專利名稱：內(nèi)循環(huán)旋風(fēng)分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣固干法分離設(shè)備，特別是一種具有內(nèi)循環(huán)分離結(jié)構(gòu)的直流式旋風(fēng)分離器。
目前，旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)形式主要有反轉(zhuǎn)式與直流式兩大類。反轉(zhuǎn)式旋風(fēng)分離器的含塵氣體從分離器上部切向進(jìn)入，其中的塵粒受離心力作用趨壁向下，匯集于分離器底部從排塵口排出；氣體旋轉(zhuǎn)向下至底端后反轉(zhuǎn)而上，從分離器頂部出氣管排出。這類旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)已屢經(jīng)改進(jìn)，如長錐體型、擴(kuò)散錐型、帶旁室型、螺旋頂型、多孔切向進(jìn)氣型、蝸殼人口型等，但總體上并未脫離傳統(tǒng)的反轉(zhuǎn)分離形式。因其進(jìn)、出氣管靠近，器內(nèi)氣固運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，流場不規(guī)整，除了外旋向下又內(nèi)旋向上的雙旋湍流流動(dòng)，還有兩種流向相反的徑向流和許多局部位置的二次渦，故能量耗散一般較大，尤其對10微米以下細(xì)微粉塵的分離效率不高。直流式旋風(fēng)分離器拉開了氣體進(jìn)、出口位置，含塵氣流從分離器一端進(jìn)入，通過人口軸向葉片產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)除去塵粒后，凈氣直接從分離器另一端排出，濃相區(qū)氣塵則進(jìn)入二次分離裝置。這樣的結(jié)構(gòu)有利于消除反轉(zhuǎn)分離形式諸多不利于效率和壓降的因素，但軸向葉片產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)流場通常較弱，分離效率較低，濃相區(qū)氣塵的排離還需要額外的二次分離裝置，因而工業(yè)應(yīng)用受到一定限制。
本實(shí)用新型的目的，是提供一種具有規(guī)整旋轉(zhuǎn)流場、強(qiáng)化氣塵分離的低阻高效型直流式旋風(fēng)分離器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下主要技術(shù)方案。
外筒體的頂端裝有螺旋面切向進(jìn)氣管，底端與一集塵筒體連接并有排塵管。在筒體內(nèi)部軸心上裝有內(nèi)循環(huán)升氣管，其頂端封住底端敞口，上部周面均勻開有與管外含塵氣流旋轉(zhuǎn)方向一致的切向翼柵。濃相區(qū)氣體從升氣管底端進(jìn)入，從升氣管上部翼柵開口處排出，切向匯人管外旋轉(zhuǎn)氣流，作為強(qiáng)化分離的二次風(fēng)。內(nèi)循環(huán)升氣管的下部管外套有分流筒體，筒體周壁亦開有切向翼柵沿圓周均布，開口朝向與氣流旋轉(zhuǎn)方向一致，以進(jìn)一步除去氣體中的微粒，提高分離效率。分流筒體的底端連接螺旋面切向出氣管，從外筒體側(cè)面伸出。螺旋面切向出氣管的螺旋傾角的與筒體頂端的螺旋面切向進(jìn)氣管相同或相近，二者配合使氣固分離的流場規(guī)整，減少能量耗散。
由于本實(shí)用新型的分離結(jié)構(gòu)突破了傳統(tǒng)的反轉(zhuǎn)分離形式，并通過內(nèi)循環(huán)設(shè)置，解決了直流式分離的旋轉(zhuǎn)流場強(qiáng)化和濃相流排離問題，故與旋風(fēng)分離器的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型至少可以產(chǎn)生以下四個(gè)方面的積極效果1)取消了氣流的內(nèi)旋與反轉(zhuǎn)，可從根本上消除反轉(zhuǎn)式旋風(fēng)分離器內(nèi)流場紊亂、能量耗散大和粉塵逃逸等不利現(xiàn)象，使壓力損失降低，分離效率提高。
2)設(shè)置分流筒體使?jié)庀鄥^(qū)氣體與稀相區(qū)、凈相區(qū)氣體分流，可以避免現(xiàn)有旋風(fēng)分離器內(nèi)部已沉積塵粒因與器壁沖撞反彈而重返凈氣流中的不利現(xiàn)象，提高細(xì)微粉塵的分離效率。
3)設(shè)置內(nèi)循環(huán)升氣管使?jié)庀鄥^(qū)氣體在器內(nèi)循環(huán)，作為強(qiáng)化分離的二次風(fēng)，不僅可以強(qiáng)化直流式分離的旋轉(zhuǎn)流場，提高分離效率，而且還可以解決直流式分離的濃相流排離問題，提高了單體設(shè)備的應(yīng)用能力。
4)設(shè)置氣體進(jìn)、出口管的雙螺旋面切向?qū)Я餮b置，可使氣塵分離的旋轉(zhuǎn)流場規(guī)整有序，大大降低壓力損失，同時(shí)有利于建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行工業(yè)裝置的性能預(yù)測與放大設(shè)計(jì)。
下面結(jié)合說明書附圖，對本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是
圖1的A-A平面剖視圖。
圖3是
圖1的B-B平面剖視圖。
外筒體7是一等徑或異徑的圓形筒體。筒體的頂端與螺旋面切向進(jìn)氣管10的螺旋面導(dǎo)流蓋板垂直連接并封死。筒體的底端與集塵筒體2連接。
集塵筒體2是一圓錐形筒體，位于本實(shí)用新型的下部，底端接排塵管1。
螺旋面切向進(jìn)氣管10由一段呈一定螺旋傾角的矩形進(jìn)口管與一塊環(huán)狀的螺旋面導(dǎo)流蓋板連接而成，位于本實(shí)用新型的頂端。進(jìn)口管的兩側(cè)壁面分別與外筒體7和內(nèi)循環(huán)升氣管8的上部壁面相切。
分流筒體6套在外筒體7的內(nèi)部。筒體壁面間隔開有長方形切向翼柵5，開口朝向與氣流的旋轉(zhuǎn)方向相同，沿圓周均布。筒體底端呈螺旋線形，與螺旋面切向出氣管3的螺旋面導(dǎo)流蓋板垂直連接并封死。定距桿4固定在外筒體7與分流筒體6之間，起定距和支撐作用。
螺旋面切向出氣管3由一段呈一定螺旋傾角的矩形出口管與一塊環(huán)狀的螺旋面導(dǎo)流蓋板連接而成。出氣管的兩側(cè)壁面分別與分流筒體6和內(nèi)循環(huán)升氣管8的下部壁面相切，并從外筒體7的下部側(cè)面伸出。出氣管的螺旋傾角與進(jìn)氣管10相近或一致。
內(nèi)循環(huán)升氣管8位于本實(shí)用新型的軸心位置。上部是一段園形直管，頂端用圓形蓋板封死。園直管的壁面開有若干個(gè)長方形的切向翼柵9，為內(nèi)循環(huán)氣體的出口。下部是一段直徑略小且底端帶有一擴(kuò)錐形進(jìn)氣口的垂直園管。中間由漸縮的圓錐形管過渡。切向翼柵9的開口朝向與管外含塵氣流的旋轉(zhuǎn)方向一致，開口位置按螺旋面切向進(jìn)氣管10的螺旋傾角，從切點(diǎn)開始于一定轉(zhuǎn)角處，沿圓周均布。
因此，本實(shí)用新型的工作狀況為含塵氣流從螺旋面切向進(jìn)氣管10進(jìn)入后，沿外筒體7與內(nèi)循環(huán)升氣管8之間的環(huán)隙空間高速旋轉(zhuǎn)而下。其中的塵粒在離心力作用下不斷向筒體7的壁面沉積，氣流則被分成貼近筒體7壁面的濃相區(qū)、靠近內(nèi)循環(huán)升氣管8壁面的凈相區(qū)、和介于二者之間的稀相區(qū)。其中，凈相區(qū)氣流與稀相區(qū)氣流進(jìn)入分流筒體6繼續(xù)高速旋轉(zhuǎn)，從切向翼柵5進(jìn)一步除去少量因沉降速度小而來不及分離的細(xì)微粉塵后，作為凈化氣體從螺旋面切向出氣管3排出。而濃相區(qū)氣塵則通過分流筒6與外筒體7之間的環(huán)隙流道進(jìn)入分流筒體6下方的降塵空間，塵粒由于減速和慣性沉降迅即從氣體中分離出來，匯集于集塵筒體2底端從排塵管1排出；氣體則進(jìn)入內(nèi)循環(huán)升氣管8向上旋轉(zhuǎn)，通過切向翼柵9返回到含塵氣體的入口空間，作為強(qiáng)化分離的二次風(fēng)，重新開始一個(gè)完整的分離循環(huán)。
本實(shí)用新型在工業(yè)實(shí)施中可以單體使用，也可多體組合使用。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)循環(huán)旋風(fēng)分離器，在外筒體(7)的頂端裝有螺旋面切向進(jìn)氣管(10)，底端連接集塵筒體(2)并有排塵管(1)，下部側(cè)面開有出氣管口，其特征在于1)在筒體(7)內(nèi)部的軸線位置裝有一內(nèi)循環(huán)升氣管(8)，其頂端封住，上部沿周面均勻開有帶切向翼柵(9)的循環(huán)氣體出口，切向翼柵(9)的開口朝向與管外含塵氣流的旋轉(zhuǎn)方向一致，底端敞口為循環(huán)氣體進(jìn)口；2)在內(nèi)循環(huán)升氣管(9)的下部管外套有分流筒體(6)，筒體(6)壁面亦開有切向翼柵(5)，開口朝向與氣流旋轉(zhuǎn)方向相同，沿圓周均布；3)在分流筒體(6)的底端連接螺旋面切向出氣管(3)，從外筒體(7)下部側(cè)面的出氣管口伸出，螺旋面切向出氣管的螺旋傾角與外筒體(7)頂端裝有的螺旋面切向進(jìn)氣管相近，螺旋方向一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)循環(huán)旋風(fēng)分離器，其特征是所述的螺旋面切向進(jìn)氣管(10)與螺旋面切向出氣管(3)均由一矩形管連接一環(huán)狀的螺旋面導(dǎo)流蓋板而成，進(jìn)氣管(10)的兩側(cè)壁面分別與外筒體(7)和內(nèi)循環(huán)升氣管(8)的上部壁面相切，出氣管(3)的兩側(cè)壁面分別與分流筒體(6)和內(nèi)循環(huán)升氣管(8)的下部壁面相切。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)循環(huán)旋風(fēng)分離器，其特征是所述的內(nèi)循環(huán)升氣管(8)上段是頂端帶有密封蓋板、周壁均勻開有切向翼柵(9)的園直管，下段是底端帶有擴(kuò)錐形進(jìn)氣口的園直管，中段是一過渡的錐形園管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)循環(huán)旋風(fēng)分離器，其特征是所述的分流筒體(6)為一通過定距桿(4)固定在外筒體(7)內(nèi)部的園直筒體，其底端呈螺旋線形，與螺旋面切向出氣管(3)的環(huán)狀螺旋面導(dǎo)流蓋板垂直連接并封住。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)循環(huán)旋風(fēng)分離器，其特征是所述的外筒體(7)是一圓形筒體，其頂端呈螺旋線形，與螺旋面切向進(jìn)氣管(10)的環(huán)狀螺旋面導(dǎo)流蓋板垂直連接并封住。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種在外筒體內(nèi)部裝有中心升氣管和分流筒體的內(nèi)循環(huán)旋風(fēng)分離器。它的進(jìn)、出氣管均裝有螺旋面切向?qū)Я餮b置,分別相切于外筒體與中心升氣管的上部和分流筒體與中心升氣管的下部,其配合作用使器內(nèi)流場規(guī)整,能量耗散小。濃相區(qū)氣體通過中心升氣管在器內(nèi)循環(huán),形成強(qiáng)化分離的二次風(fēng),使分離效率提高。凈相區(qū)氣體則進(jìn)入套置于中心升氣管外部的分流筒體,直接從螺旋面切向出氣管排出。本實(shí)用新型可廣泛用于化工、冶金、能源、建材、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域的氣固干法分離,具有低阻高效和處理量大的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B04C3/00GK2291974SQ9721870
公開日1998年9月23日 申請日期1997年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月10日
發(fā)明者張志群, 李景 申請人:北京化工大學(xué)