CN103041936A

CN103041936A - 涡旋加速除尘器

Info

Publication number: CN103041936A
Application number: CN2011103131006A
Authority: CN
Inventors: 高苏茂
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-15
Filing date: 2011-10-15
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2031-10-15
Also published as: CN103041936B

Abstract

一种运用对气流的变流、增速、变径、导流、尘粒的减速分离五种除尘原理的设备，具有突出的外形及构造，解决了人们一直渴望解决但始终未解决好的低阻高效的技术难题；该设备可使d₁₀₀达到0.1μm以下，d₅₀达到0.05μm以下，对0.5μm以上的尘粒理论除尘除雾率可达到100%；该设备入口处具有变流腔或漏斗云状蜗旋加速器，出口处具有漏斗云状蜗旋加速器,具有专用的上灰环流腔，下灰斗处具有风动的旋流导流体；该设备通过对内部气流的规整加速并有效利用，避免了内部紊流及短路流的产生，达到强化并提高除尘效果、减小动力消耗的目的；该设备形成GLⅠ、GLⅡ、GLⅢ、GDⅠ、GDⅡ、GK、GE、GB、GX型等系列设备。

Description

涡旋加速除尘器

技术领域

本发明涉及一种旋风除尘器，更具体来讲，本发明涉及一种利用漏斗云状涡旋加速器来提高内外旋流的分离能力,减少底部夹带的涡旋加速除尘器。

背景技术

旋风除尘器是利用旋转的气体所产生的离心力，将粉尘或液滴从气流中分离出来的一种干式气固、气液分离装置；按气体出口方向的不同，可分为顺式和反转式两种形式；反转式除尘效率高，压力适中，已得到广泛应用。

一般反转式旋风除尘器，气流从旋风除尘器进口进入，在圆筒体内侧旋转而下，形成外旋流；到达锥体的端点前反转向上，形成内旋流；除尘后的气体由出口排出；外旋流除尘后形成的尘环主要集中在下锥体灰斗处，称下灰环流；进口处气流旋流过程中上漂的尘环聚集在除尘器顶盖下方，称上灰环流；除龙卷风旋风除尘器外的一般旋风除尘器，内旋流不但无除尘功效,反而影响外旋流的除尘能力。

提高旋风除尘器的除尘能力，主要是提高外旋流、内旋流的除尘能力，对内旋流除尘能力加以利用，且减少上灰环流走短路及下灰环流中粉尘的底部夹带。

现有的旋风除尘器，设备内的外旋流速度基本为一定值，可以根据临界粒径与分离理论，即沉降分离理论和平衡分离理论进行计算；沉降分离理论认为，颗粒受离心力的作用，沉降到旋风分离器壁面所需要的时间和颗粒在分离区间气体停留时间相平衡，从而计算出粉尘完全被分离的最小极限粒径d ₁₀₀ ；平衡分离理论认为，一定直径d的颗粒，因旋转气流而产生的离心力Z，将会在平衡轨道上与向心气流对它的Stokes阻力W相平衡，而平衡轨道可以看做是排气管下端由最大切线速度的各点连接起来的一个假想圆筒，其平衡随时被打破，有时离心力Z大于阻力W，有时阻力W大于离心力Z，在此假想筒体上的颗粒具有50%的分离效率，称此颗粒直径为d ₅₀ ；d ₅₀ ² 与此圆周处的半径R ₂ 及R ₂ 处的径向速度υ _r2 呈正比，与R ₂ 处的切向速度的平方呈反比；在无紊流的情况下，旋转速度越大，此圆周处的半径R ₂ 越小，d ₅₀ 越小，R ₂ 趋于0，d ₅₀ 趋于无限小；由此推断在一定状况下的该设备的除尘效率。

现有的龙卷风除尘器，对内旋流分离能力加以利用，基本克服了出口短路流的发生，缺点是把内旋流分离的旋转向上的尘粒进行强制式向下推移，需克服强大的对撞阻力及由此造成的旋涡流的阻力，动力消耗太大，属高阻高效旋风除尘器。

扩散型旋风除尘器在减少粉尘底部夹带方面成效显著，存在上灰环流走短路的缺点,同时存在内旋流功效未得到利用的一般缺点，属中阻中效旋风除尘器。

旁路式旋风除尘器有效利用了上灰环流，可通过旁路除掉上灰环流及内旋气流中的部分粉尘，缺点是上灰环流为外环流上漂尘粒的聚集，内旋流直接被出口气体带走，且旁路经常堵塞，内旋流除尘效果功效未得到利用，外旋流功效利用较好，属中阻中效旋风除尘器。

中国专利CN200920352594公布了一种除尘器，可以命名为顺式强制外循环旋风除尘器，气体从内筒体中下部切向进入旋转向上，粉尘浓集后，占进口气体总量15～30%的气体由内筒体的上环空隙进入外筒体与内筒体之间,靠在气体出口管上外设的旋转向下的引导气流牵引，实现内旋流分离尘粒的二次分离；其目的是改善龙卷风旋风除尘器阻力高的缺点，并同时带来以下缺点；缺点一是气体的循环量过大，由此降低了内旋流的速度，较大程度削弱了内旋气流的分离能力；其缺点二是继承了龙卷风旋风除尘器的缺点，在向上输送气流的出口管上，外供向下旋转的高速气流，在出口管内形成过强的涡流，造成对撞阻力，使阻力增大；该气流经连接出口管的上锥形筒的减速作用后，外旋流的流速过低，造成外旋流的除尘效果太差；其缺点三是与同直径旋风除尘器相比，该设备处理气体量过小；该设备在规避龙卷风除尘器动力消耗大的同时，降低了除尘效果，属中阻中效旋风除尘器,其应用方面受到限制。

中国专利CN20072007855公布的环流旋分器，靠内外筒体之间的缝隙变流，来引导外旋流体向下流动；该设备具有上小下大且与出口管板式连接的内筒体，靠内外筒体之间的缝隙，使入口气流变流增速；该设备内筒体与出口管连接处未形成光滑的流通通道，造成阻力增大；该设备未利用内旋流功效，且存在内构件多，易堵塞的缺点；该旋风除尘器属低阻低效旋风除尘器。

具有反射屏的扩散型旋风除尘器其反射屏只有导流作用，无粉尘分离效果，且内旋流除尘功效未得到利用,属中阻中高效旋风除尘器。

以上所述的旋风除尘设备在强化单方面功能的同时，导致了其它功能的削弱，且普遍存在低阻低效、中阻底效、中阻中效、高阻中效、高阻高效的问题；通过新理论的研究来分别强化各分部分功能完成整体功能的协同共进，实现低阻高效旋风的创新,国内外未见报导；利用变流腔来提高气流进口速度，中国专利CN20072007855已尝试但效果不佳，通用E型旋风在这方面做的较好；利用蜗旋加速器同时提高内外旋流气速，在提高的同时使内外旋流始终变速，从而提高内、外旋流除尘能力，国内外未见报道；设置专用上灰环流腔来利用内旋流功效，国内外未见报道；在内外旋流反转处设置旋流导流体，即起到导流作用，又起到对粉尘的分离作用，国内外未见报道；设置上大下小的内筒体，使内筒体的外表面成为外旋流的内顺流依附体，使内筒体的内表面附近区域成为内旋流分离出的尘粒的聚集分离区及向上依附体，国内外未见报道；

综上所述，实现低阻高效的旋风除尘设备，用低动力消耗，取得高的除尘效果，一直是人们渴望解决但始终未能解决好的技术难题；其关键的问题没有新的理论支持，从而固守成规，在人们的脑海中旋风除尘器已经定型，其单一设备内旋流流速及外旋流流速从旋风除尘器的计算公式中一直为一计算定值，并深深印在脑海中，其改造只是提高单方面的性能；旋风除尘器出入口处的整体外形未变，利用的除尘理论未变，就不会产生质的飞跃。

发明内容

本发明利用龙卷风形成原理，克服现有技术偏见，提供一种带有漏斗云状涡旋加速器的除尘器；该设备的除尘原理之一为变流除尘，由该设备的涡旋加速器及变流腔提供流速变化的内外旋流气速，达到对气流增速降速完成对气流除尘的目的；该设备的除尘原理之二为增速除尘，由该设备的涡旋加速器及变流腔来提速，达到增速除尘的目的；该设备的除尘原理之三为变径除尘，通过设置在该设备出入口处的涡旋加速器对内外旋流旋转直径的变径且渐次减小或增大，达到在同等气流气速条件下，用减小气流旋转直径的方法，达到提高除尘效果的目的；该设备的除尘原理之四为尘粒的减速分离，在规整内外旋流的同时，形成内外旋流的尘粒分离空间，使尘粒沉降或上漂移的速度降低，分离时间延长，从而使得旋流分离出的尘粒得到有效回收，使内外旋流的功效得到充分利用；该设备的除尘原理之五为导流除尘，通过该设备内外旋流反转处的旋流导流板，降低内外旋流反转处阻力，在降低反转处阻力的同时，促进除尘功效的发挥，避免设备内纵向漩涡，局部涡流等紊流的产生；该设备减少或杜绝了上灰环流及下灰环流处的出口短路及扬尘，使内外旋流的功效得到充分利用；

该设备的除尘原理之四尘粒的减速分离，使内外旋流形成较大的尘粒净化空间，且该设备的分离时间相对较长，使得按沉降分离理论计算的该设备的d ₁₀₀ 可达到0.1μm以下；其除尘原理之三变径除尘，使得设备底部内旋流直径较小，此处的内旋流流速较大，按平衡分离理论(又称假想圆筒学说，或筛分理论)计算的分离效率为50%的切割粒径d ₅₀ 可达到0.05μm以下；由此可以得出，该设备如对0.5μm以上的尘粒其理论除尘除雾效率可以达到100%。

为了实现上述原理，该设备具有特殊的构造及外型；该设备入口处具有变流腔或漏斗云状涡旋加速器，出口处具有漏斗云状涡旋加速器，具有专用的相对进口气流不完全隔离的加大的上灰环流腔，具有上大下小的内筒体，具有内外旋流反转处可设置的风动旋转的旋流导流体。

该设备的上大下小的内筒体与出口处的漏斗云状涡旋加速器有一定距离，且其上口径大于出口处的漏斗云状涡旋加速器入口直径，使内旋流流至其上口径位置时，尘粒从内旋流中甩向上环流腔及内筒体器壁附近的内旋流静尘区，洁净气体由出口漏斗云状涡旋加速器减速后排出。

该设备的上灰环流腔，与一般旋风除尘器不同，一般旋风除尘器无专用上灰环流腔，未进行隔离，其上灰环流尘粒为进口处气流上飘移尘粒的无规则聚集，且80%以上被出口气体带走(旁路式旋风除尘器及龙卷风旋风除尘器除外)；该设备的上灰环流腔为内旋流分离尘粒的聚集区，且与进口气流相对隔离；与一般设备的上灰环流腔相比，该设备的上灰环流腔较大；该设备靠进口气流变流产生的动力，把上灰环流腔中聚集的带有尘粒的气体引至外旋流进行除尘分离，避免上灰环流在出口短路，达到充分发挥内旋流功效的目的。

该设备进口处的漏斗云状涡旋加速器或变流腔，具有单向或多向逐渐变化的入口尺寸，来吸引上灰环流腔中的气体进入外旋流,并与之汇合，且规整外旋流流向，使其靠上大下小的内筒体外壁旋转向下流动，外旋流得到逐渐加速，使除尘能力增强；其中含有的2微米以上的尘粒被有效除掉，并有效防止了含尘浓度高的上灰环流走短路造成除尘效果的降低；

该设备进口处的漏斗云状涡旋加速器，通过多段圆环面、多段锥筒体圆滑过渡、形成连接在一起的内外旋转面，两旋转面外型都为漏斗云形体，且其旋转直径突缩后渐缩，其两旋转面间环面面积可保持一定数值，也可逐渐缩小或逐渐扩大；其中配备逐渐缩小的环面面积其除尘效果最佳，这样使得进口处的流体由直线流变为直径逐渐缩小的旋转流，且顺内筒体外壁旋转而下，外旋流流体速度得到逐渐提高，外旋流旋转直径逐渐减小，气流厚度逐渐减薄，单位垂直距离内的旋转圈数逐渐增加，从而强化了外旋流除尘效果，且避免了外旋流中局部涡流的产生；在外旋流离开漏斗云状涡旋加速器继续向下旋转的同时，外旋流直径继续逐渐缩小，外旋流继续加速，同一垂直距离内的旋转圈数逐渐增加，使除尘效果进一步增强；

该设备气体出口配置漏斗云状涡旋加速器，与进口处的漏斗云状涡旋加速器外形相同；经内旋流除尘后的流体从漏斗云状涡旋加速器底部进入，靠内外环面直径的逐渐扩大，出口流逐渐扩流，其旋转直径逐渐扩大，流速逐渐减小，然后由漏斗云状涡旋加速器最大直径处的切向导出，气流由直径逐渐扩大的旋转流变为切向直线流排出该设备；这样设置的目的是规整该设备内的内旋流流向，使靠近该设备底部的内旋流，速度高旋转直径小；使靠近该设备出口处的内旋流，速度较低，旋转直径较大；靠出口流体的引力，使得内旋流流体外形呈上大下小的圆锥体，越靠近下部速度越高，越靠近上部，速度越低，达到加速除尘、变径除尘及变速除尘的目的；该设置同时避免了产生纵向涡流及短路流等造成阻力增大、降低除尘效果的紊流的目的；由于该设备的内旋流速度高，旋转直径较小，由此在该设备内筒体内壁及内旋流间形成了内旋流沉降区，该沉降区的尘粒靠内筒体内壁的导流进入上灰环流腔，被旋转向下的外旋流气体引至外旋流，并落入下灰斗。

下灰斗处的旋流导流体，使外旋流流线型导入内旋流；在导入的同时，部分灰尘被风动旋转的旋流导流体甩入下灰斗，同时可隔断下灰斗中尘粒的再次飞扬，并有效避免下灰环流体中尘粒的再次旋升。

以上说明中的除尘原理及上大下小的内筒体，与入口气流相对隔离的上灰环流腔，漏斗云状涡旋加速器，内外旋流反转处的旋流导流体，气体入口处的用于抽吸上灰环流带尘气体的变流腔为本发明专利的重要内容；利用其原理的任何一项或其中几项的改变只是对本专利简单实施方式的改变，并未形成新的理论基础，应理解为在本专利保护范围之内。

利用其原理，在气体进口处设置漏斗云状涡旋加速器，形成GL型涡旋除尘器；根据筒体外形及旋流体的相对位置和方式的不同，可形成GLⅠ、GLⅡ、GLⅢ型涡旋除尘器，其中GLⅡ型有方筒体和圆筒体两种造型；利用其原理的一种或几种改造现有通用高效旋风D型、扩散式旋风(简称K型)、高效E型、通用B型、多管旋风体（简称X型）及其它类型，形成GDⅠ、GDⅡ、GK、GE、GB、GX等多类变流腔进口涡旋加速除尘器；综合平衡动力消耗及除尘功效的关系，以GLⅠ、GLⅡ、GLⅢ型、GE型、GX型效果更为显著。

附图说明：

通过参考附图对本发明的示例性实施例进行详细地描述，本发明的原理和其他特征将会变得更加清楚，其中：

图1是根据本发明实施例的GLⅠ型涡旋加速除尘器示意图；

图2是图1的A-A剖视示意图；

图3是图1的B-B剖视示意图；

图4是图1的C-C剖视示意图；

图5是出口处漏斗云状涡旋加速器08示意图；

图6是图5的另一种应用形式；

图7是图1的进口处漏斗云状涡旋加速器02示意图；

图8是图1的下灰斗处旋流导流体06外形；

图9是配有下灰斗密封的GLⅠ型涡旋加速除尘器；

图10是图9的旋流导流体部分构造示意图；

图11是根据本发明实施例的GLⅡ型涡旋加速除尘器示意图；

图12是根据本发明实施例的GLⅢ型涡旋加速除尘器示意图；

图13是现有DⅠ型螺旋面进口旋风除尘器示意图；

图14是根据本发明实施例的GDⅠ型螺旋面进口涡旋加速除尘器示意图；

图15是现有GDⅡ型180°蜗壳进口旋风除尘器示意图；

图16是图15的进口处剖视示意图；

图17是根据本发明实施例的GDⅡ型180°蜗壳进口涡旋加速除尘器示意图；

图18是图17的D-D剖视示意图；

图19是现有扩散式旋风(简称K型)除尘器示意图；

图20是图19的进口处剖视示意图；

图21是根据本发明实施例的GK型扩散式涡旋加速除尘器示意图；

图22是图21的E-E剖视示意图；

图23是现有E型异型进口旋风除尘器示意图；

图24是图23的进口处剖视示意图；

图25是根据本发明实施例的GE型异型进口涡旋加速除尘器示意图；

图26是图25的F-F剖视示意图；

图27是现有B型带导流板进口旋风除尘器示意图；

图28是图27的进口处剖视示意图；

图29是根据本发明实施例的GB型异径筒体涡旋加速除尘器示意图；

图30是图29的G-G剖视示意图；

图31是现有多管旋风体（简称X型）示意图；

图32是根据本发明实施例的GX型涡旋加速除尘器示意图；

图33是图32的H-H剖视示意图。

附图标记：01为进口（或入口，进流口，入流口），02为进口处漏斗云状涡旋加速器，03为内筒体，04为外筒体，05为下灰斗，06为下灰斗处的旋流导流体，07为外筒体顶板，08为出口处漏斗云状涡旋加速器，09为出口（或出流口，气流出口）, S1为进口旋流, S2为出口旋流，T1为外旋流，T2为外旋沉降流，T3为内旋流，T4为上环流（或上灰环流），X1为旋流导流腔，Z1为下灰腔。

具体实施方式：

以下，将参考附图来详细说明本发明的特定实施例。

在下面的说明中，相同的附图标记即使在不同的附图中也用于表示相同的部件；在该说明中定义的内容如详细的构造和部件只不过是提供帮助全面理解本发明的内容；因此，显而易见的是，没有那些定义的内容也能够实现本发明；此外，不对公知的功能或者构造进行详细的描述，以免不必要的细节使本发明模糊。

如图1至8所示的GLⅠ型涡旋加速除尘器，含尘气流由进口01进入，经进口处漏斗云状涡旋加速器02规整加速，形成进口旋流S1；其运动方式由直线流变为流道面积逐渐缩小，流道直径逐渐缩小的螺旋流，且沿内筒体03外壁呈螺旋形旋转向下形成外旋流T1，T1朝漏斗处的旋流导流体06流动；气流在旋转过程中产生离心力，将密度大于气体的尘粒甩向外旋沉降区，成为外旋沉降流T2；与通常的旋风除尘器不同之处在于，该设备具有上大下小的内筒体，该内筒体由旋转直径逐渐缩小的锥筒体或弧面体或锥筒体与圆筒体通过圆滑过渡连接构成，外旋流T1沿内筒体外壁流动，改变了通用旋风除尘器外旋流沿外筒体内壁流动的情况，由此形成了外旋沉降流T2较大的分离空间，尘粒在此逐渐失去惯性力，靠向下的重力及旋流导流体06的作用得到分离，进入下灰斗05；该设备由于进口处漏斗云状涡旋加速器02的导向作用，无纵向漩涡流及外旋流中的局部涡流产生，降低了阻力，且在T2中的小于1～5微米的微尘不会被外旋流带走；该设备由于进口处漏斗云状涡旋加速器02的加速作用，提高了外旋流T1的分离能力；外旋流T1流至下灰斗05处的旋流导流体06时，旋流导流体06靠气流动力旋转，把外旋流T1导入内旋流T3，把外旋沉降流T2中的粉尘甩入下灰斗05，在导入的同时使得气流X1中的尘粒分离；分离后的气流经旋流导流体06导向后，即以同样的旋转方向由下向上，靠内筒体03入口的引向及出口处漏斗云状涡旋加速器08的引力，呈下小上大的螺旋状，旋转向上，形成内旋流T3，较小直径的尘粒在内旋流T3中分离，分离后的较小尘粒进入内筒体内壁与内旋流间的内旋流分离空间，尘粒沿内筒体03内壁向上漂流，进入上灰环流腔，形成上灰环流T4；上灰环流腔是由外筒体顶板03，外筒体04的上部，及出口处漏斗云状涡旋加速器08外壁围成的较大粉尘储存分离空间；经内旋流T3分离后的气体，通过出口处漏斗云状涡旋加速器08减速导流后，由出口09排出；上环流T4由进口旋流S1从进口环流腔02上部设的窗口吸入，进入外旋流T1旋转分离后，尘粒被除去。

图3、图7所示，进口处漏斗云状涡旋加速器02由圆环面021，锥筒体022，圆环面024，锥筒体025，圆环面026，锥筒体027，圆环面028组成；形成由内旋转面、外旋转面组成的，向下渐缩的圆滑过渡的漏斗云形体；其中028与外筒体04连接，024与内筒体03连接；图中所示的023为022的上部开口，023可以由一个或几个不同形状的开口组成，最好为长条弧形口，其中两边为弧形，另两边为弧形半径的截线，其开口面积为进口01圆截面积的5～30%，最好10～15%。

图5所示，出口处漏斗云状涡旋加速器08，由圆环面081，锥筒体082，圆环面083，锥筒体084，圆环面085，锥筒体086，锥筒体087组成，形成由内旋转面、外旋转面组成的，向上渐扩的圆滑过渡的漏斗云形体，08位于外筒体04上方，且伸入04内，其伸入筒体内长度为筒体上部直径的30～60%，最好35～45%。

图6所示，出口处漏斗云状涡旋加速器08，与图5不同之处在于，无外环面伸入筒体04内。

图8所示，下灰斗处的旋流导流体06，外形呈倒漏斗云状或斗笠状，由锥筒体061，圆环面062，锥筒体063，圆环面064组成，形成圆滑过渡的回转体；06靠支架及防尘轴承安装在外筒体04下部或下灰斗05上部，可以在其内自由旋转；06的下部边缘与外筒体04或下灰斗05内壁之间的距离为外筒体04下部直径的0.05至0.2倍，最好0.10至0.12倍，且最小大于25mm；在锥筒体063中上部开有孔065，065为1至6个圆孔均布，最好开2至3个圆孔，开孔总面积为外筒体04圆截面积的0.002至0.02倍，最好0.005至0.012倍。

图9所示，配有下灰斗密封的GLⅠ型涡旋加速除尘器，与图1不同之处在于，下灰斗处的旋流导流体06带锥形密封体；当图示GLⅠ工作时，气流流经06处，带动06旋转，在旋转的同时，带动06及锥形密封体上升，锥形密封体把下灰斗05封住；下灰斗尘粒较多时，由于重力的作用，使锥形密封体下移，粉尘被排除，且从锥形密封体周围吸进少量气体，使向上的吸力减小，排尘可保持一定时间；下灰斗的尘粒逐渐排净时，旋流导流体06的重力逐渐降至最低，同时锥形密封体与下灰斗的缝隙逐渐减少，使得吸力逐渐增大，下灰斗被密封住。

图10所示，下灰斗处的旋流导流体06除由图08的斗笠状体组成外，还由轴066，连接板067，支架068，锥形密封体069组成；斗笠状体可绕轴心自由旋转，可调节轴066的长度，斗笠状体与锥形密封体069可在一定范围内上下自由活动，可通过锥形密封体069内加减重物来调节重量。

图11所示，GLⅡ型涡旋加速除尘器，内筒体03由锥筒体及圆筒体通过圆环筒体光滑连接组成，下灰斗处的旋流导流体06与内筒体03保持一定距离，下灰斗05由直筒体与锥筒体连接而成，外筒体04由圆筒体或方筒体组成；与GLⅠ相比，GLⅡ有较长的气流路径和较大的下灰斗，有稍高的阻力；方外筒体与圆外筒体相比，外旋沉降流T2的空间更大，分离效果更好，适于较大的除尘器。

图12所示，GLⅢ型涡旋加速除尘器，外筒体04由圆筒体和扩散型锥筒体构成，下灰斗05由直筒体与锥筒体连接而成，与GLⅡ相比有较高的外形尺寸，较长的气流路径和更大的T2分离空间，除尘效果更好，同时阻力增大。

图13所示，为现有DⅠ型螺旋面进口旋风除尘器。

图14所示，GDⅠ型螺旋面进口涡旋加速除尘器，是在现有DⅠ型基础上，将现有圆筒体出口改成锥形筒体内筒；在DⅠ筒体之上，接上环流T4的上环流腔和出口漏斗云状涡旋加速器；在入口处螺旋形板上，开上环流T4的吸入口，吸入口为弧形长条口，其中两边为弧形，另两边为弧形半径的截线,其开口面积为进口01圆截面积的5～30%，最好10～15%。

图15、图16所示，为现有DⅡ型180°蜗壳进口旋风除尘器。

图17、图18所示，GDⅡ型180°蜗壳进口涡旋加速除尘器，是在现有DⅡ型基础上，将现有圆筒体出口改成锥形筒体内筒；在DⅡ筒体之上，接上环流T4的上环流腔和出口漏斗云状涡旋加速器08；在现有DⅡ的顶板上，开T4的吸入口，吸入口为弧形长条口，其中两边为弧形，另两边为弧形半径的截线，其开口面积为进口01圆截面积的5～30%，最好10～15%；在现有DⅡ的气流入口处，接图18所示导流板，为入口处外筒体面的延伸，延伸长度为30°至40°圆筒体弧面长度，最好35°圆筒体弧面长度，导流板底部与入口底部平齐，上部比入口高度低0.05至0.1倍的外筒体直径的长度，最好0.07倍；导流板与T4的吸入口的内弧边通过圆锥面相连，由此气流进口产生对T4的抽吸作用，及对现有DⅡ顶板下，由入口气流产生的，少量内环气体的抽吸作用。

图19、图20所示，为现有扩散式旋风（简称K型）除尘器。

图21、图22所示，GK型扩散式涡旋加速除尘器，是在现有K型基础上，将现有圆筒体出口改成锥形筒体内筒；在K型筒体之上，接上环流T4的上环流腔和出口漏斗云状涡旋加速器08；在现有K型的顶板上，开上环流T4的吸入口，吸入口为弧形长条口，其中两边为弧形，另两边为弧形半径的截线，其开口面积为进口01圆截面积的5～30%，最好10～15%；在现有K型的气流入口处，接图18所示导流板，该导流板为入口处外筒体面的延伸，延伸长度为40°至60°圆筒体弧面长度，最好50°圆筒体弧面长度，导流板底部与入口底部平齐，上部比入口高度低0.05至0.1倍外筒体直径的长度，最好0.7倍外筒体直径的长度；导流板与T4的吸入口的内弧边通过圆锥面相连，由此气流进口产生对上环流T4的抽吸作用，及对现有K型顶板下，由入口气流产生的，少量内上灰环气流的抽吸作用。

图23、图24所示，为现有E型异型进口旋风除尘器。

图25、图26所示，GE型异型进口涡旋加速除尘器，是在现有E型基础上，将现有圆筒体出口改成锥形筒体内筒；在E型筒体之上，接上环流T4的上环流腔和出口漏斗云状涡旋加速器08；在现有E型的顶板上，开T4的吸入口，吸入口为弧形长条口，其中两边为弧形，另两边为弧形半径的截线，其开口面积为进口01圆截面积的5～30%，最好10～15%；把现有E型的导流板与上环流T4的吸入口的内弧边通过圆锥面相连，由此气流进口产生对上环流T4的抽吸作用，及对现有E型顶板下，由入口气流产生的，少量内上灰环气流的抽吸作用。

图27、图28所示，为现有B型带导流板进口旋风除尘器。

图29、图30所示，GB型异径筒体涡旋加速除尘器，是在现有B型基础上，将现有圆筒体出口改成锥形筒体内筒；在B型筒体之上，接直径大于原筒体的筒体，其新接筒体的中心与原筒体中心相比，偏移0.04倍的原筒体直径大小，上接筒体的直径为原筒体直径的1.05至1.12倍，最好1.08倍；上下两异径筒体用连接板连接；其两筒体中心点连线，以原筒体中心为原点，以入口气流方向为基线，旋转135°；在现有B型的顶板上，开T4的吸入口，吸入口为上下两筒体未重叠的一部分弧面，其弧面按与进口气流相垂直的半径为基线，一边为50°至80°，最好70°；另一边为20°至35°，最好25°；把现有GB型的导流板向上延伸至B型的原顶板；这样，GB型的上环流T4的吸入口与进口连接，且进口与B型旋风除尘器顶板下入口侧有通道(按原B型的通道不变)，由此气流进口产生对上环流T4的抽吸作用，及对现有B型顶板下，由入口气流产生的，少量内上灰环气流的抽吸作用。

图31所示，为现有多管旋风体（简称X型旋风体）。

图32、图33所示，GX型涡旋加速除尘器，其气流进口01为环向(或称轴向)进口，具有渐缩形的导流腔；螺旋导流片02有花瓣形和螺旋形两种，导流片采用25°或30°；内筒体03为上大下小的锥筒与圆筒，通过圆滑过渡连接而成；外筒体04外形为文丘里状，由上锥筒体、圆筒体、下锥筒体组成；上锥筒体锥角一般20°至30°，最好25°；下锥筒体锥角一般5°至18°，最好7°至9°；下灰斗05由圆筒体和锥筒体组成，07为外筒体顶板；气流出口处安装漏斗云状涡旋加速器08，08接气流出口09；上灰环流腔由外筒体04、漏斗云状涡旋加速器08的外壳体及外筒体顶板07围成；在气流进口01处有上隔板把入口气流与上灰环流腔隔开，在01的上隔板上开孔，并安装如图示的通道023，上环流腔的上环流靠入口气流的变流引力，由023通道导入变流腔；管道023的通道总面积为螺旋导流片02通道环面积的0.05至0.3倍，最好0.10至0.15倍；与现有X型旋风体相比，GX型外筒体由圆筒状变为文丘里状，具有上灰环流腔和出口处漏斗云状涡旋加速器08。

涡旋加速除尘器GX型工作时，气流由轴向旋入，靠螺旋导流片02的引流，气流旋转进入面积逐渐缩小的旋流腔，得到节流加速，于是把上灰环流引入进口气流中；进口气流旋转向下，产生的离心力使较大的尘粒分离，落入下灰斗；分离后的外旋流到达下灰斗05的锥筒体前，反转式向上，进入内筒体成为内旋流，尘粒继续从内旋流中分离，内旋流分离后的含尘气体向上集聚成为上灰环流，分离后的洁净气体经出口处漏斗云状涡旋加速器08减速规整流向后，由出口09排出。

图14、图17、图21、图25、图29、图32所示的GDⅠ、GDⅡ、GK、GE、GB、GX型变流腔进口涡旋加速除尘器，其内筒体03内壁的大口直径为出口处漏斗云状涡旋加速器08入口外壁直径的1.2～1.4倍，最好1.26～1.35倍；漏斗云状涡旋加速器08的入口与内筒体大口圆面的距离为入流口直径的0～0.35倍，最好0.2～0.3倍。

Claims

1.一种带有利用龙卷风形成原理的漏斗云状涡旋加速器的旋风除尘器，运用对气流的变流除尘、增速除尘、变径除尘、导流除尘、尘粒的减速分离、以上五种除尘原理，使d₁₀₀可达到0.1μm以下，d₅₀可达到0.05μm以下，对0.5μm以上的尘粒理论除尘除雾率可以达到100%；

该设备的入口处具有变流腔或漏斗云状涡旋加速器,出口处具有漏斗云状涡旋加速器,内部具有上大下小的内筒体，具有相对进口气流不完全隔离的上灰环流腔，具有内外旋流反转处可设置的风动旋转的旋流导流体；

该设备按进口方式不同，可分为漏斗云状涡旋加速器进口的GLⅠ、GLⅡ、GLⅢ型，变流腔进口的GDⅠ、GDⅡ、GK、GE、GB、GX型。

2.如权利要求1所述的漏斗云状涡旋加速器, 通过多段圆环面、多段锥筒体圆滑过渡、形成连接在一起的内外旋转面，两旋转面外型都为漏斗云形体，且其旋转直径突缩后渐缩，其两旋转面间环面面积可保持一定数值，也可逐渐缩小或逐渐扩大；其中配备逐渐缩小的环面面积其除尘效果最佳，该装置可配置在气流进口处和气流出口处；

配置在气流进口处的与上灰环流腔局部连接，形成进口气流加速通道，产生对上灰环流的抽吸作用，加速后形成高速外旋流，外旋流边旋转边向下；在旋转过程中气流逐渐加速，旋转直径渐缩；

配置在出口处的，靠出口气体的抽吸作用，完成对内旋流的加速，其外旋转面伸入筒体内长度为筒体上部直径的30～60%，伸入部分的外旋面可截去也可不截去。

3.如权利要求1所述的上灰环流腔，位于气流进口之上、外筒体顶板之下，由外筒体顶板、外筒体上部及出口处漏斗云状涡旋加速器外壁围成，该空间与进流口节流处局部相通，聚集从内旋流分离的尘粒，并引导利用。

4.如权利要求1所述的旋流导流体，分为带锥形密封体的和不带锥形密封体的两种，其外形呈倒漏斗云状或斗笠状，由多段圆环面、多段锥筒体形成圆滑过渡的回转体；该回转体安装在外筒体下部或下灰斗上部，可以绕中心轴自由旋转；其下部边缘与外筒体内壁或下灰斗内壁之间的距离为外筒体下部直径的0.05～0.2倍，且最小大于25mm；在其上开有1～6个圆孔均布，开孔总面积为外筒体圆截面积的0.002～0.02倍；带锥形密封体的旋流导流体，其上部旋流导流体可自由旋转，整体可以在一定范围内上下活动，可调节锥形密封体的重量。

5.如权利要求1所述的内筒体，与出口处的漏斗云状涡旋加速器有一定距离，且其上口径大于出口处的漏斗云状涡旋加速器入口直径，该内筒体由旋转直径逐渐缩小的锥筒体或弧面体或锥筒体与圆筒体的联体组成，其外表面成为外旋流的内顺流依附体,其内表面附近区域成为内旋流分离出的尘粒的聚集分离区及向上依附体。

6.如权利要求1所述的GLⅠ、GLⅡ、GLⅢ型涡旋加速除尘器，入口处配有漏斗云状涡旋加速器，下灰斗处配有旋流导流体，下灰斗处的旋流导流体上部伸入内筒体，具有较短的型体；GLⅡ型外筒体有圆筒体或方筒体两种外形，下灰斗处的旋流导流体上部不伸入内筒体以内，具有较长的型体；GLⅢ型外筒体外形同扩散式旋风外形一致，其它构造同GLⅡ，具有较大较长的型体。

7.如权利要求1所述的GDⅠ、GDⅡ、GK、GE、GB型涡旋加速除尘器，是在原DⅠ、DⅡ、K、E 、B类型的基础上，将入口处变流腔变截面节流20～50%，且将现有出口筒体改成内筒体，在原筒体之上接上灰环流腔和出口漏斗云状涡旋加速器构成；

GDⅠ、GDⅡ、GK、GE、GB型的变截面节流处与上灰环流腔留有通孔，GDⅠ、GDⅡ、GK、GE的通孔为弧形长条口，其两边为弧形，另两边为弧形半径的截线，开口面积为进口圆截面积的5～30%； GB的通孔为上下两异心异径筒体未重叠的一部分弧面，其弧面按与进口气流相垂直的半径为基线，一边为50°～80°，另一边为20°～35°，新接筒体的中心与原筒体中心相比，偏移0.04倍的原筒体直径大小，其两筒体中心点连线，以原筒体中心为原点，以入口气流方向为基线，旋转135°；

GDⅠ、GDⅡ、GK、GE、GB型入口变截面节流处，GDⅠ型为原D型不变；GDⅡ型为180°蜗壳进口，其进口处的导流板为入口处外筒体面的延伸，延伸长度为30°～40°圆筒体弧面长度；GK型为180°蜗壳进口，其气流入口处的导流板，为入口处外筒体面的延伸，延伸长度为40°～60°圆筒体弧面长度；GDⅡ及GK型进口处的导流板底部与入口底部平齐，上部比入口高度低0.05～0.1倍外筒体直径的长度，导流板与T4的吸入口的内弧边通过圆锥面相连； GE型为异型变截面进口，其进口变截面型式维持原E型不变；GB型为180°蜗壳进口，其进口导流板上接至原B型顶板，且维持原B型顶板下入口侧的通道不变。

8.如权利要求1所述的GX型多管旋风体，具有文丘里状外筒体，上环流腔和出口漏斗云状涡旋加速器；外筒体由上锥筒体、圆筒体、下锥筒体组成；上锥筒体锥角20°～30°，下锥筒体锥角5°～18°；在气流进口与出口之间有隔板把入口气流与上灰环流腔隔开，在隔板上安装通道，使上灰环流腔与入口气流节流处相通，通道的总面积为导流处通道面积的0.05～0.3倍。

9.如权利要求7、8所述的GDⅠ、GDⅡ、GK、GE、GB、GX型变流腔进口涡旋加速除尘器，其内筒体内壁的大口直径为出口处漏斗云状涡旋加速器入口外壁直径的1.2～1.4倍，出口处漏斗云状涡旋加速器的入口与内筒体上口圆面的距离为入流口直径的0～0.35倍。