帶有雙進(jìn)口雙出口的旋風(fēng)分離器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)工程非均相分離領(lǐng)域，具體涉及一種用于對(duì)氣固(液)混合物進(jìn)行連續(xù)分離，尤其要求單臺(tái)處理量大、阻力低且需分離效率高的工況條件的帶有雙進(jìn)口雙出口的旋風(fēng)分離器。
【背景技術(shù)】
[0002]旋風(fēng)分離器是利用氣態(tài)非均一系，在作高速旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的離心力，將粉塵從氣流中分離出來的一種干式氣固分離設(shè)備。由于顆粒所受的離心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力和慣性力，所以旋風(fēng)分離器能經(jīng)濟(jì)地分離的最小粒徑可達(dá)到5?10 μ m。此外，旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作、維護(hù)方便，性能穩(wěn)定，又不受含塵氣體的濃度、溫度、物性等限制，且造價(jià)較低，所以已廣泛地應(yīng)用于石油、化工、煤炭、電力、環(huán)保及冶金等工業(yè)生產(chǎn)中。
[0003]由于旋風(fēng)分離器內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)極為復(fù)雜，屬于三維湍流的強(qiáng)旋流，因此旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)型式將直接影響分離性能。二次渦流在旋風(fēng)分離器中普遍存在，它由軸向速度與徑向速度構(gòu)成，二次渦流對(duì)旋風(fēng)分離器的性能，尤其是對(duì)分離效率影響較大。幾個(gè)影響旋風(fēng)效率的二次渦流主要集中在旋風(fēng)的頭部(即旋風(fēng)筒體以上部分)，如“上渦流(或稱短路流)”，旋風(fēng)除塵器頂蓋、排氣管外面與筒體內(nèi)壁之間，由于徑向速度與軸向速度的存在，將形成局部渦流(上渦流)，夾帶著相當(dāng)數(shù)量的塵粒向中心流動(dòng)，并沿排氣管外表面下降，最后隨中心上升氣流逸出排氣管，影響了分離效率。再如“縱向旋渦流”，是以旋風(fēng)除塵器內(nèi)、外旋流分界面為中心的器內(nèi)再循環(huán)而形成的縱向流動(dòng)。由于排氣管內(nèi)的有效流通截面小于排氣管管端以下內(nèi)旋流的有效流通截面，因此在排氣管管端處產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，從而使排氣管管端附近的氣體徑向速度大大提高，致使氣體對(duì)大顆粒的曳力超過了顆粒所受的離心力，而造成“短路”，影響了分離性能。因此實(shí)現(xiàn)盡量消除主要二次渦流的旋風(fēng)頭部結(jié)構(gòu)是提高旋風(fēng)分離效率的主要方向。
[0004]目前旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)型式繁多，大多數(shù)的旋風(fēng)針對(duì)消除主要二次渦流的結(jié)構(gòu)并不鮮明，因而對(duì)細(xì)顆粒的分離效果不佳。例如中國(guó)專利公開號(hào)為CN2577970Y的技術(shù)方案公開了一種旋風(fēng)分離器，但是該旋風(fēng)分離器內(nèi)件較為復(fù)雜，對(duì)較大顆粒分離具有一定效果，但消除主要的二次渦流的結(jié)構(gòu)不明確，因此對(duì)于較細(xì)顆粒分離效果不佳。此外，例如中國(guó)專利公開號(hào)為CN101422757A的技術(shù)方案公開了一種旋風(fēng)分離器,該旋風(fēng)分離器米用了排氣管下部的開錐口的結(jié)構(gòu)，較明顯地減小了上渦流的影響，對(duì)細(xì)顆粒的分離效率有較大提高，但其縱向旋渦流的影響仍然存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種尤其適用于要求單臺(tái)處理量大、阻力低且需要分離效率高的工況條件，能夠消除二次渦流，旋風(fēng)效率高、旋風(fēng)阻力低、操作彈性大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、易于耐磨襯里且成本較低的帶有雙進(jìn)口雙出口的旋風(fēng)分離器。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為: 一種帶有雙進(jìn)口雙出口的旋風(fēng)分離器，包括旋風(fēng)筒體，所述旋風(fēng)筒體的下端依次設(shè)有錐體、中間灰斗和排污口，所述旋風(fēng)筒體的上端設(shè)有進(jìn)氣組件和排氣組件，所述進(jìn)氣組件包括分別布置與旋風(fēng)筒體上的左進(jìn)氣口和右進(jìn)氣口，所述左進(jìn)氣口和右進(jìn)氣口分別沿著旋風(fēng)筒體的切線方向布置且兩者相對(duì)旋風(fēng)筒體的軸線呈中心對(duì)稱布置，所述左進(jìn)氣口、右進(jìn)氣口與旋風(fēng)筒體之間的連通處分別設(shè)有弧形導(dǎo)流板，所述左進(jìn)氣口、右進(jìn)氣口的進(jìn)氣分別經(jīng)過弧形導(dǎo)流板導(dǎo)流后進(jìn)入旋風(fēng)筒體內(nèi)部，所述弧形導(dǎo)流板的頂部與旋風(fēng)筒體之間設(shè)有間隙；所述排氣組件包括排氣外管、連接件和排氣內(nèi)管，所述排氣內(nèi)管插設(shè)布置于排氣外管中且通過連接件與排氣外管相連，所述排氣內(nèi)管與排氣外管同軸布置，所述排氣外管由相互連接的外管筒和外錐形管組成，所述排氣內(nèi)管由相互連接的內(nèi)管筒和內(nèi)錐形管組成，所述外管筒通過連接件與內(nèi)管筒相連，所述內(nèi)錐形管的側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)均勻布置的槽孔。
[0007]所述旋風(fēng)筒體上分別設(shè)有與所述左進(jìn)氣口、右進(jìn)氣口——對(duì)應(yīng)的開口，所述左進(jìn)氣口、右進(jìn)氣口分別通過對(duì)應(yīng)的開口與旋風(fēng)筒體的內(nèi)腔連通，所述弧形導(dǎo)流板分別布置于開口的一側(cè)，所述開口為梯形口。
[0008]所述弧形導(dǎo)流板的圓心角α大小為O?25° ;所述左進(jìn)氣口、右進(jìn)氣口的橫截面均為長(zhǎng)方形，所述長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊與短邊之間的比值為1.5?3.0，所述長(zhǎng)方形的面積與旋風(fēng)筒體的橫截面積之間的比值為0.19?0.32 ;所述間隙的寬度與所述長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊長(zhǎng)度之間的比值為0.1?0.25。
[0009]所述外管筒的直徑與內(nèi)管筒的直徑之間的比值為1.1?1.5 ;所述外錐形管下端的直徑與內(nèi)錐形管下端的直徑之間的比值為1.1?1.5 ;所述外錐形管的高度與內(nèi)錐形管的高度之間的比值為0.3?1.0 ;所述內(nèi)錐形管下端的直徑與旋風(fēng)筒體的直徑之間的比值為0.1?0.5 ;所有槽孔的總面積與外管筒的橫截面積之間的比值為0.5?2.5。
[0010]所述槽孔為等腰梯形孔，所述等腰梯形孔的長(zhǎng)底邊位于內(nèi)錐形管的上側(cè)，所述等腰梯形孔的短底邊位于內(nèi)錐形管的下側(cè)。
[0011]本發(fā)明帶有雙進(jìn)口雙出口的旋風(fēng)分離器具有下述優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明的進(jìn)氣組件包括分別布置與旋風(fēng)筒體上的左進(jìn)氣口和右進(jìn)氣口，左進(jìn)氣口和右進(jìn)氣口分別沿著旋風(fēng)筒體的切線方向布置且兩者相對(duì)旋風(fēng)筒體的軸線呈中心對(duì)稱布置，左進(jìn)氣口、右進(jìn)氣口與旋風(fēng)筒體之間的連通處分別設(shè)有弧形導(dǎo)流板，左進(jìn)氣口、右進(jìn)氣口的進(jìn)氣分別經(jīng)過弧形導(dǎo)流板導(dǎo)流后進(jìn)入旋風(fēng)筒體內(nèi)部，弧形導(dǎo)流板的頂部與旋風(fēng)筒體之間設(shè)有間隙，這種結(jié)構(gòu)使旋風(fēng)進(jìn)口氣流分布規(guī)律符合準(zhǔn)自由渦(Ve/r=Const)，即促使進(jìn)口氣流趨向穩(wěn)定的圓周運(yùn)動(dòng)，這樣可以避免產(chǎn)生靠近器壁的外層氣流向內(nèi)流動(dòng)，防止了阻滯粉塵顆粒流向排氣管，極大地消弱了“縱向旋渦流”，相對(duì)于普通單進(jìn)氣口的旋風(fēng)，其內(nèi)部氣流流場(chǎng)均勻?qū)ΨQ，有利于分尚效率的提聞。
[0012]2、本發(fā)明的排氣組件包括排氣外管、連接件和排氣內(nèi)管，排氣內(nèi)管插設(shè)布置于排氣外管中且通過連接件與排氣外管相連，排氣內(nèi)管與排氣外管同軸布置，排氣外管由相互連接的外管筒和外錐形管組成，排氣內(nèi)管由相互連接的內(nèi)管筒和內(nèi)錐形管組成，外管筒通過連接件與內(nèi)管筒相連，內(nèi)錐形管的側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)均勻布置的槽孔。本發(fā)明通過上述排氣組件結(jié)構(gòu)，通過排氣外管對(duì)排氣內(nèi)管提供了保護(hù)及整流作用，所以“上渦流(或稱短路流)”對(duì)本結(jié)構(gòu)型式的效率影響亦大為減小。而且，通過旋風(fēng)分離器內(nèi)流場(chǎng)及濃度場(chǎng)的研究表明，“上渦流(或稱短路流)”主要集中在排氣管的下部區(qū)域，本發(fā)明上述排氣組件結(jié)構(gòu)中內(nèi)錐形管的側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)均勻布置的槽孔，通過槽孔增大了排氣管的有效面積且降低了旋風(fēng)阻力，使得排氣內(nèi)管的下端開口直徑較其他旋風(fēng)可設(shè)計(jì)的更小，可以進(jìn)一步抑制“上渦流(或稱短路流)”的產(chǎn)生。
[0013]綜上所述，本發(fā)明通過對(duì)旋風(fēng)筒體上部的進(jìn)氣組件、排氣組件分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，能夠針對(duì)“上渦流”和“縱向旋渦流”兩個(gè)影響旋風(fēng)效率主要的二次渦流均做到了盡可能地消除，在相同的工藝條件下，本發(fā)明比一般的高效旋風(fēng)分離器的阻力可降低約25?35%，效率可提高2?3%，同時(shí)它操作彈性大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、易于耐磨襯里且成本較低，尤其適用于要求單臺(tái)處理量大、阻力低且需要分離效率高的工況條件。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為圖2的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中排氣組件的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中排氣組件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖7為本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)的B型旋風(fēng)分離器在各個(gè)進(jìn)口氣速的條件下的分離效率對(duì)比曲線示意圖。
[0021]圖8為本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)的B型旋風(fēng)分離器在各個(gè)進(jìn)口氣速的條件下的阻力降對(duì)比曲線示意圖。
[0022]圖例說明:1、旋風(fēng)筒體；11、開口 ；2、錐體；3、中間灰斗；4、排污口 ；5、進(jìn)氣組件；51、左進(jìn)氣口 ；52、右進(jìn)氣口 ；53、弧形導(dǎo)流板；54