專利名稱：氣流通道入口慣性粒子分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粒子分離器，具體是一種氣流通道入口慣性粒子分離器。
背景技術(shù)：
氣流通道入口的進(jìn)氣中常不可避免地可能攜帶固體顆粒，為了凈化氣流通道入口的進(jìn)氣，分離氣流與固體顆粒，常采用粒子分離器。所述粒子分離器包括許多種類，例如隔柵粒子分離器、旋風(fēng)粒子分離器、管式粒子分離器、慣性粒子分離器等。其中，慣性粒子分離器由于其結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、流動(dòng)損失小，常用于高速氣流通道入口處，例如燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)入口?，F(xiàn)有技術(shù)中的一種慣性粒子分離器的軸對稱截面圖如圖I所示，包括外殼體1， 分離舌2和內(nèi)殼體3，通流方向?yàn)閄方向，徑向方向?yàn)镽方向。所述外殼體I與所述分離舌2包圍形成清除流道5,內(nèi)殼體3與所述分離舌2包圍形成中心流道6。所述外殼體I與所述內(nèi)殼體2的前部構(gòu)成面積減縮的加速通道，氣流攜帶顆粒在其所述加速通道內(nèi)加速。所述外殼體I與內(nèi)殼體2的最大徑向位置點(diǎn)11、21在通流方向上的位置幾乎一致，形成喉部4。攜帶顆粒的氣流通過所述喉部4后，大部分的固體顆粒伴隨少量的氣流——通常為慣性粒子分離器總流量的12 30%，稱為流量損失一進(jìn)入位于所述慣性粒子分離器外側(cè)的所述清除流道5，并進(jìn)而排出所述慣性粒子分離器。其他的大部分氣體攜帶少量顆粒進(jìn)入位于所述慣性粒子分離器內(nèi)側(cè)的所述中心流道6。通過上述過程，所述慣性粒子分離器即可實(shí)現(xiàn)顆粒分離的技術(shù)效果。在實(shí)際工作中，對大尺度顆粒而言，其運(yùn)動(dòng)主要決定于自身的初始速度和慣性。所述大尺度顆粒針對顆粒密度為220(T2800kg/m3的固體顆粒，例如砂礫，通常指粒徑在百微米以上的固體顆粒。一些大尺度顆?？赡芘c外殼體I、內(nèi)殼體2和分離舌3發(fā)生碰撞后，反彈進(jìn)入中心流道6，例如圖2所示。圖2中P1、P2顆粒分別與分離器壁面碰撞5次與4次后進(jìn)入中心流道6。大尺度顆粒碰撞后進(jìn)入中心流道6的技術(shù)問題，直接造成分離效率降低，所述慣性粒子分離器對大尺度顆粒的所述分離效率可能低至50%。為了保證顆粒分離效率，通常必須提高清除流道內(nèi)的流量，因而造成較大的流量損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種氣流通道入口慣性粒子分離器。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的?！N氣流通道入口慣性粒子分離器，包括外殼體、分離舌和內(nèi)殼體，其中，所述外殼體與所述分離舌包圍形成清除流道，所述內(nèi)殼體與所述分離舌包圍形成中心流道，所述外殼體的最大徑向位置點(diǎn)與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)在通流方向上交錯(cuò)分布，所述外殼體的最大徑向位置點(diǎn)在通流方向上位于所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)的下游，所述氣流通道入口慣性粒子分離器總長為LI，所述外殼體的最大徑向位置點(diǎn)與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)在通流方向上的距離為L2，其中，L2 L1=0. 05^0. 3。更進(jìn)一步地，所述L2 L1=0. I 0. 15。更進(jìn)一步地，所述L2 L1=0. 125。更進(jìn)一步地，所述清除流道內(nèi)的流量為氣流通道入口慣性粒子分離器總流量的8% 20%。更進(jìn)一步地，所述清除流道內(nèi)的流量為氣流通道入口慣性粒子分離器總流量的10%。更進(jìn)一步地，所述氣流通道入口慣性粒子分離器還包括入口隔柵，所述入口隔柵設(shè)置在氣流通道入口處。更進(jìn)一步地，所述入口隔柵通過機(jī)械連接方式連接在氣流通道入口處，所述機(jī)械連接方式包括螺紋連接、焊接、卡接或鉚釘連接。更進(jìn)一步地，所述入口隔柵的開孔的形狀為長方形、圓形或六邊形。更進(jìn)一步地，所述入口隔柵的開孔的水力直徑為Imm以上。更進(jìn)一步地，所述入口隔柵的開孔的水力直徑為4mm以上。本發(fā)明將外殼體的最大徑向位置點(diǎn)與內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)在通流方向上交錯(cuò)分布，外殼體的最大徑向位置點(diǎn)位于所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)下游；本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的慣性粒子分離器中大尺度顆粒碰撞后進(jìn)入中心流道的技術(shù)問題；實(shí)現(xiàn)提高大尺度顆粒分離效率，減小流量損失的技術(shù)效果，更進(jìn)一步地可實(shí)現(xiàn)抵御大塊異物沖擊的技術(shù)效果。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中的一種慣性粒子分離器的軸對稱截面圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的一種慣性粒子分離器內(nèi)的大尺度顆粒運(yùn)動(dòng)與碰撞示意圖；圖3為本發(fā)明軸對稱截面圖；圖4為本發(fā)明內(nèi)的大尺度顆粒運(yùn)動(dòng)與碰撞示意圖；圖5為本發(fā)明帶有入口隔柵的慣性粒子分離器的軸對稱截面圖；圖中，I為外殼體，2為分離舌，3為內(nèi)殼體，4為喉部，5為清除流道，6為中心流道，7為入口隔柵，11為外殼體的最大徑向位置點(diǎn)，31為內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例I如圖I和圖3所示，本實(shí)施例包括外殼體I、分離舌2和內(nèi)殼體3，其中，外殼體I與分離舌2包圍形成清除流道5，內(nèi)殼體3與分離舌2包圍形成中心流道6，外殼體的最大徑向位置點(diǎn)11與內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)31在通流方向上交錯(cuò)分布，外殼體的最大徑向位置點(diǎn)11在通流方向上位于內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)31的下游，外殼體的最大徑向位置點(diǎn)11與內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)31在通流方向上的距離為L2，本實(shí)施例的總長為LI，L2:L1=0. 05、. 3，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可根據(jù)工程需要選擇合適的L2/L1的比例，更為優(yōu)選的是O. Γ0. 15，具體為O. 125。大尺度顆粒在本實(shí)施例中的運(yùn)動(dòng)與碰撞情況如圖4所示，由不同入口位置進(jìn)入本實(shí)施例的Ρ3、Ρ4、Ρ5顆粒經(jīng)過與外殼體I、分離舌2和內(nèi)殼體3的碰撞能夠大量地進(jìn)入清除流道。在該實(shí)施例中，清除流道5內(nèi)的流量優(yōu)選為本實(shí)施例總流量的10%，該流量比稱為流量損失。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可根據(jù)可根據(jù)工程需要選擇合適的流量損失，優(yōu)選8% 20%。該實(shí)施例中，根據(jù)數(shù)值模擬和實(shí)際測量得到大尺度顆粒的分離效率達(dá)到90%以上。實(shí)施例2實(shí)施例2為實(shí)施例I的變化例。本實(shí)施例在實(shí)施例I的基礎(chǔ)上，還包括入口隔柵7，該入口隔柵設(shè)置在實(shí)施例I提 供的氣流通道入口慣性粒子分離器的氣流通道入口處，用于抵御外界大塊異物對燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的破壞。入口隔柵7采用機(jī)械連接方式連接在氣流通道入口處，所述機(jī)械連接方式可包括螺紋連接、焊接、卡接、鉚釘連接等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可根據(jù)需要選擇入口隔柵7的開孔形狀，例如長方形、圓形或六邊形。為了避免所述入口隔柵7造成過大的流動(dòng)阻力，所述隔柵7的開孔的水力直徑應(yīng)當(dāng)選為Imm以上，更優(yōu)選地是4mm以上。以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種氣流通道入口慣性粒子分離器，包括外殼體、分離舌和內(nèi)殼體，其中，所述外殼體與所述分離舌包圍形成清除流道，所述內(nèi)殼體與所述分離舌包圍形成中心流道，其特征在于，所述外殼體的最大徑向位置點(diǎn)與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)在通流方向上交錯(cuò)分布，所述外殼體的最大徑向位置點(diǎn)在通流方向上位于所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)的下游，所述氣流通道入口慣性粒子分離器總長為LI，所述外殼體的最大徑向位置點(diǎn)與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)在通流方向上的距離為L2，其中，L2 L1=0. 05、. 3。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述L2Ll=O. Γ0. 15。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述L2Ll=O. 125。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述清除流道內(nèi)的流量為氣流通道入口慣性粒子分離器總流量的8% 20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述清除流道內(nèi)的流量為氣流通道入口慣性粒子分離器總流量的10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I飛中任一所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，還包括入口隔柵，所述入口隔柵設(shè)置在氣流通道入口處。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述入口隔柵通過機(jī)械連接方式連接在氣流通道入口處，所述機(jī)械連接方式包括螺紋連接、焊接、卡接或鉚釘連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述入口隔柵的開孔的形狀為長方形、圓形或六邊形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述入口隔柵的開孔的水力直徑為Imm以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述入口隔柵的開孔的水力直徑為4mm以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣流通道入口慣性粒子分離器，包括外殼體、分離舌和內(nèi)殼體，所述外殼體與所述分離舌包圍形成清除流道，所述內(nèi)殼體與所述分離舌包圍形成中心流道，所述外殼體的最大徑向位置點(diǎn)與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)在通流方向上交錯(cuò)分布，所述外殼體的最大徑向位置點(diǎn)在通流方向上位于所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)的下游，所述外殼體的最大徑向位置點(diǎn)與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點(diǎn)在通流方向上的距離為L2，所述慣性粒子分離器總長為L1，L2∶L1=0.05～0.3。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)提高大尺度顆粒分離效率，減小流量損失的技術(shù)效果。
文檔編號B01D45/08GK102698510SQ20121014791
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者傅耀, 王彤, 谷傳綱 申請人:上海交通大學(xué)