一种气液分离器的制作方法

1.本实用新型涉及色谱分析设备及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种气液分离器。


背景技术：

2.超临界流体色谱是以超临界流体做流动相是依靠流动相的溶剂化能力来进行分离、分析的色谱过程，超临界流体色谱兼有气相色谱和液相色谱的特点。它既可分析气相色谱不适应的高沸点、低挥发性样品，又比高效液相色谱有更快的分析速度和条件。
3.超临界流体色谱中，往往使用大量超临界态二氧化碳和少量有机溶剂作为流动相，在组分收集部分，超临界态二氧化碳泄压变成气态，此时会形成气液混合物，如果直接进行收集，会使得组分中的样品被气态二氧化碳排放时带走，不能保证样品的收集率。普通气液分离装置是通过重力沉降的方式来实现，但是由于超临界流体色谱系统在收集时需要一定的压力，因此普通的气液分离装置在高压状态下会打破重力沉降的平衡，无法很好的实现气液分离的效果。
4.因此，如何改变现有技术中气液分离装置依靠重力沉降分离，无法满足一定压力状态下气液分离需求的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种气液分离器，以解决上述现有技术存在的问题，实现压力状态下气液分离目的，增强气液分离效果。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种气液分离器，包括：
7.第一分离单元，所述第一分离单元包括下柱筒，所述下柱筒具有气液混合物入口和液体收集口，所述气液混合物入口和所述液体收集口均分别与所述下柱筒的内腔相连通，所述气液混合物入口位于所述液体收集口的顶部；
8.第二分离单元，所述第二分离单元包括上柱筒和扰流组件，所述上柱筒位于所述下柱筒的顶部，所述下柱筒利用所述扰流组件与所述上柱筒相连通，所述扰流组件与所述下柱筒的连通口位于所述气液混合物入口和所述液体收集口之间，所述上柱筒还利用液体回流口与所述下柱筒相连通；所述扰流组件包括扰流板，所述扰流板位于所述上柱筒内，所述扰流板的数量为多层，所述连通口利用多层所述扰流板之间的缝隙与所述上柱筒的内腔相连通，所述上柱筒具有气体出口，所述气体出口位于所述液体回流口的顶部。
9.优选地，所述扰流板连接有连接管，所述连接管的一端伸入所述上柱筒内，所述扰流板环绕设置于所述连接管的外壁上，所述连接管具有第一通过孔，所述第一通过孔与所述连接管的内腔相连通，所述第一通过孔位于相邻的所述扰流板之间，所述连接管远离所述扰流板的一端伸入所述下柱筒内并与所述下柱筒的内腔相连通。
10.优选地，所述扰流组件还包括扰流罩，所述扰流罩套设于所述扰流板的外部且二
者之间具有间隙，所述扰流罩与所述连接管相连，所述扰流罩具有第二通过孔，所述扰流板以及所述扰流罩之间的空腔利用所述第二通过孔与所述上柱筒的内腔相连通。
11.优选地，所述下柱筒的侧壁为空心结构，所述下柱筒的侧壁具有换热腔体，所述下柱筒连接有热媒入口和热媒出口，所述热媒入口和所述热媒出口均分别与所述换热腔体相连通。
12.优选地，所述热媒入口位于所述热媒出口的底部。
13.优选地，所述液体回流口处设置单向阀固定接头，所述单向阀固定接头连接有单向阀，所述上柱筒的内腔利用所述单向阀与所述下柱筒的内腔相连通。
14.优选地，所述上柱筒的顶部设置顶盖，所述上柱筒与所述下柱筒之间设置中间端盖，所述下柱筒的底部设置下端盖，所述连接管穿过所述中间端盖伸入所述下柱筒内，所述液体收集口位于所述下端盖上，所述液体回流口位于所述中间端盖上，所述气体出口位于所述顶盖上，所述顶盖与所述上柱筒之间、所述上柱筒与所述中间端盖之间、所述中间端盖与所述下柱筒之间以及所述下柱筒与所述下端盖之间均设置密封垫。
15.优选地，所述顶盖以及所述中间端盖均分别与所述上柱筒螺钉连接，所述中间端盖以及所述下端盖均分别与所述下柱筒螺钉连接；所述连接管与所述中间端盖螺纹连接且二者之间设置密封元件，所述扰流罩与所述连接管焊接相连。
16.优选地，所述扰流板包括第一扰流板和第二扰流板，所述第一扰流板和所述第二扰流板均为环形板状结构，所述第一扰流板的外径较所述第二扰流板的外径大，沿所述上柱筒的轴线方向，所述第一扰流板和所述第二扰流板等间距间隔设置。
17.优选地，沿所述上柱筒的轴线方向，所述第一通过孔与所述第二通过孔交错设置；所述第一通过孔位于第n块所述第一扰流板与第n块所述第二扰流板之间，所述第二通过孔正对所述第n块所述第二扰流板与第n 1块所述第一扰流板之间的缝隙设置，其中n为不小于1的整数。
18.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：本实用新型的气液分离器，包括第一分离单元和第二分离单元，其中，第一分离单元包括下柱筒，下柱筒具有气液混合物入口和液体收集口，气液混合物入口和液体收集口均分别与下柱筒的内腔相连通，气液混合物入口位于液体收集口的顶部；第二分离单元包括上柱筒和扰流组件，上柱筒位于下柱筒的顶部，下柱筒利用扰流组件与上柱筒相连通，扰流组件与下柱筒的连通口位于气液混合物入口和液体收集口之间，上柱筒还利用液体回流口与下柱筒相连通；扰流组件包括扰流板，扰流板位于上柱筒内，扰流板的数量为多层，连通口利用多层扰流板之间的缝隙与上柱筒的内腔相连通，上柱筒具有气体出口，气体出口位于液体回流口的顶部。
19.本实用新型的气液分离器，工作时，二氧化碳和有机溶剂的气液混合物通过气液混合物入口进入下柱筒，沿着下柱筒内壁的切线方向自动形成旋转的运动轨迹，此时，有机溶剂液体沿着下柱筒内壁往下流，二氧化碳气体进入上柱筒内，完成第一阶段的气液分离；进入上柱筒的二氧化碳气体会夹杂少量的有机溶剂液体，带有有机溶剂液体的二氧化碳气体与扰流板接触，液态有机溶剂沿着扰流板回流至下柱筒内，进入上柱筒内腔的液态有机溶剂沿着上柱筒的内壁向下流动并通过液体回流口回流至下柱筒内，气体二氧化碳由气体出口导出，完成第二阶段的气液分离。本实用新型的气液分离器，利用重力沉降和折流分离原理，满足高压状态下气液分离，两个阶段的气液分离，增强气液分离效果。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型的气液分离器的剖切结构示意图。
22.其中，1为下柱筒，101为换热腔体，102为热媒入口，103为热媒出口，2为气液混合物入口，3为液体收集口，4为上柱筒，5为扰流板，501为第一扰流板，502为第二扰流板，6为气体出口，7为液体回流口，8为连接管，801为第一通过孔，9为扰流罩，901为第二通过孔，10为单向阀固定接头，11为单向阀，12为顶盖，13为中间端盖，14为下端盖。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.本实用新型的目的是提供一种气液分离器，以解决上述现有技术存在的问题，实现压力状态下气液分离目的，增强气液分离效果。
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
26.请参考图1，图1为本实用新型的气液分离器的剖切结构示意图。
27.本实用新型提供一种气液分离器，包括第一分离单元和第二分离单元，其中，第一分离单元包括下柱筒1，下柱筒1具有气液混合物入口2和液体收集口3，气液混合物入口2和液体收集口3均分别与下柱筒1的内腔相连通，气液混合物入口2位于液体收集口3的顶部；第二分离单元包括上柱筒4和扰流组件，上柱筒4位于下柱筒1的顶部，下柱筒1利用扰流组件与上柱筒4相连通，扰流组件与下柱筒1的连通口位于气液混合物入口2和液体收集口3之间，上柱筒4还利用液体回流口7与下柱筒1相连通；扰流组件包括扰流板5，扰流板5位于上柱筒4内，扰流板5的数量为多层，连通口利用多层扰流板5之间的缝隙与上柱筒4的内腔相连通，上柱筒4具有气体出口6，气体出口6位于液体回流口7的顶部。
28.本实用新型的气液分离器，工作时，二氧化碳和有机溶剂的气液混合物通过气液混合物入口2进入下柱筒1，沿着下柱筒1内壁的切线方向自动形成旋转的运动轨迹，此时，有机溶剂液体沿着下柱筒1内壁往下流，二氧化碳气体进入上柱筒4内，完成第一阶段的气液分离；进入上柱筒4的二氧化碳气体会夹杂少量的有机溶剂液体，带有有机溶剂液体的二氧化碳气体与扰流板5接触，液态有机溶剂沿着扰流板5回流至下柱筒1内，进入上柱筒4内腔的液态有机溶剂沿着上柱筒4的内壁向下流动并通过液体回流口7回流至下柱筒1内，气体二氧化碳由气体出口6导出，完成第二阶段的气液分离。本实用新型的气液分离器，利用重力沉降和折流分离原理，满足高压状态下气液分离，两个阶段的气液分离，增强气液分离效果。
29.具体地，扰流板5连接有连接管8，连接管8的一端伸入上柱筒4内，扰流板5环绕设
置于连接管8的外壁上，连接管8具有第一通过孔801，第一通过孔801与连接管8的内腔相连通，第一通过孔801位于相邻的扰流板5之间，连接管8远离扰流板5的一端伸入下柱筒1内并与下柱筒1的内腔相连通。夹杂少量有机溶剂液体的二氧化碳气体沿连接管8的下端向上，由第一通过孔801进入上柱筒4，一部分有机溶剂液体在运动过程中沿连接管8回流至下柱筒1内，一部分通过了第一通过孔801的有机溶剂液体沿上柱筒4内壁向下流动，由液体回流口7回流至下柱筒1内，二氧化碳气体由气体出口6导出，扰流板5增强了流体折流效果，使得气液分离顺利进行。
30.为了进一步增强二次气液分离效果，扰流组件还包括扰流罩9，扰流罩9套设于扰流板5的外部且二者之间具有间隙，扰流罩9与连接管8相连，扰流罩9具有第二通过孔901，扰流板5以及扰流罩9之间的空腔利用第二通过孔901与上柱筒4的内腔相连通。在扰流板5外设置扰流罩9，实现了双重折流，进一步增强气液分离效果，此处需要说明的是，扰流罩9的顶部与气体出口6之间具有间隙，第二通过孔901设置于扰流罩9的侧壁上，避免气液混合物直接由扰流罩9的顶部穿过进入气体出口6；另外，为了使进入扰流罩9与连接管8之间腔体的液体能够顺利回流，在扰流罩9底部正对的连接管8上设置第一通过孔801，使得扰流罩9与连接管8之间腔体内的液体能够通过最低处的第一通过孔801回流至下柱筒1内，减少液体残留。
31.为了精确控制气液分离环境温度，下柱筒1的侧壁为空心结构，下柱筒1的侧壁具有换热腔体101，下柱筒1连接有热媒入口102和热媒出口103，热媒入口102和热媒出口103均分别与换热腔体101相连通，向换热腔体101内通入换热介质，以控制下柱筒1内温度，从而实现更好的气液分离效果。
32.在本具体实施方式中，热媒入口102位于热媒出口103的底部，延长换热介质在换热腔体101内的循环时间，以保证换热效率。
33.更具体地，液体回流口7处设置单向阀固定接头10，单向阀固定接头10连接有单向阀11，上柱筒4的内腔利用单向阀11与下柱筒1的内腔相连通，设置单向阀11能够有效避免夹带有有机溶剂液体的二氧化碳气体由液体回流口7进入上柱筒4内，提高装置的可靠性。
34.另外，上柱筒4的顶部设置顶盖12，上柱筒4与下柱筒1之间设置中间端盖13，下柱筒1的底部设置下端盖14，连接管8穿过中间端盖13伸入下柱筒1内，液体收集口3位于下端盖14上，液体回流口7位于中间端盖13上，气体出口6位于顶盖12上，顶盖12与上柱筒4之间、上柱筒4与中间端盖13之间、中间端盖13与下柱筒1之间以及下柱筒1与下端盖14之间均设置密封垫，提高装置的密封性能，避免泄漏。
35.进一步地，顶盖12以及中间端盖13均分别与上柱筒4螺钉连接，中间端盖13以及下端盖14均分别与下柱筒1螺钉连接，拆装方便；连接管8与中间端盖13螺纹连接且二者之间设置密封元件，连接便捷，扰流罩9与连接管8焊接相连，提高扰流组件的结构整体性。
36.在本实用新型的其他具体实施方式中，扰流板5包括第一扰流板501和第二扰流板502，第一扰流板501和第二扰流板502均为环形板状结构，第一扰流板501的外径较第二扰流板502的外径大，沿上柱筒4的轴线方向，第一扰流板501和第二扰流板502等间距间隔设置，以增强折流效果，在实际应用中，还可以根据具体工况设置不同形状规格的扰流板5。
37.更进一步地，沿上柱筒4的轴线方向，第一通过孔801与第二通过孔901交错设置，最大限度地改变流体流向，提高扰流组件的工作效率。在本具体实施方式中，第一通过孔
801位于第n块第一扰流板501与第n块第二扰流板502之间，第二通过孔901正对第n块第二扰流板502与第n 1块第一扰流板501之间的缝隙设置，其中n为不小于1的整数。在本实用新型的其他具体实施方式中，还可以采用其它交错排布方式，以增强气体折流，从而顺利实现气液分离。
38.本实用新型的气液分离器，工作时，二氧化碳和有机溶剂的气液混合物通过气液混合物入口2进入下柱筒1，沿着下柱筒1内壁的切线方向自动形成旋转的运动轨迹，此时，有机溶剂液体沿着下柱筒1内壁往下流，二氧化碳气体进入上柱筒4内，完成第一阶段的气液分离；进入扰流板5与扰流罩9之间的二氧化碳气体会夹杂少量的有机溶剂液体，液态有机溶剂沿着连接管8回流至下柱筒1内，进入上柱筒4内腔的液态有机溶剂沿着上柱筒4的内壁向下流动并通过液体回流口7回流至下柱筒1内，气体二氧化碳由气体出口6导出，完成第二阶段的气液分离。本实用新型的气液分离器，利用重力沉降和折流分离原理，满足高压状态下气液分离，两个阶段的气液分离，增强气液分离效果。与此同时，本实用新型在下柱筒1侧壁内设置换热腔体101，通过换热介质改变气液分离环境温度，以达到更好的气液分离效果。
39.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。