CN103111162A - 新型螺旋流旋风式气体分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型螺旋流旋风式气体分离器，包括由外管道（3）和外管道（3）内的外螺旋片（2）构成的外螺旋流道,在外螺旋流道的两端分别设置有入口（1）、出口,在外管道（3）内还设置有内管道（7）,内管道（7）和内管道（7）内部设置的内螺旋片（6）构成内螺旋流道,,在内管道（7）的出口处,内管道（7）内部设置有收集管（8），内管道（7）内部设置的收集管（8）长度延伸至内管道（7）的入口处，收集管（8）在内管道（7）的入口处的一端为封闭的圆锥形，收集管（8）表面上设置有小孔（9）；收集管（8）上设置的小孔（9）将靠近收集管（8）壁面区域的气体吸入收集管（8）内，增强了分离器分离的效率。

Description

新型螺旋流旋风式气体分离器

技术领域

本发明涉及一种螺旋流旋风式气体分离器，特别是一种收集管表面具有多个小孔的螺旋流旋风式气体分离器。

背景技术

CN102626581A公开了一种螺旋流旋风式气体分离器，如图1、2所示，包括由外管道3和外管道3内的外螺旋片2构成的外螺旋流道,在外螺旋流道的两端分别设置有入口1、出口,在所述的外管道3内还设置有内管道7,内管道7和内管道内部设置的内螺旋片6构成内螺旋流道,外螺旋流道和内螺旋流道气体的流动方向相反,在内管道7的出口处,内管道7内部设置有收集管8；在外管道3出口处连接有锥形旋风流道4,并通过阀门5控制，该分离器在其内部包含有两层不同大小和螺距的螺旋叶片，在很高的螺旋速度下，利用甲烷和空气的密度差原理，实现甲烷和空气的一次分离和二次分离，最终降低了排到空气中的瓦斯浓度并实现了瓦斯气体的提纯和二次利用,分离效率高。

上述分离器是利用高速旋流技术，将密度不同的气体组分进行富集浓缩；将气体进行离心分离。经多次反复实验，目前已利用在将瓦斯气体中的甲烷进行富集浓缩并有效收集等领域。螺旋流旋风式气体分离器具有处理能力大、节能和适应范围广等优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型螺旋流旋风式气体分离器，该分离器能够进一步将密度不同的气体组分进行富集浓缩，将气体与固体颗粒进行离心分离。

为了解决上述的技术问题本发明的技术方案是：一种新型螺旋流旋风式气体分离器，包括由外管道和外管道内的外螺旋片构成的外螺旋流道,在外螺旋流道的两端分别设置有入口、出口,在所述的外管道内还设置有内管道,内管道和内管道内部设置的内螺旋片构成内螺旋流道,外螺旋流道和内螺旋流道气体的流动方向相反,在内管道内设置有收集管，所述内管道内设置的收集管长度延伸至内管道的入口处，所述收集管在内管道的入口处的一端为可起到整流作用封闭的圆锥形，所述收集管表面上设置有小孔。

所述收集管上设置的小孔将靠近收集管壁面区域的气体吸入收集管内，增强了分离器分离的效率。

所述小孔在收集管上均匀分布或在收集管上沿圆锥形的一端至另一端方向上由密到疏分布。

为减少气体在由小孔进入收集管时流动的阻力，所述小孔呈喇叭状。

本发明分离器处理能力大、节能高效，收集管上小孔的设置有利于甲烷一类质量较轻气体的富集，从而使分离器获得较好的分离效果，提高分离效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为现有技术中螺旋流旋风式气体分离器结构示意图。

图2为图1中外管道内部的结构示意图。

图3为本发明内管道及收集管结构示意图。

图4为本发明收集管结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种新型螺旋流旋风式气体分离器，包括由外管道3和外管道3内的外螺旋片2构成的外螺旋流道,在外螺旋流道的两端分别设置有入口1、出口,在所述的外管道3内还设置有内管道7,内管道7和内管道7内部设置的内螺旋片6构成内螺旋流道,外螺旋流道和内螺旋流道气体的流动方向相反,在内管道7内部设置有收集管8，在外管道3出口处连接有锥形旋风流道4，并通过阀门5控制外管道3气体的流量及速度。

本发明的改进点如图3、4所示，所述内管道7内部设置的收集管8长度延伸至内管道7的入口处（外管道3出口流出的气流进入内管道7的入口，因此外管道3的出入口与内管道7的出入口方向相反），所述收集管8在内管道7的入口处的一端为可起到整流作用封闭的圆锥形（起整流作用），所述收集管8表面上设置有小孔9。

乏风瓦斯从分离器的入口1进入外螺旋流道，在高速的螺旋运动时，由于甲烷的分子质量比空气质量小，在螺旋流场惯性力作用下，它将会向外螺旋流道中间富集；当经过外螺旋流道的高速气流进入锥形旋风流道4后，由于离心力的继续作用，甲烷气体也会继续向锥形旋风流道4管道的中部富集，同时由于锥形旋风流道4管道直径比较大，且直接与内管道7相通，在锥形旋风流道4中心负压的作用下，靠近锥形旋风流场中心将产生与外围锥形旋风流场旋转方向相反的流动，将部分气体送入内管道7中。在此过程中，处在锥形旋风流道4最外围的部分气体就会从该锥形旋风流道4右端的阀门5口排出，而中间一部分气体将会在外围气体的挤压和旋风流道轴心负压的联合作用下，从中间的内管道7向左运动，进入内螺旋流道，进行二次分离富集。

气体进入内管道7后，沿内螺旋流道流动，而甲烷一类质量较轻气体进入内管道7后聚集在内螺旋流道的内侧（即收集管8的管壁处），在负压的作用下经收集管8上的小孔9流进收集管8内，这样甲烷一类质量较轻气体得到了富集，从而提高分离的效率。

本发明所述小孔9在收集管8上可以均匀分布；或在收集管8上沿圆锥形的一端至另一端方向上由密到疏规律分布，这是根据内管道7的入口处与出口处不同的气流强度来设置的，例如可按照在内管道7的出口处的收集管8上设置7个小孔9，内管道7的中间及另一端部位的收集管8上则递减小孔9数量的规律来设置。

本发明专利的分离器与CN102626581A公开了一种螺旋流旋风式气体分离器相比较，最大的区别是收集管8长度增加，延伸至内管道7的入口处，不仅仅设置在内管道7的出口处,且收集管8在内管道7入口处的一端为圆锥形，这样气体只能依靠小孔9来流进收集管8内，经多次试验这样的结构大大提高气体分离的效率。两者间收集管8的共性是，收集管8均处于内管道7的轴心位置。

在实际的应用过程中，我们发现气流沿螺旋方向经收集管8上设置小孔9进入收集管8时，在负压作用下流进收集管时气流方向变化较大，增加了流动的阻力，为减少气体在经小孔9流进收集管8时的流动阻力，我们将所述小孔9设置呈喇叭状，这样气流经小孔9进入收集管8时，较为平缓的小孔9孔壁对气流的阻力将大大减少。

上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种新型螺旋流旋风式气体分离器，包括由外管道（3）和外管道（3）内的外螺旋片（2）构成的外螺旋流道,在外螺旋流道的两端分别设置有入口（1）、出口,在所述的外管道（3）内还设置有内管道（7）,内管道（7）和内管道（7）内部设置的内螺旋片（6）构成内螺旋流道,外螺旋流道和内螺旋流道气体的流动方向相反,在内管道（7）内设置有收集管（8），其特征在于：所述内管道（7）内设置的收集管（8）长度延伸至内管道（7）的入口处，所述收集管（8）在内管道（7）的入口处的一端为封闭的圆锥形，所述收集管（8）表面上设置有小孔（9）。

2.根据权利要求1所述的新型螺旋流旋风式气体分离器，其特征在于：所述小孔（9）在内管道（7）上均匀分布。

3.根据权利要求1所述的新型螺旋流旋风式气体分离器，其特征在于：所述小孔（9）在内管道（7）上沿圆锥形的一端至另一端方向上由密到疏分布。

4.根据权利要求1、2或3所述的新型螺旋流旋风式气体分离器，其特征在于：所述小孔（9）呈喇叭状。

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