本發(fā)明涉及粒子分離器領域，特別涉及一種慣性粒子分離器分離性能的測試裝置及方法。

背景技術：

粒子分離器用來分離含雜質氣流中的固體粒子。安裝在工作裝置的前端來減少進入工作裝置中的污物，從而延長其使用壽命。

慣性粒子分離器的原理是，當含有固體粒子的氣流轉彎時，固相粒子由于它的慣性總是從彎曲通道的曲率中心離心運動，從而將粒子集中起來并排出。這種粒子分離器包括旋風分離器，渦旋管分離器，動力離心式粒子分離器，整體式慣性粒子分離器等。

無論是發(fā)動機前的粒子分離器還是工業(yè)上的粒子分離器，常常需要在不同的工作條件下工作。如發(fā)動機上的分離器，不同地區(qū)的砂粒粒徑會有所不同，不同的飛行速度下使得進口的流量也會不同，當清除流和主流出口壓力條件變化時，清除比也會發(fā)生變化。因此，要獲得一個粒子分離器在各種工作條件下的分離性能，很有必要通過試驗來測試粒子分離器在不同的入口參數(shù)及氣動參數(shù)下的分離性能。中國發(fā)明專利CN201310188759.2，提出了一種測量整體式慣性粒子分離器氣動性能的測試裝置，但該裝置無法測量慣性粒子分離器分離性能。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術，提出一種慣性粒子分離器分離性能測試裝置及方法，能夠測試不同工作條件下的慣性粒子分離器分離性能。

本發(fā)明提供一種粒子分離器分離性能的測試裝置，適用于測量慣性粒子分離器的分離性能，包括與粒子分離器的進口連接的含砂氣流發(fā)生裝置、與粒子分離器的主流道出口連接的主流砂粒收集裝置、與粒子分離器的清除流道出口連接的清除流砂粒收集裝置；含砂氣流發(fā)生裝置用于提供待測試用的含砂氣流；主流砂粒收集裝置包括第一分離裝置、第一收砂箱、第一抽風機及第二分離裝置；第一分離裝置的進口連接粒子分離器主流道出口，出塵口連接第一收砂裝置，第一分離裝置氣體出口連接第一抽風機；第一抽風機后連接第二分離裝置；清除流砂粒收集裝置包括與粒子分離器清除流道出口連接的第二收砂裝置。

進一步，清除流砂粒收集裝置還包括第三分離裝置、第二抽風機及第四分離裝置；第三分離裝置的進口連接粒子分離器清除流道出口，第三分離裝置的出塵口連接第二收砂裝置，第三分離裝置氣體出口還連接第二抽風機；第二抽風機后連接第四分離裝置。

進一步，在主流砂粒收集裝置和粒子分離器之間的流道按氣流方向依次設有主流節(jié)流閥和第一流量測量裝置；在清除流砂粒收集裝置和粒子分離器之間的流道按氣流方向依次設有清除流節(jié)流閥和第二流量測量裝置。

進一步，含砂氣流發(fā)生裝置包括流化床、加砂裝置及氣泵，氣泵的輸入口連接標準進口流量管，氣泵的輸出口分為兩路，一路連接至流化床底部，一路連接至流化床的加料口；加砂裝置安裝在連接流化床的加料口的流路上；流化床的出口連接粒子分離器的進口。

進一步，在流化床和粒子分離器之間的流道設有進口節(jié)流閥；在氣泵輸入口端前安裝標準進口流量管。

進一步，加砂裝置是底部為倒錐型的容器，在氣泵的輸出口端引一根細管連接至加砂裝置的入口，以平衡加砂裝置上下部的壓力。

本發(fā)明還提供一種相應的慣性粒子分離器分離性能測試方法，包括如下步驟：通過含砂氣流發(fā)生裝置提供待測粒子分離器的氣流源，氣流源經(jīng)粒子分離器后，主流道流出的氣流經(jīng)主流砂粒收集裝置后得到的砂粒質量為m_a1，清除流道流出的氣流經(jīng)清除流砂粒收集裝置后得到的砂粒質量為m_a2，得到粒子分離器的分離效率：

進一步，通過調節(jié)并測試分離出的主流道流出氣流量W_a1和清除流道流出氣流量W_a2的大小，測試不同清除比下的粒子分離器的分離效率。

進一步，通過調節(jié)粒子分離器進口處的流量W_in，測量不同進口流量下的粒子分離器的分離效率。

進一步，通過改變加入加砂裝置中的砂粒粒徑，測量粒子分離器對不同粒徑的砂粒的分離效率。

有益效果：本發(fā)明所公開的粒子分離器分離性能測試裝置，針對具有砂塵出口和潔凈氣流出口的慣性粒子分離器，如整體式慣性粒子分離器、旋風分離器、渦旋管分離器等，該裝置的含砂氣流發(fā)生裝置可產(chǎn)生均勻的含砂氣流；能通過選擇不同粒徑的砂粒加入和調節(jié)主流路、清除流路及進口處的節(jié)流閥，可以測試不同的砂粒粒徑、不同的進口流量、不同的清除比的工況下的粒子分離器分離性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施例的所測試慣性粒子分離器示意圖。

圖2為本發(fā)明粒子分離器分離性能的測試裝置示意圖。

圖3為優(yōu)選實施例2中待測試旋風分離器的示意圖。

圖4為本發(fā)明的優(yōu)選實施例2.

附圖標記說明:

圖1：1.19.所測試慣性粒子分離器的進氣道；1.20.所測試慣性粒子分離器的清除流道；1.21.所測試慣性粒子分離器的主流道；

圖2：1.1.標準進口流量管；1.2.氣泵；1.3.流化床；1.4.加砂裝置；1.5.進口節(jié)流閥；1.6.所測試的慣性粒子分離器；1.7.清除流節(jié)流閥；1.8.流量測量裝置；1.9.旋風分離器；1.10.抽風機；1.11.濾網(wǎng)；1.12.收砂箱；1.13.主流節(jié)流閥；1.14.流量測量裝置；1.15.旋風分離器；1.16.收砂箱；1.17.抽風機；1.18.濾網(wǎng)；；

圖3：2.22.所測試旋風分離器的進氣口；2.23.所測試旋風分離器的砂塵出口；2.24.所測試旋風分離器的氣體出口。

圖4：2.1.標準進口流量管；2.2.氣泵；2.3.流化床；2.4.加砂裝置；2.5.進口節(jié)流閥；2.6.所測試的慣性粒子分離器；2.12.收砂箱；2.15.旋風分離器；2.16.收砂箱；2.17.抽風機；2.18.濾網(wǎng)；

具體實施方式

本發(fā)明所述的慣性粒子分離裝置測試裝置，可用于分離具有砂塵出口和潔凈氣流出口的慣性粒子分離器，如整體式慣性粒子分離器、旋風分離器、渦旋管分離器等。

實施例1：以整體式慣性粒子分離器為例，圖1為整體式慣性粒子分離器，含砂氣流由其中慣性粒子分離器的進氣道1.19進入粒子分離器，砂塵及部分氣體由清除流道1.20排出，分離砂塵后的較為潔凈的氣體由主流道1.21排出。

如圖2所示，氣泵1.2出口氣流分為兩路，一路氣體通過標準進口流量管1.1連接流化床1.3的鼓風口，一路與在流化床1.3的加料口相連，加砂裝置1.4底部連接在流化床1.3的加料口前的流路上，另一路連接加砂裝置1.4的進口。流化床1.3出口通過進口節(jié)流閥1.5與粒子分離器1.6的進氣道1.19連接。粒子分離器1.6的清除流道1.20出口1.18通過清除流節(jié)流閥1.7與流量測量裝置1.8相連，流量測量裝置1.8的出口連接旋風分離器1.9的入口。旋風分離器1.9的潔凈氣體出口連接抽風機1.10，出塵口連接收砂箱1.12。抽風機1.10后采用濾網(wǎng)1.11收集微小的砂塵。粒子分離器1.6的主流道出口1.21通過主流節(jié)流閥1.13與流量測量裝置1.14相連，流量測量裝置1.14的出口連接旋風分離器1.15的入口，旋風分離器1.15的潔凈氣體出口連接抽風機1.17，出塵口連接收砂箱1.16。抽風機1.17后采用濾網(wǎng)1.18收集微小的砂塵。

其中，抽風機的功率和抽風量應該是視實驗所要測量的工況，比如流量范圍而定的。濾網(wǎng)可采用細密的布袋濾網(wǎng)，總的砂粒收集裝置理想狀態(tài)應該能百分百收集氣流中的所有砂粒；根據(jù)需要，也可采用其他的分離裝置，只要能收集砂粒都在保護范圍之內即可。氣泵可提供恒定進口壓力32.24kPa，抽風機型號為BYF7132。旋風分離器可采用風壓1.7kPa，風量15m³/min的旋風分離器作為與抽風機匹配的普通切向進氣的分離器裝置，當然也可用很多其它的分離器代替，如現(xiàn)在的分離器多種多樣，靜電除塵、水除塵等等都可以使用。以上用于連接各個部件的管路內壁應保證潔凈，光滑。

實施例2：以測試旋風分離器效率為例，如圖3所示是待測旋風分離器的示意圖，含砂氣流由待測旋風分離器的進口2.22進入分離器，砂塵由砂塵出口2.23排出，分離砂塵后的較為潔凈的氣體由氣體出口2.24排出。

如圖4，氣泵2.2出口氣流分為兩路，一路氣體通過標準進口流量管2.1連接流化床2.3的鼓風口，一路與在流化床2.3的加料口相連，加砂裝置2.4底部連接在流化床2.3的加料口前的流路上，另一路連接加砂裝置2.4的進口。流化床2.3出口通過進口節(jié)流閥2.5與待測旋風分離器2.6的進氣口2.27連接。待測旋風分離器2.6的砂塵出口2.28連接收砂箱2.12。待測旋風分離器2.6的氣流出口2.29連接旋風分離器2.15的入口，旋風分離器2.15的潔凈氣體出口連接抽風機2.17，出塵口連接第二收砂箱2.16。抽風機2.17后采用濾網(wǎng)2.18收集微小的砂塵。

本發(fā)明所公開的慣性粒子分離器分離性能測試方法如下：

在粒子分離器中生成流場，向加砂裝置中加入一定粒徑的砂粒；分別測量粒子分離器進口的流量W_in，測量粒子分離器主流出口流量W_a1，測量清除流路出口的流量W_a2和計算清除比其中，對于砂塵出口無氣流的情況無需計算清除比。

對流經(jīng)粒子分離器的砂粒進行稱重，如實施例1中采用質量測量裝置測量收砂箱1.16、濾網(wǎng)1.18中的砂?？傎|量，得到主流中的含砂量m_a1；采用質量測量裝置測量，如常用的天平，收砂箱1.12、濾網(wǎng)1.11中的砂?？傎|量，得到清除流中的含砂量m_a2；在實施例2中只需測量收砂箱中的砂粒質量即可。

從而得到計算粒子分離器的分離效率：

實施例中可以通過調節(jié)進口節(jié)流閥來控制粒子分離器進口的流量W_in，保持砂粒粒徑不變，清除比相同，測量不同進口流量條件下所述粒子分離器的分離效率。

實施例也可以通過調節(jié)主流節(jié)流閥和清除流節(jié)流閥控制主流出口流量W_a1及清除流出口的流量W_a2，從而改變清除比同時保持砂粒粒徑不變，進口流量相同，測量不同清除比條件下所述粒子分離器的分離效率。在實施例2中砂塵出口無氣流，無需測量清除比。實施例還可以通過篩選砂粒，改變加入流化床中的砂粒粒徑R；保持清除比相同、進口流量相同，測量不同粒徑條件下所述粒子分離器的分離效率。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。