CN107755104A - 一种高效旋风分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效旋风分离器，该高效旋风分离器包括柱形筒体和锥形筒体，该柱形筒体的顶端轴心处设置出风管，该柱形旋风筒体的底端和锥形筒体的顶端固定相连，柱形旋风筒体的侧壁顶部设置截面为矩形的进风口，该进风口沿旋风筒体侧壁进入旋风筒体内，使得由进风口进入的气体可在旋风筒体内壁螺旋下行，锥形筒体的底端设置下料口，所述进风口的宽度b为旋风筒体直径D的0.21倍，进风口的高度h为旋风筒体直径D的0.42倍,使得进入旋风筒体内的气体具有最优化的分离效率。
Description
技术领域
本发明涉及旋风分选设备技术领域，特别是一种高效旋风分离器。
背景技术
现有技术中，旋风分离器是气固分离的关键设备，分离效率是关键指标，常规的设计通常为85％左右，如何提高分离效率成为设计旋风分离器的关键问题，另外能够分离下来的最小颗粒也是重要指标之一，随着纳米材料的研发与应用，希望可分离的临界直径必须≤1um，同时从环保角度考虑，还希望尾气中的含尘量必须≤0.1Kg/m3，以减轻滤袋或水膜除尘的负担。确保粉尘排放≤30mg/m3的国家标准。这对旋风分离器的设计提出了极高的要求，如何设计一种分离粒径不超过1um、分离效率不低于95％的旋风分离器是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、可确保临界分离粒径不超过1um、分离效率不低于95％的高效旋风分离器。
一种高效旋风分离器，包括柱形筒体和锥形筒体，该柱形筒体的顶端轴心处设置出风管，该柱形旋风筒体的底端和锥形筒体的顶端固定相连，柱形旋风筒体的侧壁顶部设置截面为矩形的进风口，该进风口沿旋风筒体侧壁进入旋风筒体内，使得由进风口进入的气体可在旋风筒体内壁螺旋下行，锥形筒体的底端设置下料口，所述进风口的宽度b为旋风筒体直径D的0.21倍，进风口的高度h为旋风筒体直径D的0.42倍,使得进入旋风筒体内的气体具有最优化的分离效率。
进一步，所述进风口的上壁与旋风筒体的顶壁齐平设置，所述出风管深入所述旋风筒体内的长度为旋风筒体直径D的0.545倍，使得进风口的下缘与出风管底端断面之间的垂直距离L为旋风筒体直径D的0.125倍。
进一步，所述柱形旋风筒体的高度H1为其直径D的1.5倍。
进一步，所述出风管的直径d为旋风筒体直径D的0.5倍。
进一步，所述锥形筒体的高度H2为旋风筒体直径D的2.5倍。
进一步，所述下料口的直径D1为旋风筒体直径D的0.25倍。
进一步，所述下料口处设置料封，防止下料口处泄露，影响分离效率。
上述参数是根据多年的实践与总结，在消化吸收国内外旋风分离器设计的基础上，针对纳米材料、有机物料、医药药品、中药药品、电池材料等多种原材料的分离，根据不同粒径，不同压降、不同含尘浓度设置出各种不同规格的产品，总结出的一套设计计算方法，其中关键参数是进风口截面积A与旋风筒体直径D的关系，
即A＝0.21D*0.42D， 式1；
式2；
式中：D——旋风筒体的直径，m；
A——进风口的截面积，m2。
发明的技术效果：(1)本发明的高效旋风分离器，相对于现有技术，通过对进风口的高度、宽度和出风管的深度进行限定，并对旋转筒体和锥形筒体的高度进行限定，使得进入旋风筒体的气体可在旋风筒体和锥形筒体内旋转9至10圈，有效增加了气体的旋转圈数，提高了分离效率，使得高效旋风分离器可分离的临界粒径不超过1um，达到纳米材料、有机物料、医药药品、中药药品、电池材料等多种原材料的分离要求；通过对排出气体的测量，其分离效率超过95％，明显超出现有的旋风分离器；上述各参数之间的比例关系，经过多年实践，反复认证的经验数据；与常规的设计有着明显的区别，其实用性更强，分离效率更高。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的高效旋风分离器的结构示意图。
图中：旋风筒体1，锥形筒体2，出风管3，进风口4，下料口5，料封6，料封出口7。
具体实施方式
实施例1如图1所示，本实施例的高效旋风分离器，包括柱形旋风筒体1和锥形筒体2，该柱形筒体1的顶端轴心处设置出风管3，该柱形旋风筒体1的底端和锥形筒体2的顶端固定相连，柱形旋风筒体1的侧壁顶部设置截面为矩形的进风口4，该进风口4沿旋风筒体1侧壁进入旋风筒体1内，使得由进风口4进入的气体可在旋风筒体1内壁螺旋下行，锥形筒体2的底端设置下料口5，所述进风口4的宽度b为旋风筒体1直径D的0.21倍，进风口4的高度h为旋风筒体1直径D的0.42倍；所述进风口4的上壁与旋风筒体1的顶壁齐平设置，所述出风管3深入所述旋风筒体1内的长度为旋风筒体1直径D的0.545倍，使得进风口4的下缘与出风管3底端断面之间的垂直距离L为旋风筒体1直径D的0.125倍。
作为优选，所述柱形旋风筒体1的高度H1为其直径D的1.5倍。
作为优选，所述出风管3的直径d为旋风筒体1直径D的0.5倍。
作为优选，所述锥形筒体2的高度H2为旋风筒体1直径D的2.5倍。
作为优选，所述下料口5的直径D1为旋风筒体1直径D的0.25倍。
作为优选，下料口5处设置料封6，下料口5套接在料封6的顶端内，料封6的底部设置料封出口7。
以高效旋风分离器的处理风量为10000m3/h，进风口处风速为18m/s为例，则进风口截面A＝10000/(18*3600)＝0.154m2；根据公式2可得旋风筒体直径圆整后取D＝1.35m；将各数据代入上式就可知道各部位的尺寸：进风口宽度b＝0.21D＝0.21*1.35＝0.284m，取280mm；进风口高度h＝0.42D＝0.42*1.35＝0.567m，取570mm；进风口的底壁与出风管底端在旋风筒体轴向上的距离L＝0.125D＝0.125*1.35＝0.169m，取170mm；柱形旋风筒体的高度H1＝1.5D＝1.5*1.35＝2.03，取2000mm；出风管的直径d＝0.5D＝0.5*1.35＝0.675m，取680mm；锥形筒体的高度H2＝2.5D＝2.5*1.35＝3.38m，取3400mm；下料口的直径D1＝0.25D＝0.25*1.35＝0.34m，取340mm；其气体在旋风筒体和锥形筒体内的旋转圈数为9至10圈。
作为对比，同样是处理风量为10000m3/h、进风口处风速为18m/s的普通旋风分离器，其尺寸规格为旋风筒体直径进风口宽度b＝0.25D＝0.25*1.1＝0.277m，取280mm；进风口高度h＝0.5D＝0.5*1.1＝0.55m，取550mm；柱形旋风筒体的高度H1＝2D＝2*1.1＝2.2，取2200mm；锥形筒体的高度H2＝2D＝2*1.1＝2.2m，取2200mm；出风管的直径d＝0.5D＝0.5*1.35＝0.675m，取680mm；下料口的直径D1＝0.25D＝0.25*1.35＝0.34m，取340mm；气体在旋风筒体和锥形筒体内的旋转圈数为5至6圈，通过对两种旋风分离器的分离效果进行测量和观察，得到两种旋风分离器的参数和分离效率对比，参见表1。
表1两种旋风分离器的参数和分离效率对比表
本发明的高效旋风分离器可分离的临界粒径达到1um，分离效率超过95％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种高效旋风分离器，其特征在于，包括：柱形筒体和锥形筒体，该柱形筒体的顶端轴心处设置出风管，该柱形旋风筒体的底端和锥形筒体的顶端固定相连，柱形旋风筒体的侧壁顶部设置截面为矩形的进风口，该进风口沿旋风筒体侧壁进入旋风筒体内，使得由进风口进入的气体可在旋风筒体内壁螺旋下行，锥形筒体的底端设置下料口，所述进风口的宽度b为旋风筒体直径D的0.21倍，进风口的高度h为旋风筒体直径D的0.42倍。
2.根据权利要求1所述的高效旋风分离器，其特征在于，所述进风口的上壁与旋风筒体的顶壁齐平设置，所述出风管深入所述旋风筒体内的长度为旋风筒体直径D的0.545倍，使得进风口的底壁与出风管底端在旋风筒体轴向上的距离为旋风筒体直径D的0.125倍。
3.根据权利要求2所述的高效旋风分离器，其特征在于，所述柱形旋风筒体的高度H1为其直径D的1.5倍。
4.根据权利要求3所述的高效旋风分离器，其特征在于，所述出风管的直径d为旋风筒体直径D的0.5倍。
5.根据权利要求3所述的高效旋风分离器，其特征在于，所述锥形筒体的高度H2为旋风筒体直径D的2.5倍。
6.根据权利要求3所述的高效旋风分离器，其特征在于，所述下料口的直径D1为旋风筒体直径D的0.25倍。
7.根据权利要求3所述的高效旋风分离器，其特征在于，所述下料口处设置料封。
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