CN1068797C - 从气流系统中去除微粒的分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了从气流中去除细小微粒的分离器，分离器包括具有安装在分离器内用以从气流中去除小到一微米微粒的相对小的过滤元件的气动分离器。气动分离器基于涡流效应以及突然改变气流方向以分离出大部分微粒，但是由于这些细小微粒具有不足以应用这种方法从所气流中分离出来的质量，这些微粒仍然能保留在气流中并运载到过滤元件上并从而阻塞在元件上。这种阻塞可以通过强劲围绕元件的输入气流所中止并把阻塞在元件上的部分微粒脱落。上述随机过程如果需要还可由返回冲洗来弥补。分离的微粒以及从过滤元件上脱落的微粒一起积存在分离器中并随之并排出。

Description

从气流系统中去除微粒的分离器
本发明涉及一种用于从气动物料输送系统中的气体中去除粉末与微粒的物料分离器。
本发明将主要结合用以从气流中分离粉末的装置来进行介绍。但是，从下面介绍中也能很清楚本发明可用以从载体气流中分离微粒。这些细末包括尘土，颗粒物料等等。本发明特别有用于分离小到微米的非常细的微粒。
粉末经常藉助于气流来移动，气流夹带或运载粉末来到一个新的地方，但在气流放空前必须把这些粉末分离出去。很明显气体必须经过强劲地过滤以确保没有微粒排放入空气中，否则将危害健康。尤其是当输送的物料具有毒性时更加显得重要。
这些问题就导致研究出很多种的结构用以提离出这些粉末。通常这些结构都有一个主要的缺点就是这些粉末很快就把过滤器阻塞。因此为了能使放空气体通过具有很大表面积的其中一个过滤器，因此就需要应用反向气流来去除或“返回冲洗”顺序地使各个过滤器得以清洗。
在工作场所的空气清洁标准随着对于不遵守者的惩罚不断地提高而变得越来越严格。因此也越来越增长地需要解决提供从气体中去除非常细小微粒的更为有效的分离器的问题。这种分离器必须是可靠的且只需很少维护。
常用的分离器都是多级的，其最后一级是具有小细孔尺寸的顺列过滤器。最后一级过滤器标志着其能达到的分离程度。
英国专利No.859,333介绍了一种从气流中去除微粒的分离器，其含有用以形成气体涡流的切向入口以及向上延伸中心轴线出口的壳体。壳体包括含于过滤器四周由刚硬金属制造的带有刀片的过滤器保护器。过滤器保护器与过滤器一起旋转以偏转并扩散更小微粒以避免撞击过滤器。
已经发现，安装在分离器中的相对小的过滤元件与气动分离器的组合可以在极少维护下从气流中分离出小至一微米的微粒。气动分离器基于涡流效应以及气流方向的突然改变以去除大部分微粒。但是非常小的微粒其质量不足以按上述方法从气体中去除，所以这些微粒仍留存在气流中并被带到过滤元件并聚集在其上。这种聚集物由围绕过滤元件强劲流动的到来气流所干扰并从元件上去除部分聚集物。这种随机进行的过程如果需要还可由回冲来补充。分离出来的微粒以及从过滤元件上脱离下来的微粒聚积在分离器中以便随后去除。已经发现，这种结构可以基本上连续地运行而不会受将堵塞过滤元件的物料的聚集的影响。对过滤元件的检查表明，在其表面上存在有一个很薄的微粒层但不会被允许过度聚集而阻断过滤元件的作用。这样相对小的过滤元件就可以用来使空气达到微粒相对稀少的高度纯净的水平。
因此本发明的一个方面就是提供一种从空气中去除微粒的分离器，分离器具有带有一用以形成气体的涡流的切向入口以及向上延伸的中央轴向出口的壳体，从而当气体围绕壳体运动并改变方向以经由出口排出时，气流中的颗粒将会从气体中分离并下落，所述壳体包括一限定各气孔的圆筒形壁，气孔使气体以涡流方式流动并径向向内流向出口；以及在圆筒形壁内并与圆筒形壁相隔开的圆筒形过滤器，从而气体必须穿过过滤器以抵达出口，圆筒形壁与过滤器间隔开以限定出现状空间以保持涡流，从而聚集在过滤器上的颗粒能由涡流予以除去以保持过滤器正常工作。
参阅附图可以对本发明有更好的认识，其中：
图1是主要部分呈剖面的侧视图，说明根据本发明一优选实施例的分离器，并安装有一过滤元件，图示分离器与用于在过滤元件中形成回吹(blowback)的设备相结合；
图2是分离器的一个部分的侧视剖视图，并以比图1更大的比例表示了回吹喷嘴的细节；
图3是过滤元件另一种替换形式的立体图。
参阅图1介绍根据本发明的分离器的一优选实施例，并用数字20标识。分离器具有绕一中心轴线垂直延伸的壳体21以及将空气引入环状空间24的切向入口22。进入环状空间的空气以涡流的方式绕着环状空间沿周向流动，这样微粒在垂直落下之前沿着外壁流动。在保持同样的涡流的同时，空气一开始环绕并向下流动然后转成向上流动。当空气朝向气孔26运动并随后通过气孔26而进入内部环状空间28时，仅仅具有很小质量的小微粒才能滞留在空气中。在这个空间中，空气再一次以涡流方式移动并在截锥形料斗30中分离微粒。空气将克服阻力移动并最后穿过环状过滤元件32流出，然后向上垂直移动通过中央管道形式的出口34，中央管道形式的出口34由电动机38驱动的风机36抽吸。一旦空气通过风机，它就经过出口40切向排出。
很明显，通过分离器的气流使得空气基本上以涡流方式运动，而且在外部环状空间24与内部环状空间28中都保持着这种环状运动。结果是大部分微粒可以从气流中被抛出以向下落入分离器的底部。然而，由于非常细小的微粒具有很小的质量，它们会夹杂在空气中，附着到过滤元件32上而很快就把元件阻塞。当空气通过气孔26时，围绕过滤元件的强劲气流会解脱元件上的任何聚集物。结果是，围绕过滤元件产生了意想不到的清洁作用，而这在现有系统中是不曾发现的。
分离器20包括一壳体21，壳体21具有一围绕垂直轴线对称布置的外壳41，并包括有一盖42，盖42具有外缘44，与成形得可接受盖的上部46相适配，并向内延伸到垂直圆筒形壁48处。上部46与其下部52用周边连结50连接，下部52呈截圆锥形向下逐渐收缩并具有圆状外形。该部件终止在一圆筒形壁54处，圆筒壁54配装于批排放罩55。这个罩可以使收集在外部与内部环状空间24、28中的物料按现有方式那样周期性地排放。
外壳41与围绕上述垂直轴线设置的截锥形料斗30一起形成了环状空间42。料斗在上部46的圆筒形壁48和与圆筒形壁54同轴的圆筒形壁56之间延伸，并向下收缩而终止在圆筒形壁56处。圆筒形壁56也配装在批量排放罩55上。
外壁41的上部46形成了一个向上朝向的环状凹座58，其中放有密封件60，围绕圆筒形嵌入件64上的向外翻折的突缘62相接合，该嵌入件围绕铅直轴线设置在上部46上的圆筒形壁41内。该嵌入件限定了气孔26，气孔26成形得适应在截锥形料斗30的上端与上部46圆筒形壁48的下端之间的向上的气流。这种结构设置成使得可以使用各种嵌入件形成所需的不同数量的气孔，且嵌入件由将密封件60夹靠于环状凹座58的盖42所定位。适当的传统过中心按扣(图中未画)用来将盖拉靠就位，拉靠就位时使用在盖底端为此目的设置的卷边66。
上部46也设置了入口22，正如上面提到的，它是切向方向以在环形空间24中围绕垂直轴线形成涡流。
盖42中部包括一个环状突起部分68以适配柱子70用以安装风机36与电动机38。在突起部分68内是一个环绕出口34并由上翻卷边74中心限定的环状部分72。卷边定位一圆环76，圆环76用以安装下面将要介绍的回吹系统78的各部件。圆环用O形密封件80与盖密封，同时也用同样的O形密封件82与风机密封。这些O形密封件因使用安装柱70将组件夹紧在一起而处于受载状态。
回吹系统78包括一系列管件，用以接收从压缩机单元83来的压缩空气，压缩机单元具有定时继动器阀(timed relay valve)85用以从蓄能器释放压力。管件通向圆环76，环中开有孔84，如图2所示，该孔通向成角度的管件86与弯肘88。而弯肘通向具有一系列径向斜角孔92并由端塞94封闭的位于中心的出口90。这样，当增高压力下的压缩空气通过回吹系统78时，一系列喷射气流将撞击在过滤元件32上(图1)并穿过过滤器回吹，从而把粘附在外表面的微粒去除。这些微粒于是夹杂在气流中，而其中有些会向下落入载锥形料斗30中而通过批量排放罩收集。
气流根据需要但方便地脉冲地通过回吹系统，如图1所示的定时器96根据程序设计形成脉冲以保持过滤器处于良好工作状态。
在例如制药中用到的那些粉末等粉末中存在的非常细小的微粒可以采用分离器20从气流中去除，其分离的微粒可以小到一微米。很显然，具有一微米能力的过滤器很容易堵塞，且过去发现在现有技术中过滤器很快堵塞。本发明的结构中，可以使过滤器在相当长的时期运行而不需要维护。附加的回吹系统78有助于保持过滤器不被阻塞且已发现系统可毫无困难地长期运行。
在更大的系统中，也许有必要提供更直接的回吹结构，并希望在回吹时过滤器连续运行。这可以如图3所示通过将过滤元件98分成若干段例如如图所示的三段来实现。将图1所不结构略做简单的修改，就可以提供三个喷嘴并独立地给它们以脉冲，从而在每次有一个气流脉冲时，三分之一的过滤元件处于回吹状态。这就意味着过滤元件总是有三分之二是处于运行状态。
结构的其它修改也都属于所介绍与请求保护的发明的范围。例如，可以修改示于上述示范实施例中的元件的形状与尺寸，过滤元件32相对圆筒形壁48的高度、气孔26的数量与位置、以及环状空间28的径向范围都可以有所变化。但是，这些变化应该遵从于在圆筒状壁48中保持涡流或环流，使得在循环气流中存有能量以撞击在过滤元件上的集结微粒以去除这些微粒。而且，在回吹操作时，从过滤元件径向向外送出的气流将把集给微粒从元件上吹分离而进入循环气流中。于是这些集结的微粒由于有足够的重量而被甩向外侧，然后跌入料斗30中进行收集。
本发明提供了用于涉及物料处理的气动系统中的结构，其中颗粒夹杂在系统中，气流在通常排入大气之前必须予以净化。
               标号索引20分离器        21壳体          22入口24环状空间      26气孔          28环状空间30料斗          32过滤元件      34出口36风机          38电动机        40出口41外壳          42盖            44外缘46上部          48圆筒形壁      50周边连结52下部          54圆筒形壁      55批量排放罩56圆筒形壁      58凹座          60密封件62突缘          64嵌入件        66卷边68突起部分      70柱子          72圆环74卷边          76圆环          78回吹系统80 O型密封件    82O型密封件     83压缩机单元84孔            85继动器阀      86成角管件87蓄能器        88弯肘          90出口92径向孔        94端塞          96定时器98元件          100喷嘴

Claims (6)

1．一种从气体中去除颗粒的分离器(20)，具有一壳体(21)，壳体包括带有一切向入口(22)的外壳(41)，切向入口用以在所述外壳(41)内形成气体涡流以去除较大颗粒，以及限定出用于保持所述涡流的多个气孔(26)的圆筒形壁(48)，从所述壳体(21)向上延伸的中心轴向出口(34)，在所述圆筒形壁(48)径向内侧设置的圆筒状过滤器(32)且其如此设置使得气流必须穿过所述过滤器(32)才能抵达所述出口，以及一圆锥状料斗(30)，其特征在于，所述圆筒形壁(48)具有一位于所述壳体(21)中的下端，以及所述锥形料斗(30)具有一个上端，其与所述圆筒形壁(48)的所述下端相结合而形成一个从由所述外壳(41)与所述料斗(34)限定的第一环状空间(24)到由所述料斗(34)与所述过滤器(32)限定的第二环状空间的通路，其中所述多个气孔(26)的位置如此设定以及所述第二环状空间的径向长度如此选择使得所述涡流得以保持，从而聚集在过滤器(32)上的颗粒会被去除以保持过滤器正常工作。
2．如权利要求1所述的分离器，还包括有回吹系统(78)，用以在过滤器内部提供压力气体以逆反穿过过滤器的气流以把过滤器上的微粒去除，并使除下的微粒进入涡流以促使这些微粒向下掉离圆筒状壁与过滤器之间的空间。
3．如权利要求2所述的分离器，其中，过滤器具有若干个间隔部分，每个部分都包含有一个单独的回吹喷嘴(100)。
4．如权利要求1所述的分离器，还包括有在圆筒形壁(48)下方的圆锥形料斗(30)，料斗与圆筒形壁相结合以限定气体向上并带有涡流地进入环状空间(28)的通路。
5．如权利要求4所述的分离器，还包括有一回吹系统(78)，用以在过滤器内部提供压力气体以逆返穿过过滤器的气流以把过滤器上的微粒去除，并使除下的微粒进入涡流以促使这些微粒向下掉离圆筒状壁与过滤器之间的空间。
6．如权利要求5所述的分离器，其中，过滤器具有若干个间隔部分，每个间隔部分都包含有一个单独的回吹喷嘴(100)。
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