CN101422757B - 高效低阻旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本发明一种高效低阻风分离器，它包括：筒体、锥体和排灰斗，筒体、锥体和排灰斗从上到下依次连接在一起，筒体上开有进气口，筒体内装有排气管，排气管的上端伸出筒体外，其中：所述排气管包括：直筒、上扩口锥环、开槽锥体和下扩口锥环，直筒、开槽锥体和下扩口锥环从上到下依次连接，上扩口锥环的上端连接在直筒的下端上，沿着开槽锥体的圆周方向开有1-6个开锥口，本发明的高效低阻旋风分离器，其效率高、压降低，它比一般高效旋风分离器的压降可降低10～20％，效率可提高2～3个百分点，并且操作弹性大、结构简单、实施容易和成本很低，尤其适合细微颗粒的捕集。

Description

高效低阻旋风分离器

技术领域

本发明涉及一种混合气固流的分离装置，具体地说涉及一种通过旋转气流分离固体颗粒的高效低阻的旋风分离器。

背景技术

用来分离气体和固体颗粒的旋风分离器装置在石油、化工、煤炭、电力、环保等行业中得到广泛应用。目前工业中对分离超细粉尘的要求越来越高，常要求旋风分离器能使5～10μm颗粒的捕集效率接近甚至达到100％，并且要求旋风分离器的压降降低，因此，高效低阻的旋风分离器有着广阔的应用前景。

常用的旋风分离器由进气口、排气管、筒体、锥体和排尘灰斗等部分构成。其工作原理是：含尘气流经过进气口进入旋风分离器，在旋风分离器内形成绕其轴线旋转的气流，在离心力的作用下，粉尘被甩向边壁，向下经排尘口排出，洁净气体则经过中心的排气管排出。排气管是旋风分离器的一个关键组成部件，它既影响分离效率又影响分离器的压降。对旋风分离器内流场及浓度场的研究表明，排气管末端存在强烈的径向向心气流，即短路流，短路流将固体颗粒直接带出排气管是导致旋风分离器效率下降的最大因素之一，较大的颗粒弹跳也会使其从排气管逃逸，使净化气体中出现一些粗颗粒。可见，要达到效率更高，压降更低的目的，就必须有效减少排气管处“短路流”等因素对分离过程的影响。

中国专利CN 86100974公布了一种用于旋风分离器的分流型芯管，在截锥形圆管锥体的周壁上开设均匀分布的竖向缝，这种分流型芯管装在普通旋风分离器的排气管下端，可以明显地减少粉尘透过率。

中国专利CN 00215054.9公开一种排气管带导流槽的切流返转型蜗壳式旋风分离器，即在排气管上开设导流斜槽，斜槽与当地气流方向所成夹角为90～180°。

中国专利CN 99211425.X公开一种装有排气部件的旋风分离器，在排气管末端设置由1～50片分流旋片组成的旋片型芯管，旋片上部与排气管相连，下部为自由端，连接一段圆筒或一段锥筒。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的旋风分离器效率低、阻力大和较大的颗粒会从排气管逃逸的问题，而提供一种高效低阻风分离器。

本发明一种高效低阻风分离器，它包括：筒体、锥体和排灰斗，筒体、锥体和排灰斗从上到下依次连接在一起，筒体上开有进气口，筒体内装有排气管，排气管的上端伸出筒体外，其中：所述排气管包括：直筒、上扩口锥环、开槽锥体和下扩口锥环，直筒、开槽锥体和下扩口锥环从上到下依次连接在一起，上扩口锥环的上端连接在直筒的下端上，沿着开槽锥体的圆周方向开有1-6个开锥口；

本发明的高效低阻旋风分离器，其中：所述开锥口的开口面积为直筒横截面的0.5-3倍；

本发明的高效低阻旋风分离器，其中：所述开锥口为3个；

本发明的高效低阻旋风分离器，其中：所述开槽锥体上端的直径大于或等于其下端的直径，它的锥度为0-20°；

本发明的高效低阻旋风分离器，其中：所述上扩口锥环上端的直径小于其下端的直径，上扩口锥环的上端在进气口的下端附近；

本发明的高效低阻旋风分离器，其中：所述上扩口锥环的锥度为20-70°；

本发明的高效低阻旋风分离器，其中：所述上扩口锥环下端的直径为直筒直径的1.1-1.5倍；

本发明的高效低阻旋风分离器，其中：所述下扩口锥环上端的直径小于其下端的直径，下扩口锥环的下端在锥体的上端附近；

本发明的高效低阻旋风分离器，其中：所述下扩口锥环的锥度为20-70°；

本发明的高效低阻旋风分离器，其中：所述下扩口锥环下端的直径为直筒直径的0.8-1.2倍。

本发明的高效低阻旋风分离器具有如下优点：

1、本发明的高效低阻旋风分离器，其效率高，压降低，它比常规旋风分离器的压降可降低10～20％，效率可提高2～3个百分点。

2、本发明的高效低阻旋风分离器操作弹性大，尤其适合细微颗粒的捕集；

3、本发明的高效低阻旋风分离器结构简单，实施容易，成本很低。

附图说明

图1为本发明一种高效低阻旋风分离器的正向示意图；

图2为本发明一种高效低阻旋风分离器的排气管放大的正向示意图；

图3为本发明一种高效低阻旋风分离器的排气管放大的俯向示意图；

图4为本发明高效低阻旋风分离器与常规旋风分离器的效率对比图；

图5为本发明高效低阻旋风分离器与常规旋风分离器的压降对比图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明的高效低阻旋风分离器，它包括：筒体3、锥体4和排灰斗5，筒体3、锥体4和排灰斗5从上到下依次连接在一起，筒体3上开有进气口1，筒体3内装有排气管2，排气管2的上端伸出筒体3外。排气管2包括：直筒6、上扩口锥环7、开槽锥体8和下扩口锥环10，其中：直筒6、开槽锥体8和下扩口锥环10从上到下依次连接在一起，上扩口锥环7的上端连接在直筒6的下端上，沿着开槽锥体8的圆周方向开有3个开锥口9，开锥口9的开口面积为直筒横截面的0.5-3倍，最好为1.5～2倍，开槽锥体8上端的直径大于或等于其下端的直径，它的锥度为0-20°。

如图2所示，上扩口锥环7上端的直径小于其下端的直径，上扩口锥环7的上端在进气口1的下端附近，上扩口锥环7的锥度为20-70°，最好为45°，它下端的直径为直筒6直径的1.1-1.5倍。

如图2所示，下扩口锥环10上端的直径小于其下端的直径，下扩口锥环10的下端在锥体4的上端附近，下扩口锥环10的锥度为20-70°，最好为30～45°，它下端的直径为直筒6直径的0.8-1.2倍。

从旋风分离器进气口1进入的气流绕排气管2旋转流动，部分气流从开槽锥体8的开锥口9直接进入排气管2，增大了气流的流通面积，导致压降降低。开槽锥体8的下口的直径较常规的小，可确保气流在旋风分离器内形成较强的离心力场，可以显著提高分离效率。图3和图4分别对比了本发明高效低阻旋风分离器与常规旋风分离器在不同入口气速下的效率和压降，可见，本发明高效低阻旋风分离器的分离效率比常规旋风分离器提高了1％～3％，尤其在进气口1气速较高的情况下，效率提高更加明显，压降降低20％左右。

通过对本发明的高效低阻旋风分离器的实验研究表明，排气管2一方面其低端接近筒体3和锥体4交界处，提高内旋涡旋转“刚性”，使分离器流动稳定性得到进一步加强；另一方面下扩口锥环10使沿排气管2外壁下移的颗粒的切向速度及轴向向下速度平稳地加速，并且尘粒在下扩口锥环10的作用下导入到外旋流后，被再次分离，同时下扩口锥环10的锥形结构又会使平衡尘粒面向外扩，使尘粒离排气管2入口处较远，有利于减少尘粒的短路，综合这两方面的原因，使分离效率提高显著。另外，开槽锥体8使得气流通过开锥口9进入排气管1，增大了流通面积，故压降也低。

以上实施例只是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (5)

1.一种高效低阻旋风分离器，它包括：筒体(3)、锥体(4)和排灰斗(5)，筒体(3)、锥体(4)和排灰斗(5)从上到下依次连接在一起，筒体(3)上开有进气口(1)，筒体(3)内装有排气管(2)，排气管(2)的上端伸出筒体(3)外，其特征在于：所述排气管(2)包括：直筒(6)、上扩口锥环(7)、开槽锥体(8)和下扩口锥环(10)，其中：直筒(6)、开槽锥体(8)和下扩口锥环(10)从上到下依次连接在一起，上扩口锥环(7)的上端连接在直筒(6)的下端上，开槽锥体(8)沿着圆周方向开有1-6个开锥口(9)，所述上扩口锥环(7)上端的直径小于其下端的直径，上扩口锥环(7)的上端在进气口(1)的下端附近，所述下扩口锥环(10)上端的直径小于其下端的直径，下扩口锥环(10)的下端在锥体(4)的上端附近。

2.如权利要求1所述的高效低阻旋风分离器，其特征在于：所述开锥口(9)的开口面积为直筒(6)横截面积的0.5-3倍。

3.如权利要求2所述的高效低阻旋风分离器，其特征在于：所述开锥口(9)为3个。

4.如权利要求3所述的高效低阻旋风分离器，其特征在于：所述上扩口锥环(7)下端的直径为直筒(6)直径的1.1-1.5倍。

5.如权利要求4所述的高效低阻旋风分离器，其特征在于：所述下扩口锥环(10)下端的直径为直筒(6)直径的0.8-1.2倍。

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