CN105289114A - 除雾除尘叶片组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除雾除尘叶片组，包括环形排布的多个叶片和固定叶片的支撑构件，其特征在于，所述叶片包括一段曲面板，所述曲面板的横截面为渐变的弧形曲线，随气流流向曲率递增。当夹带有细小粒径雾滴或者细微粉尘颗粒的气体从除雾除尘叶片组中通过时，由于气体与雾滴、粉尘颗粒质量存在差异，促进气体和液体或粉尘在惯性力的作用分离，尤其是渐变的叶片曲线，促使液滴或粉尘在持续变化的惯性力和曳力作用下，被高效率的捕捉除去，进一步配合冲洗装置使用，可显著提高工作效率。

Description

除雾除尘叶片组

技术领域

本发明属于气体净化技术领域,具体为一种除雾除尘叶片组。

背景技术

在气体净化领域，需要对气体中含有的细小颗粒物，如粉尘、雾滴等进行分离时，常用的设备包括折流板除雾器、丝网气液分离器、旋流片分离器、旋风分离器等。在湿法烟气治理工艺中，如石灰石-石膏法脱硫、氨法脱硫等，除雾装置的性能优劣对整个系统的正常运行影响深远，一般烟气治理工艺排放的烟气颗粒物含量不能达标、烟囱周围的石膏雨现象都是由除雾器效率低下所致。而随着社会的进步，工业应用中对分离装置的要求越来越高，去除颗粒物的标准甚至从微米级逐渐上升到了纳米级。

发明内容

本发明的技术目的在于提供一种分离效率高的除雾除尘叶片组，以克服或改善现有技术的不足。

为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：

一种除雾除尘叶片组，包括叶片组和固定叶片的支撑构件，所述叶片组由呈环形排布的多个叶片构成，其特征在于，所述叶片包括一段曲面板，所述曲面板的横截面为渐变的弧形曲线，随气流流向曲率递增。

在上述方案基础上，所述除雾除尘叶片组可进一步设计为以下四种方案中的任一种：

方案一：

所述支撑构件包括外框和中心件，叶片组内设有长叶片和短叶片，所述长叶片的外端与外框连接，内端固定在中心件上；所述短叶片设置在相邻长叶片之间，其外端固定在所述外框上，内端与中心件不连接,且留有一定距离。由于除雾除尘叶片组中心处叶片结构紧凑，相较于外缘其阻力大，会使气流分布不均，同时增大气体的压力损失，采用上述结构方案，通过长、短叶片的组合可调整叶片组的阻力分布。

相邻长叶片之间可设置多个长度不一的短叶片。

方案二：

所述叶片组包括上下两层叶片层，上叶片层的外缘直径大于下叶片层的外缘直径，上叶片层的叶片固定在一中心环上，下叶片层的叶片固定在一柱形的中心件上，所述中心件与中心环同轴，且中心件底部的迎流面设有导流锥，以减少压力损失。作为优选，所述导流锥的母线可设为从导流锥顶点到底面圆周曲率递增的弧形曲线。

所述上层叶片在曲面板的渐屈端延伸出一段直板，所述直板与曲面板顺滑过渡衔接。

方案三：

所述支撑构件包括一中心件，叶片固定在所述中心件上，所述中心件内设有冲洗水分配腔，中心件上设有连通冲洗水分配腔的注水口，所述冲洗水分配腔在其侧壁对应每个叶片分别设有冲洗孔，冲洗水分配腔内安装有冲洗水分配轮；所述冲洗水分配轮包括中心座体和竖向设置在中心座体周侧的若干弧形挡板，所述弧形挡板用于遮挡冲洗孔，相邻弧形挡板之间留有放水间隙，所述中心座体与弧形挡板之间通过倾斜坡面连接，所述坡面外缘与弧形挡板内侧面相接，坡面内缘与中心座体相接，且连接各弧形挡板与中心座体的各坡面均为顺时针倾斜或均为逆时针倾斜；中心件冲洗水分配腔的中部设有一中心轴杆，冲洗水分配轮的中心座体安装在所述中心轴杆上，以轴杆为中心转动；所述中心件底部的迎流面设有导流锥。

需冲洗除雾除尘叶片组时，向中心件注水口进水即可，水流从中心件上的冲洗孔中喷出对叶片进行冲洗，在水流冲击下，冲洗水分配轮转动，对中心件侧壁上的冲洗孔进行间歇性的遮挡和开放，提高出水压力，冲洗效果好，且节约用水。

所述叶片在曲面板的渐缩端可延伸出一段直板，所述直板与曲面板顺滑过渡衔接。

为了方便冲洗水分配轮的安装，本方案中，除雾除尘叶片组可由上、下两部分对接组成，所述中心件在冲洗水分配腔处断开，对应分为上、下两部分，中心件上部固定有一圈叶片，中心件下部也固定有一圈叶片，且与中心件上部的叶片交错布置，使中心件上、下部卡合后，两圈叶片拼合为一层叶片层。

方案四：

所述支撑构件包括一上下贯通的筒状中心环，叶片环绕固定在所述中心环上，且相较于叶片进气口所在的位置，中心环在叶片组迎流一侧要长出一段。

本方案叶片组适用于处理旋转流态的气体，在除雾设备中，该除雾除尘叶片组与上述三个方案的除雾除尘叶片组可串联使用，一个或者多个设置在其它方案叶片组的后段，经过前段除雾除尘叶片组的气流成旋转流态，从而远离除雾设备导流筒中心位置、靠近导流筒筒壁流动，后段的除雾除尘叶片组叶片可进一步提高分离效率，同时，除雾除尘叶片组中心处贯通，可减少气流压强的损失。

上述方案一到三中，为了减小叶片组中心处的压力损失，同时将气体导流至叶片处，可在叶片组中心件下端，即迎气流端设置导流椎，所述导流锥的母线设为从导流锥顶点到底面圆周曲率递增的弧形曲线。

上述方案一到四中，可进一步在所述叶片的外缘设置横向的圆弧形安装条，使位于同一层面上的叶片安装条组成圆环结构，用于固定夹持，增强叶片的安装强度，同时方便焊接。

作为优选，上述叶片和导流锥的弧形曲线均采用修正后的渐开线，其曲线方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=k\×r\×(\cos \mathrm{\φ}+\mathrm{\φ}\×\sin \mathrm{\φ})\\ y=r\×(\sin \mathrm{\φ}-\mathrm{\φ}\×\cos \mathrm{\φ})\\ \mathrm{\φ}=0~\mathrm{\π}/2;r0.5~10mm,k=0.3~3\end{array}\right.$

上式中，φ为展角，r为基圆半径，k为修正系数。

有益效果：

当夹带有细小粒径雾滴或者细微粉尘颗粒的气体从除雾除尘叶片组中通过时，由于气体与雾滴、粉尘颗粒质量存在差异，促进气体和液体或粉尘在惯性力的作用分离，尤其是渐变的弧形曲线，促使液滴或粉尘在持续变化的惯性力和曳力作用下，被渐变的叶片曲面捕捉除去，去除率高，进一步配合冲洗装置使用，可显著提高工作效率。

附图说明

图1为方案一除雾除尘叶片组的立体结构示意图；

图2为方案一除雾除尘叶片组的仰视结构示意图；

图3为方案一除雾除尘叶片组的俯视结构示意图；

图4为组装件一的结构示意图；

图5为组装件二的结构示意图；

图6为组装件三的结构示意图；

图7为组装件四的结构示意图；

图8为方案二除雾除尘叶片组的主视结构示意图；

图9为图8的仰视结构示意图；

图10为图8的俯视结构示意土；

图11为方案二的立体结构示意图；

图12为方案三实施例一除雾除尘叶片组的立体结构示意图一；

图13为方案三实施例一除雾除尘叶片组的立体结构示意图二；

图14为方案三实施例一的剖面结构示意图；

图15为方案三实施例二除雾除尘叶片组的立体结构示意图；

图16为方案三实施例二组件一的结构示意图；

图17为方案三实施例二组件二的结构示意图一；

图18为方案三实施例二组件二的结构示意图二；

图19为方案三实施例二的剖面结构示意图；

图20为冲洗水分配轮实施例一的结构示意图一；

图21为冲洗水分配轮实施例一的结构示意图二；

图22为冲洗水分配轮实施例一的结构示意图三；

图23为冲洗水分配轮实施例二的结构示意图；

图24为方案四的结构示意图；

图25为叶片的结构示意图一；

图26为叶片的结构示意图二。

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

一种除雾除尘叶片组，包括呈环形排布的多个叶片和固定叶片的支撑构件，所述叶片包括一段曲面板，所述曲面板的横截面为渐变的弧形曲线，随气流流向曲率递增，如图25、26所示。

方案一：

如图1、图2所示，所述支撑构件包括外框101和中心件104，叶片组内设有长叶片102和短叶片103，所述长叶片102的外端与外框101连接，内端固定在中心件104上；三个长度不完全相同的短叶片102插在相邻长叶片102之间，其外端固定在所述外框101上，内端朝向中心件104，但与中心件104不连接。为了保障叶片的安装强度，可进一步增设定位加强环105，如图3所示，将各叶片的中部固定在所述定位加强环105上。

当叶片组中相邻叶片之间覆盖面积有重叠时，为了方便通过注塑工艺制作，可将支撑构件分成若干可拼接的组成部分，将有重叠区域的叶片固定在不同的支撑构件组成部分上,分别加工，之后再将组装件拼合在一起。如图4至图8所示，本方案叶片组可由四个组装件拼接构成，所述组装件一由外框组件101-1和外端固定在它上面的第一短叶片103-1构成，组装件二由外框组件101-2和外端固定在它上面的第二短叶片103-2组成，组装件三由中心件组件104-1和里端(根部)固定在它上面的部分长叶片102-1组成，组装件四由中心件组件104-2和里端(根部)固定在它上面的其余长叶片102-2组成。拼装时，将四个组装件依次叠置，将叶片错开卡合到位后固定即可。

方案二：

如图8至图11所示，所述叶片组包括上下两层叶片层，上叶片层的外缘直径大于下叶片层的外缘直径，上叶片层的叶片201固定在一中心环204上，下叶片层的叶片202固定在一柱形的中心件203上，所述中心件203与中心环204同轴，且中心件203底部的迎流面设有导流锥205。

所述导流205可采用直锥或弧形锥，若采用弧形锥，可将其母线设为随气流流向(自下向上)曲率递增的弧形曲线,可参照方案三的图18、19。

相较于直板，曲面板的气体阻力大，故所述下层叶片202为曲面板时，上层叶片201则采用曲面板与直板的结合，在曲面板的渐屈端延伸出一段直板，以适当减少阻力，所述直板与曲面板顺滑过渡衔接，如图26所示。

方案三：

实施例一:

如图12至图14所示，所述支撑构件包括一中心件302，叶片301固定在所述中心件302上，所述中心件302内设有冲洗水分配腔303，中心件302上部设有连通冲洗水分配腔的注水口，所述注水口设有连接进水管的螺纹管。所述冲洗水分配腔303内安装有冲洗水分配轮，中心件302在冲洗水分配腔303的侧壁沿环向对应每个叶片设有冲洗孔309,可参考实施例二的图17。

如图20至22所示，所述冲洗水分配轮包括中心座体307和竖向设置在中心座体307周侧的若干弧形挡板306，所述弧形挡板306用于遮挡冲洗孔，相邻弧形挡板306之间留有放水间隙，所述中心座体307与弧形挡板306之间通过迎向注水口的倾斜坡面305连接，所述坡面305呈螺旋式下降，坡面外缘与弧形挡板306内侧面相接，坡面内缘与中心座体307相接，且两个坡面305均为顺时针倾斜或均为逆时针倾斜。中心件302的冲洗水分配腔中部设有一中心轴杆304，冲洗水分配轮的中心座体307安装在所述中心轴杆304上，以轴杆为中心转动。图23为冲洗水分配轮的另一种实施例。

使用过程中，当具有一定压力的水流从注水口进入中心座体的冲洗水分配腔303，冲击冲洗水分配轮的坡面305时，在水浮力和冲击力的双重作用下，冲洗水分配轮转动，弧形挡板306的设置增加了冲洗孔的出水压力，使各冲洗孔间歇性的封闭或开放，具有良好的冲洗效果，且节约用水。根据实践得知，当弧形挡板306挡住一半冲洗孔时，可节约50％左右的洗水量，挡住2/3冲洗孔时，可节约65％左右的冲洗用水。

所述叶片301采用曲面板与直板的结合，在曲面板的渐屈端延伸出一段直板，直板与曲面板顺滑过渡衔接。

实施例二：

在实施例一的基础上，可将注水口偏心设置在中心件302上，使进水集中冲击分配轮的坡面305，如图15所示。同时为了保障进水与分配轮坡面305有充足的接触面积，可在注水口的出水端增设扩口310，且使扩口310仅在朝向坡面305的方向外扩，形成了横截面为椭圆形的喇叭状扩口，所述椭圆形的短轴方向与冲洗水分配轮的径向一致，朝向冲洗水分配轮中心的位置无扩展，如图16所示。所述中心件302底部的迎流面设有导流锥，所述导流锥也可采用曲率递增的弧形锥。

为了便于叶片组的安装，每块叶片的外缘均设有横向的圆弧形安装条308，通过夹持安装条308可使叶片组固定安装在外部设备上，同时可通过焊接加强连接。

本方案中，除雾除尘叶片组由上、下两部分对接组成，所述中心件302在冲洗水分配腔处断开，对应分为上、下两部分，中心件302上部固定有一圈叶片，中心件下部也固定有一圈叶片，且与中心件上部的叶片交错布置，使中心件302上、下部卡合后，两圈叶片拼合为一层。

方案四：

如图24所示，所述支撑构件包括一上下贯通的筒状中心环402，各叶片401环绕固定在所述中心环402上，且中心环402在叶片组迎流一侧(叶片下方)相较于叶片进气口的位置，要长出一段。

在除雾设备中，可将一个或者多个本方案叶片组设置在任一种其它方案叶片组的后段使用。

上述各方案中，叶片在中心区域分布密集，为了避免叶片组在中心区域阻力过大，可将叶片设计为外宽内窄，或将叶片靠近中心处的根部局部切除。

所述叶片的曲面板横截面、导流锥的母线所涉及的弧形曲线，可在曳引线、螺线(对数螺线、黄金螺线、双曲螺线)、渐开线和渐屈线、圆外旋轮线(心脏线)、蔓型线、蔓叶线、悬链线、蔷薇线、外摆线、蚶线等任一种线型中找到合适的线段，经过修正后使用。优选方案为以下经过修正后的渐开线,其曲线方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=k\×r\×(\cos \mathrm{\φ}+\mathrm{\φ}\×\sin \mathrm{\φ})\\ y=r\×(\sin \mathrm{\φ}-\mathrm{\φ}\×\cos \mathrm{\φ})\\ \mathrm{\φ}=0~\mathrm{\π}/2;r0.5~10mm,k=0.3~3\end{array}\right.$

上式中，φ为展角，r为基圆半径，k为修正系数。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (13)

1.一种除雾除尘叶片组，包括呈环形排布的多个叶片和固定叶片的支撑构件，其特征在于，所述叶片包括一段曲面板，所述曲面板的横截面为渐变的弧形曲线，随气流流向曲率递增。

2.根据权利要求1所述的一种除雾除尘叶片组，其特征在于，所述支撑构件包括外框和中心件，所述多个叶片包括长叶片和短叶片，所述长叶片的外端与外框连接，内端固定在中心件上；所述短叶片设置在相邻长叶片之间，其外端固定在所述外框上，内端与中心件不连接,且留有一定距离。

3.根据权利要求2所述的一种除雾除尘叶片组，其特征在于，相邻长叶片之间设有多个长度不一的短叶片。

4.根据权利要求1所述的一种除雾除尘叶片组，其特征在于，设有上下两层叶片层，上叶片层的外缘直径大于下叶片层的外缘直径，上叶片层的叶片固定在一筒状的中心环上，下叶片层的叶片固定在一柱形的中心件上，所述中心件与中心环同轴，且中心件底部的迎流面设有导流锥。

5.根据权利要求4所述的一种除雾除尘叶片组，其特征在于，所述上层叶片在曲面板的渐屈端延伸出一段直板，所述直板与曲面板顺滑过渡衔接。

6.根据权利要求1所述的一种除雾除尘叶片组，其特征在于：

所述支撑构件包括一中心件，叶片固定在所述中心件上，所述中心件内设有冲洗水分配腔，中心件上设有连通冲洗水分配腔的注水口，所述冲洗水分配腔在其侧壁上对应每个叶片分别设有冲洗孔，冲洗水分配腔内安装有冲洗水分配轮；

所述冲洗水分配轮包括中心座体和竖向设置在中心座体周侧的若干弧形挡板，所述弧形挡板用于遮挡冲洗孔，相邻弧形挡板之间留有放水间隙，所述中心座体与弧形挡板之间通过倾斜坡面连接，所述坡面外缘与弧形挡板内侧面相接，坡面内缘与中心座体相接，且连接各弧形挡板与中心座体的各坡面均为顺时针倾斜或均为逆时针倾斜；

中心件的冲洗水分配腔中部设有一中心轴杆，冲洗水分配轮的中心座体安装在所述中心轴杆上，在水力作用下以轴杆为中心转动；

所述中心件底部的迎流面设有导流锥。

7.根据权利要求6所述的一种除雾除尘叶片组，其特征在于，所述叶片在曲面板的渐屈端延伸出一段直板，所述直板与曲面板顺滑过渡衔接。

8.根据权利要求6所述的一种除雾除尘叶片组，其特征在于，由上、下两部分对接组成，所述中心件在冲洗水分配腔处断开，对应分为上、下两部分，中心件上部固定有一圈叶片，中心件下部也固定有一圈叶片，且与中心件上部的叶片交错布置，使中心件上、下部卡合后，两圈叶片拼合为一层。

9.根据权利要求1所述的一种除雾除尘叶片组，其特征在于，所述支撑构件包括一上下贯通的筒状中心环，叶片环绕固定在所述中心环上，且相较于叶片进气口所在的位置，中心环在叶片组迎流一侧要长出一段。

10.根据权利要求1所述的一种除雾除尘叶片组，其特征在于，所述叶片的外缘均设有横向的圆弧形安装条，位于同一层面上的叶片安装条组成圆环结构，用于固定夹持。

11.根据权利要求1-10中任一权项所述的一种除雾除尘叶片组，其特征在于，所述弧形曲线为修正后的渐开线，其曲线方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=k\×r\×(cos\mathrm{\φ}+\mathrm{\φ}\×\sin \mathrm{\φ})\\ y=r\×(\sin \mathrm{\φ}-\mathrm{\φ}\×\cos \mathrm{\φ})\end{array}\right.$

k＝0.3～3

上式中，φ为展角，r为基圆半径，k为修正系数。

12.一种除雾除尘叶片组，其特征在于，包括呈环形排布的多个叶片和固定叶片的支撑构件，所述支撑构件包括中心件，其特征在于，所述中心件的迎流面设有导流锥，所述导流锥的母线为自导流锥顶端到底面圆周曲率递增的弧形曲线。

13.根据权利要求12所述的除雾除尘叶片组，其特征在于，所述弧形曲线的曲线方程为修正后的渐开线：

$\left\{\begin{array}{c}x=k\×r\×(cos\mathrm{\φ}+\mathrm{\φ}\×\sin \mathrm{\φ})\\ y=r\×(\sin \mathrm{\φ}-\mathrm{\φ}\×\cos \mathrm{\φ})\\ k=0.3~3\end{array}\right.$

上式中，φ为展角，r为基圆半径，k为修正系数。