动较长时间，进而实现气液分离；同时，分别收集气体和油液排出的功能结构有效避免气、液的二次混合。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种具有锥形集油腔的气液分离装置，应用于液压系统的液压回油总管路与液压油箱之间，通过其自身圆柱—圆锥内壁结构及螺旋状导流道强迫油气混合流发生螺旋运动，最终实现气体析出；通过气、液分别收集结构和排出结构避免气、液的二次混合；同时，本实用新型通过无外部驱动而直接实现回油总管路中混合流的气液分离，实现轻量化、节省能源、提高液压系统便携性和功重比。

本发明解决技术问题的技术方案如下：一种具有螺旋状导流道和锥形集油腔的气液分离装置，该装置包括从上至下依次连通的出气口、集气管、圆柱筒体、锥形集油腔和出液口，圆柱筒体的侧壁连通入液口，圆柱筒体、锥形集油腔的内壁面均具有螺旋状凸起导流道。

进一步地，所述圆柱筒体的壁厚不小于10mm，内腔直径不小于100mm，径向长度不小于80mm；内壁面上的螺旋状凸起导流道的螺距不大于30mm、不小于20mm，导流道截面为等腰梯形。

进一步地，所述入液口为圆柱筒状，内壁与圆柱筒体内壁相切；入液口的壁厚不少于10mm，内径不小于20mm，自端面至圆柱筒体的对称面距离不少于100mm。

进一步地，所述锥形集油腔的锥底内腔直径与圆柱筒体内腔直径相等；锥形集油腔轴向长度不小于90mm，小径端内腔直径不小于20mm；壁厚不少于10mm；内壁面上的螺旋状凸起导流道的螺距不大于30mm、不小于20mm，导流道截面为腰长及底边长均逐渐减小的等腰梯形，且该部分导流道与圆柱筒体的导流道过渡平滑，无明显形状突变。

进一步地，所述出液口为圆柱筒状，其内腔直径与锥形集油腔小径端内腔直径相等；出液口轴向长度不长于30mm，壁厚不少于10mm。

进一步地，所述集气管为圆柱筒体，内径不大于40mm，轴向长度不大于60mm，内外径之差不大于5mm。

进一步地，所述出气口为圆柱筒体，内径不大于40mm，轴向长度不大于20mm，内外径之差不大于5mm；出气口与圆柱筒体、锥形集油腔、出液口、集气管保持同轴。

本实用新型的有益结果是：

(1)液压系统若采用本实用新型装置，在保证油箱内油液具有较低含气量的同时，其油箱体积可以大幅度缩减，可小于传统油箱的20％；相应地，油液总用量也可以减少，以流量为150L/min的系统为例，传统液压系统的油箱须按照450L液压油进行设计，而采用本实用新型的小型化油箱容积仅为70L，且当回油管中气体体积分数达到10％(入液口处的数值)时，流出气液分离装置出液口的气体体积分数仅为0.9％，有效地节省了空间和油液；

(2)本实用新型由于采用了非金属材料，加之本身体积有限，且对应的液压油箱亦大幅度减重，故对于系统的轻量化、便携性和功重比的提高具有促进作用；