CN101391239A

CN101391239A - 多效旋风分离器

Info

Publication number: CN101391239A
Application number: CNA2008101584353A
Authority: CN
Inventors: 王立新; 李会平
Original assignee: Qingdao University of Science and Technology
Current assignee: Qingdao University of Science and Technology
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2028-10-30
Also published as: CN101391239B

Abstract

一种多效旋风分离器。其主体外壳包括上部圆筒体、螺旋形顶盖板、下部倒圆锥筒体。排气管伸入圆筒体内。灰仓固定在倒圆锥壳体的下端。进气口经依次连接的立α形一级和二级预分离螺旋管再切向安装在圆筒体上端。进气口以及一级和二级预分离螺旋管的横截面均为矩形。一级和二级预分离螺旋管旋转角度分别为360°和1080°。圆筒体内的下部固定有节流稳流锥圆锥体。灰仓内的上部安装有吸气管，灰仓的顶盖板中间带有V形环槽。它压降小，对亚微米颗粒分离效率大，放大效应小。排气中灰尘浓度达到环保要求。有效消除了流场中的二次流，流型稳定、气速低，设备磨损小，使用寿命长。可以替代布袋和静电除尘器用于含尘气体的末端除尘。

Description

多效旋风分离器

技术领域

本发明属于旋风分离器技术领域，更明确地说涉及多效旋风分离器的创新设计。

背景技术

传统的各型普通、高效旋风分离器普遍存在排气口短路流和下灰环夹带等问题，而且放大效应显著。随着分离器尺寸的增加，压降急剧增大，分离效率下降明显。对3μm以下的颗粒分离效率很低，即便是3～10μm范围内的颗粒也不能保证100％除去。在严格的环保要求下，不能满足终端除尘的要求。

另外，已有的各种旋风分离器器内流场中存在着各种二次流，流型不够稳定，设备的磨损较大，使用寿命也较短。

发明内容

本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种多效旋风分离器。它压降较小，对亚微米颗粒分离效率大，放大效应小。而且设备直径增大时，分离效率和压降基本不变。排出气中的灰尘浓度可以达到严格的环保要求。有效消除了分离器内流场中的各种二次流，流型稳定、气速低，设备磨损小，使用寿命长。可以替代布袋和静电除尘器，用于含尘气体的末端除尘。

为了达到上述目的，本发明包括主体外壳。主体外壳包括上部圆筒体、固定在上部圆筒体上面的螺旋形顶盖板、固定在上部圆筒体下端的下部倒圆锥筒体。进气口切向安装在圆筒体上端，排气管安装在螺旋形顶盖板中间并伸入圆筒体内。下端带有排灰口的灰仓固定在倒圆锥壳体的下端。进气口经依次连接的立α形一级预分离螺旋管和二级预分离螺旋管再切向安装在圆筒体上端。进气口以及一级预分离螺旋管和二级预分离螺旋管的横截面均为矩形。一级预分离螺旋管的旋转角度为360°，二级预分离螺旋管的旋转角度为1080°。排气管呈圆筒形，竖直插入上部圆筒体上面的螺旋形顶盖板中，其下端与顶盖板保持一定距离。

圆筒体内的下部固定有节流稳流锥，节流稳流锥为圆锥体，位于圆筒体的中心线上。节流稳流锥与主体外壳同在中心线上，底部位置比圆筒体底部略高，锥体顶点指向排气口。

灰仓的上部中心线上安装有吸气管。吸气管包括中心吸管、底部与中心吸管的底部连通的四根均布的回流支管。中心吸管和回流支管均竖直向上而且上端开口。中心吸管插入倒圆锥壳体内。回流支管进气口指向灰仓顶盖板的外缘，并与灰仓侧壁留有间隙。中心管上端插于主体外壳的下部倒圆锥壳体下口以上一定距离。

灰仓与主体外壳倒圆锥壳体下端相连，由上圆筒形外壳、顶盖板和下倒圆锥形筒体组成。排灰口横截面为圆形，与下倒圆锥形筒体底端相接。灰仓的顶盖板中间带有V形环槽。

本发明的原理是：

工作时，经进气口进入的含尘气体，首先进入一级预分离螺旋管，使进口气体中的粉尘的分布宽度向下得到一次压缩，以避免常规旋风分离器中常见的短路流。接着进入二级预分离螺旋管，使气体中粉尘的分布宽度向左得到显著压缩，以提高其在主体外壳中的分离效率。然后进入上部圆筒体内，沿螺旋形顶盖板螺旋向下运动，以避免与进口气流相冲突，消除了上灰环，可有效提高分离效率。气体在上部圆筒体内继续螺旋向下运动，部分内侧流体折返向上形成内旋流，进入排气口排出器外；外侧气体则向下通过稳流锥与上部圆筒体之间的环隙进入下部倒圆锥筒体内。在沿下部倒圆锥筒体内壁螺旋向下运动的过程中，大部分内侧气体折返向上进入内旋流，并经由稳流锥表面螺旋上升至排气口排出器外；少量外侧气体携带分离到壁面附近的颗粒进入灰仓。在灰仓内，向边缘分散流动的气体与惯性向下的粉尘颗粒产生分离。气体进入顶盖板外侧，并由上汇集进入四根回流支管的入口，在管内流动至中心吸管上端出口，进入主体外壳下部倒圆锥筒体内旋流，并向上直至排气口排出器外。而灰尘则在灰仓内继续依靠重力下落至底部，并经排灰口排出器外。吸气回流管及中间带有V形环槽的顶盖板的设计目的是消除下灰环夹带，可有效提高0.1～6μm颗粒的分离效率。

本发明的目的就是这样实现的。

本发明多效旋风分离器(Multi-Effect Cyclone Separator)在进口气速为11～15m/s的范围内，压降在440～860Pa之间，对直径在0.1～3μm范围内的颗粒分离效率大于90％，大于3μm的颗粒分离效率接近100％。设备直径由0.25m增加至2.0m时，分离效率下降小于3％，压降基本不变。对于0.1～3μm颗粒浓度为1g/m³的含尘气体，排出气中的灰尘浓度将降至100mg/m³以下，可以达到严格的环保要求。另外，多效旋风分离器有效消除了器内流场中的各种二次流，具有流型稳定、气速低的特点，对设备磨损小，使用寿命长。因此，本发明完全可以替代布袋和静电除尘器，用于含尘气体的末端除尘，在各类工业领域具有极为广泛的用途。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明局部剖面示意图。

图3为本发明实施例的粒级分离效率曲线图。

具体实施方式

实施例1。一种多效旋风分离器，如图1、图2所示。它包括主体外壳。主体外壳包括上部圆筒体5、固定在上部圆筒体5上面的螺旋形顶盖板10、固定在上部圆筒体5下端的下部倒圆锥筒体11。排气管4安装在螺旋形顶盖板10中间并伸入上部圆筒体5内。下端带有排灰口9的灰仓8固定在倒圆锥壳体11的下端。进气口1经依次连接的立α形一级预分离螺旋管2和二级预分离螺旋管3再切向安装在上部圆筒体5上端。进气口1以及一级预分离螺旋管2和二级预分离螺旋管3的横截面均为矩形。一级预分离螺旋管2的旋转角度为360°，二级预分离螺旋管3的旋转角度为1080°。

圆筒体5内的下部安装固定有节流稳流锥6，节流稳流锥6为圆锥体或圆锥壳体，位于圆筒体5的中心线上。

灰仓8的上部中心线上安装有吸气管7。吸气管7包括中心吸管12、底部与中心吸管12的底部连通的四根均布的回流支管13。中心吸管12和回流支管13均竖直向上而且上端开口。中心吸管12插入主体外壳的下部倒圆锥筒体11内。回流支管13的进气口指向灰仓顶盖板14的外缘，并与灰仓侧壁留有间隙。

灰仓8的顶盖板14中间带有V形环槽15。

一级预分离螺旋管2的旋转角度为360°，二级预分离螺旋管3的旋转角度为720～1440°时，效果都好。但预分离螺旋管3的旋转角度为1080°或1440°时，效果最好。

本实施例能有效分离微米、亚微米级颗粒。设备直径为0.5m、当进口气速为13m/s时，其对粒径在0.1～10μm范围内的碳酸钙粉体的粒级效率曲线如图3所示。设备直径由0.25m增加至2.0m时，分离效率下降小于3％，压降基本不变。而且，由于器内气体流速较小，流型稳定，基本消除了各种二次流和灰环，对设备磨损很小，使用寿命长。完全可以替代布袋和静电除尘器，用于含尘气体的末端除尘，在各类工业领域具有极为广泛的用途。

Claims

1.一种多效旋风分离器，包括主体外壳，主体外壳包括上部圆筒体、固定在上部圆筒体上面的螺旋形顶盖板、固定在上部圆筒体下端的下部倒圆锥筒体，进气口切向安装在圆筒体上端，排气管安装在螺旋形顶盖板中间并伸入圆筒体内，下端带有排灰口的灰仓固定在倒圆锥壳体的下端，其特征在于所说的进气口经依次连接的立α形一级预分离螺旋管和二级预分离螺旋管再切向安装在圆筒体上端，进气口以及一级预分离螺旋管和二级预分离螺旋管的横截面均为矩形。

2.按照权利要求1所述的多效旋风分离器，其特征在于所说的一级预分离螺旋管的旋转角度为360°，二级预分离螺旋管的旋转角度为1080°。

3.按照权利要求1或2所述的多效旋风分离器，其特征在于所说的圆筒体内的下部固定有节流稳流锥，节流稳流锥为圆锥体，位于圆筒体的中心线上。

4.按照权利要求3所述的多效旋风分离器，其特征在于所说的灰仓的上部中心线上安装有吸气管，吸气管包括中心吸管、底部与中心吸管的底部连通的四根均布的回流支管，中心吸管和回流支管均竖直向上而且上端开口，中心吸管插入主体外壳的下部倒圆锥壳体内，回流支管进气口指向灰仓顶盖板的外缘，并与灰仓侧壁留有间隙。

5.按照权利要求4所述的多效旋风分离器，其特征在于所说的灰仓的顶盖板中间带有V形环槽。