專利名稱：裝有排氣部件的旋風(fēng)分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種從含塵氣流中分離固體顆粒的旋風(fēng)分離器，具體地說，是提供一種裝有排氣部件旋片型芯管的旋風(fēng)分離器。
常用的旋風(fēng)分離器是由進(jìn)氣口、排氣管、器壁和排塵部件等部分構(gòu)成。其工作原理是含塵氣流經(jīng)過入口進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在旋風(fēng)分離器內(nèi)形成繞其軸線旋轉(zhuǎn)的氣流，在離心力的作用下，粉塵被甩向邊壁，向下經(jīng)排塵口排出，潔凈氣體則經(jīng)過中心的排氣管排出。對旋風(fēng)分離器分離效率影響最大的因素之一是排氣管末端強(qiáng)烈的徑向向心氣流將固體顆粒直接帶入排氣管，導(dǎo)致旋風(fēng)分離器的效率下降；較大的顆粒的彈跳也會使其從排氣管中逸出，使凈化氣中出現(xiàn)一些粗顆粒。在石油化工、冶金、制藥、水泥、環(huán)保等工業(yè)中對分離超細(xì)粉塵的要求越來越高，常要求在很高溫度下旋風(fēng)分離器能使5～10μm顆粒的捕集效率接近甚至達(dá)到100％，并且要求旋風(fēng)分離器的壓降較低，一般的旋風(fēng)分離器難以達(dá)到如此高的要求，采用靜電除塵器，則造價、運(yùn)行費(fèi)用均較為昂貴。
在專利號為86100974，的實(shí)用新型專利中曾提出一種旋風(fēng)分離器排氣管末端結(jié)構(gòu)，它能夠有效的降低排氣管末端強(qiáng)烈的徑向向心氣流，降低由這部分氣流所帶出的粉塵，在不增高壓降的條件下，提高分離效率。在工業(yè)應(yīng)用中取得了較好的結(jié)果。但這一結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工制造較為困難，必須使用機(jī)械加工手段，加工費(fèi)用較高，使其在推廣應(yīng)用中遇到不少困難。尤其對于大處理量的旋風(fēng)分離器，芯管加工更為復(fù)雜和昂貴。并且在有些工業(yè)過程中的高溫和大密度顆粒流的高磨損的情況下，已不能使用這種芯管。
本實(shí)用新型的目的是要解決下述問題1降低排氣管進(jìn)氣端強(qiáng)烈的徑向向心氣流及其引起的細(xì)顆粒被夾帶而從排氣管逃逸的問題；2在不提高旋風(fēng)分離器壓降的前提下有效提高旋風(fēng)分離器的效率；3大大地簡化加工工藝，降低制造成本；并使之可以用于高溫磨損嚴(yán)重以及大處理量的工業(yè)應(yīng)用情形。
為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型提出一種較為簡單的排氣管末端結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以大大地減弱排氣管末端的徑向向心氣流，降低這種短路氣流所帶出的粉塵，在不增高壓降的條件下，提高分離效率；這種芯管的加工較為容易，制造費(fèi)用可以大大降低，并且可以在高溫大密度顆粒流高磨損的條件下使用。在普通的旋風(fēng)分離器的升氣管末端安裝了這種排氣管末端結(jié)構(gòu)之后，就可以達(dá)到上述的目的。
具體地說，本實(shí)用新型的裝有排氣部件的旋風(fēng)分離器，其特征在于所述排氣部件為一設(shè)置在排氣管未端的旋片型芯管。該旋片型芯管是由1-50片分流旋片組成，旋片的上部與排氣管相連，旋片的下部為自由端、連接一段圓筒或連接一段錐筒。
在上述旋片型芯管中，其旋片的斷面線可以是圓弧、或其它連續(xù)曲線，相鄰旋片有一定重合，重合的角度為α-60-60°。另外，這些旋片的形狀和大小可以是相同的，這時旋片的下端可在同一平面上；但是這些旋片的形狀大小也可以是不同的，這時旋片的下端可不在同一平面上。并且，旋片沿排氣管圓周可以均勻的或不均勻的分布，并由旋片的布置形成旋片之間的縫隙。所述縫隙可以沿徑向傾斜或沿圓弧排列，并且縫隙相對截錐形圓管的直母線也可以有一定的傾斜角度，該傾斜角度為0-30°。同時，縫隙沿其長度方向可以是等寬的或不等寬的，并且縫隙沿其長度方向可以是直線也可以為曲線。
本實(shí)用新型的旋片型芯管，其下部節(jié)圓的內(nèi)徑是旋風(fēng)分離器或旋風(fēng)管直筒部分內(nèi)徑0.1-1.25倍，視不同需要可按常規(guī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計。另外，縫隙的總通流面積應(yīng)與芯管下部節(jié)圓的通流面積相配合，這兩部分面積之和與排氣管橫截面積的比例為0.5-2∶1，可視不同需要按常規(guī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計。而且，旋片間沿周向的重合及沿徑向間隙的形狀和位置也可以根據(jù)需要任意布置。同時，為了加固旋片，在旋片內(nèi)部可對各旋片加一些起補(bǔ)強(qiáng)和導(dǎo)流作用的內(nèi)件，加強(qiáng)圈和/或加強(qiáng)筋，內(nèi)件的形狀和布置可根據(jù)需要按常規(guī)技術(shù)設(shè)計。
按上述本實(shí)用新型的旋片型芯管可以用于各種旋風(fēng)分離器，例如返流式和直流式的切向或蝸殼入口式或軸向入口式旋風(fēng)分離器。這時只要將旋片型芯管安裝連接在分離器的排氣管的下端，即可提高分離器的效率。
下面對附圖作簡單的說明。


圖1為帶有旋片型芯管的旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)圖，其中
圖1a為軸向入口旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)圖，
圖1b為切向入口旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為旋片型芯管的結(jié)構(gòu)圖；其中圖2a為沿周向傾斜排列的旋片芯管的結(jié)構(gòu)圖，圖2b為沿圓弧排列的旋片芯管的結(jié)構(gòu)圖，圖2A為圖2a的仰視圖，圖2B為圖2b的仰視圖。
圖3為以切向進(jìn)口旋風(fēng)分離器為例的旋片型芯管的上延伸的結(jié)構(gòu)圖；其中圖3a為旋片的上部由一段圓筒連接、圖3b為旋片的上部直接與上頂板相連接。
圖4為旋片型芯管的旋片下端的加強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)圖；其中圖4a為沿圓弧排列的旋片芯管的結(jié)構(gòu)圖，圖4b為沿周向傾斜排列的旋片芯管的結(jié)構(gòu)圖，圖4A為圖4a的仰視圖，圖4B為圖4b的仰視圖。
圖5為旋片型芯管的補(bǔ)強(qiáng)圈和加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)圖；其中圖5a為在旋片型芯管的底部設(shè)加強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)圖，圖5b為在旋片型芯管的內(nèi)壁設(shè)加強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)圖。
其中1-切向或蝸向多道進(jìn)氣口，2-排氣管，3-旋片型芯管，4-旋片，5-旋片間縫隙，6-旋片型芯管下口，7-旋風(fēng)分離器筒體及錐體，8-旋風(fēng)分離器的排塵口，9-加強(qiáng)圈，10-加強(qiáng)筋。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型所涉及的旋風(fēng)分離器或旋風(fēng)管的旋片型芯管進(jìn)行說明本實(shí)用新型涉及的旋片型芯管由位于排氣管2下端的旋片4構(gòu)成，如
圖1、圖2所示，旋片4的個數(shù)為1～50片，這些旋片的斷面線可以是圓弧、或其它任何連續(xù)曲線；相鄰旋片4有一定的重合、重合的角度α為-60°～60°；這些旋片不一定完全位于芯管下口的同一圓弧上(如圖2所示)，其旋片的幾何中心圓稱為節(jié)圓；這些旋片4的下端也可以不在同一平面上，由旋片4下端的形狀決定；旋片沿周向也可以不是均布的。旋片4的上部與排氣管2相連，并且可以延伸到旋風(fēng)分離器的上頂板(如圖3所示，以切向進(jìn)口旋風(fēng)分離器為例)；旋片4的下部或?yàn)樽杂啥?，也可以由一段圓筒或一段錐筒連接，以增加強(qiáng)度(如圖4、圖5所示)。在所論的旋片型芯管上，旋片之間的縫隙5由旋片4的布置而自然形成，它可以是沿周向傾斜排列，也可以沿圓弧排列(如圖2所示)；縫隙5相對于截錐形圓管的直母線也可以有一定角度的傾斜，并且縫隙5沿其長度方向可以是不等寬的，視需要而定；縫隙5沿其長度方向也可以不是直線；它的下部節(jié)圓6的內(nèi)徑是旋風(fēng)分離器或旋風(fēng)管直筒部分內(nèi)徑的0.1～1.25倍，視不同需要而定；縫隙5的總通流面積應(yīng)與芯管下部節(jié)圓6的通流面積相配合，這兩部分面積之和與排氣管橫截面積的比例，可視需要按常規(guī)設(shè)計而定?？傊?間沿周向的重合及沿徑向的間隙，即縫隙5的形狀和位置是可以根據(jù)需要任意布置的。
把這種旋片型芯管3裝在旋風(fēng)分離器或旋風(fēng)管內(nèi)的排氣管的進(jìn)氣端1(見
圖1～圖4)后，進(jìn)入旋風(fēng)分離器的一部分氣體通過旋片4間的縫隙5而進(jìn)入排氣管2內(nèi)，從而大大減小了排氣管2下端處強(qiáng)烈的向心徑向氣速，使徑向氣速沿軸向分布趨于均勻，有效地減少了由這部分短路氣流直接帶入排氣管2的顆粒量；同時具有很大切向氣速的氣流在進(jìn)入縫隙5時要急劇轉(zhuǎn)向，這部分氣體夾帶的顆粒由于慣性效應(yīng)便可再次分離出來，不會隨氣流通過縫隙5而進(jìn)入排氣管2，所以也可大大減少進(jìn)入排氣管2的顆粒量，尤其是防止了粗顆粒因彈跳而引起的夾帶逸出。此外，當(dāng)所論的旋片型芯管的下口節(jié)圓6小于排氣管2直徑時，其下口已處于旋風(fēng)分離器或旋風(fēng)管內(nèi)部較為潔凈的內(nèi)旋流氣流中，從這里進(jìn)入排氣管2的氣流也較為干凈。由于上述幾個方面的綜合作用，帶有旋片型芯管的旋風(fēng)分離器或旋風(fēng)管的效率會得到相當(dāng)大的提高。另一方面，由于縫隙5增大了總通流面積，而且從縫隙5進(jìn)入排氣管2的氣流已經(jīng)過轉(zhuǎn)向，通過旋片間的重疊部分的優(yōu)化設(shè)計可以基本上消除排氣管內(nèi)不必要的氣流旋轉(zhuǎn)，所以在提高分離效率的同時，壓降卻不會升高，甚至還可稍微下降。
當(dāng)旋片4間有一定重合時，旋片4的布置要與氣流的旋轉(zhuǎn)方向相配合(見圖2)。
需要說明的是，旋片型芯管的下口6的直徑不一定非要小于排氣管2直徑，由于旋片型芯管可以使徑向氣流分布均勻，極大地較小排氣管2末端的徑向短路氣流，所以即使旋片型芯管的下口6的直徑不小于排氣管2直徑，仍然可以提高分離效率，同時降低旋風(fēng)分離器的壓降。
根據(jù)使用場合和工作條件的不同，在旋片內(nèi)部可以加一些補(bǔ)強(qiáng)和導(dǎo)流的措施(見圖5)，其形狀和位置可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)使用場合和工作條件的不同，在旋片型芯管內(nèi)部可對各旋片加一些起補(bǔ)強(qiáng)和導(dǎo)流作用的內(nèi)件加強(qiáng)圈9和加強(qiáng)筋10(見圖5)，內(nèi)件的形狀和布置方式可根據(jù)需要而定。
這種排氣管末端結(jié)構(gòu)可以用于各種旋風(fēng)分離器(如返流式和直流式的切向或蝸向入口式及軸向入口旋風(fēng)分離器)，均可取得很好的效果。
上述旋片型芯管的性能和效果可用下面的實(shí)施例來進(jìn)一步說明。實(shí)施例1一個如
圖1b所示的直徑300mm的軸向進(jìn)氣式旋風(fēng)管，在其排氣管2的進(jìn)氣端安裝依據(jù)本實(shí)用新型設(shè)計的旋片型芯管3。旋片型芯管3的周壁上有6片旋片4，旋片4之間的間隙形成了均勻分布的縫隙5(見圖2)。其下部節(jié)圓6的直徑為排氣管2直徑的0.5倍。含塵氣體經(jīng)過進(jìn)氣口1形成旋轉(zhuǎn)氣流后，具有很大的切向氣速，將大部分粉塵濃集在器壁四處。然后，氣體分兩路進(jìn)入排氣管2一路是大部分氣流經(jīng)過旋片型芯管3的縫隙5進(jìn)入排氣管2，徑向氣速沿縫隙5均勻分布，因而不會產(chǎn)生較大的徑向氣速，有效減少了帶入排氣管2中的粉塵；同時在縫隙5處，具有很大切向氣速的氣流在很小的范圍內(nèi)急劇轉(zhuǎn)向，產(chǎn)生極強(qiáng)的離心力場，對大小顆粒具有較強(qiáng)的屏蔽作用，固體顆粒由于慣性而不會隨氣流進(jìn)入縫隙5內(nèi)。另一路是剩下的氣流在旋風(fēng)管內(nèi)轉(zhuǎn)變成上升氣流后，經(jīng)旋片型芯管的下部直徑較小的圓形開口6進(jìn)入排氣管2，由于這部分氣流位于含塵很少的中心內(nèi)旋流區(qū)域，故帶出塵量也很少。這些綜合作用使旋片型芯管3可以有效地減少返混細(xì)塵及彈跳粗塵從排氣管2中逃逸的可能，從而提高旋風(fēng)分離器的分離效率。以325目滑石粉進(jìn)行冷態(tài)下對比試驗(yàn)，入口含塵濃度為2g/m3，未安裝旋片型芯管3時，分離效率只有93％；安裝旋片型芯管3后，分離效率提高到98％；二者壓降基本一樣?？梢?，采用旋片型芯管后，分離效率有顯著提高而壓降則保持不變。實(shí)施例2一個如
圖1a所示的直徑300mm的切向進(jìn)氣式旋風(fēng)管，在其排氣管2的進(jìn)氣端安裝依據(jù)本實(shí)用新型設(shè)計的旋片型芯管3。旋片型芯管3的周壁上有6片旋片，旋片之間的間隙形成了均勻分布的縫隙5(見圖2)。其下部節(jié)圓6的直徑與排氣管2直徑一樣。含塵氣體經(jīng)過進(jìn)氣口1形成旋轉(zhuǎn)氣流后，具有很大的切向氣速，將大部分粉塵濃集在器壁四處。然后，氣體分兩路進(jìn)入排氣管2一路是大部分氣流經(jīng)過旋片型芯管3的縫隙5進(jìn)入排氣管2，徑向氣速沿縫隙5均勻分布，因而不會產(chǎn)生較大的徑向氣速，有效減少了帶入排氣管2中的粉塵；同時在縫隙5處，具有很大切向氣速的氣流在很小的范圍內(nèi)急劇轉(zhuǎn)向，產(chǎn)生極強(qiáng)的離心力場，對大小顆粒具有較強(qiáng)的屏蔽作用，固體顆粒由于慣性而不會隨氣流進(jìn)入縫隙5內(nèi)。另一路是剩下的氣流在旋風(fēng)管內(nèi)轉(zhuǎn)變成上升氣流后，經(jīng)旋片型芯管的下部的圓形開口6進(jìn)入排氣管2，由于由于徑向氣速分布較為均勻，此處徑向氣速已大為減弱，故帶出塵量也很少。這些綜合作用使旋片型芯管3可以有效地減少返混細(xì)塵及彈跳粗塵從排氣管2中逃逸的可能，從而提高旋風(fēng)分離器的分離效率。以325目滑石粉進(jìn)行冷態(tài)下對比試驗(yàn)，入口含塵濃度為2g/m3，未安裝旋片型芯管3時，分離效率只有93％；安裝旋片型芯管后，分離效率提高到95.8％，壓降則減少了30％?？梢姡捎眯托竟芎?，分離效率有明顯提高而壓降則大幅度降低。
權(quán)利要求1.一種裝有排氣部件的旋風(fēng)分離器，其特征在于所述排氣部件為一設(shè)置在排氣管未端的旋片型芯管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)分離器，其特征在于旋片型芯管是由1-50片分流旋片組成，旋片的上部與排氣管相連，旋片的下部為自由端、連接一段圓筒或連接一段錐筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋風(fēng)分離器，其特征在于在上述旋片型芯管中，其旋片的斷面線是圓弧、或其它連續(xù)曲線，相鄰旋片有一定重合，重合的角度α為-60～60°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的旋風(fēng)分離器，其特征在于這些旋片的形狀和大小是相同的，這時旋片的下端在同一平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋風(fēng)分離器，其特征在于這些旋片的形狀大小是不同的，這時旋片的下端不在同一平面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋風(fēng)分離器，其特征在于旋片沿排氣管圓周均勻的或不均勻的分布，并由旋片的布置形成旋片之間的縫隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋風(fēng)分離器，其特征在于所述縫隙沿徑向傾斜或沿圓弧排列，并且縫隙相對截錐形圓管的直母線有一定的傾斜角度，該傾斜角度為0-30°
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋風(fēng)分離器，其特征在于下部節(jié)圓的內(nèi)徑是旋風(fēng)分離器或旋風(fēng)管直筒部分內(nèi)徑0.1-1.25倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋風(fēng)分離器，其特征在于旋片內(nèi)部可對各旋片加起補(bǔ)強(qiáng)和導(dǎo)流作用的內(nèi)件，加強(qiáng)圈和/或加強(qiáng)筋。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋風(fēng)分離器，其特征在于用于返流式和直流式的切向或蝸殼入口式或軸向入口式旋風(fēng)分離器，這時只要將旋片型芯管安裝連接在分離器的排氣管的下端即可。
專利摘要一種安裝旋片型芯管的旋風(fēng)分離器,該旋片型芯管是由1—50片分流旋片組成,旋片的上部與排氣管相連,旋片的下部為自由端、連接一段圓筒或連接一段錐筒。這種芯管結(jié)構(gòu)可以大大地減弱排氣管末端的徑向向心短路氣流,降低這種短路氣流所帶出的粉塵,在不增高壓降的條件下,提高分離效率;這種芯管的加工較為容易,制造費(fèi)用可以大大降低。這種排氣管末端結(jié)構(gòu)可以用于各種旋風(fēng)分離器。
文檔編號B04C5/107GK2374269SQ9921142
公開日2000年4月19日 申請日期1999年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月13日
發(fā)明者毛羽 申請人:毛羽