CN108057527B - 轴流旋风除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及除尘技术领域，具体涉及一种轴流旋风除尘器，其中采用了独特的装配结构，该除尘器包括旋风筒模块、盖板和集尘模块；旋风筒模块包括进风模块、叶片模块、导流模块和出风模块；叶片模块拼接在进风模块后，导流模块拼接在叶片模块后，出风模块拼接在导流模块后；出风模块的上方设置盖板；旋风筒模块下方与集尘模块拼接；出风模块的上下两个侧面贯通，作为灰尘的下落通道；出风模块的左右两个侧面与导流模块的左右两个侧面紧密贴合，形成密闭的通道；进风模块和叶片模块拼接后形成多个环状区域，环状区域包括外筒、导流叶片和导流体。具有空间利用率高，压力损失小，除尘效率高，可灵活拼装，尤其适用于暖通空调领域的低气流速度场合。

Description

轴流旋风除尘器

技术领域

本发明涉及除尘技术领域，尤其涉及一种轴流旋风除尘器及其装配结构。

背景技术

在工业和民用领域，悬浮在空气中的颗粒物浓度超过一定含量会影响工艺安全和人员健康，为此控制空气中的颗粒物浓度非常重要。控制空气中颗粒物浓度的一个重要手段是除尘技术。除尘技术分为接触式除尘和非接触式除尘两种。接触式除尘方式以过滤材料为代表，具有除尘效率高、阻力较小的特点，但在含尘浓度高的场合需频繁清洗更换，维护运行成本较高。非接触式除尘方式种类较多，如重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器和静电除尘器，具有维护简单等特点。不同种类的除尘器适用于不同场合，相比其他种类除尘器，旋风除尘器具有较高的分离效率和较低的运行费用，对应的应用场合最为广泛。

旋风除尘器根据流体在其内部的流动方向，可分为反转式旋风除尘器和轴流式旋风除尘器两种。一般而言，与轴流式旋风除尘器相比，反转式旋风除尘器具有较高的颗粒物分离效率，但压力损失也较大。对于传统的反转式和轴流式旋风除尘器，为了保证较高的颗粒物分离效率，需要很高的入口风速，而高入口风速会导致很高的压力损失并需要独立的动力设备。上述特点导致传统的旋风除尘器难以应用在风速低、允许压力损失小、空间紧凑的场合。

此外，传统的轴流旋风除尘器是将许多单个旋风筒(例如本申请人的专利ZL201510173935.4所披露的直流导叶式旋风除尘器)固定在有预留孔的隔板上，应用于不同的除尘场合。这一装配方式存在工序复杂，装配精度要求高，漏风量较大，单位面积开孔率低，产品模块质量较大等问题。

发明内容

本发明的技术目的就在于解决上述现有技术的缺陷，提供一种空间利用率高，压力损失小，除尘效率高，可灵活拼装的轴流旋风除尘器及其装配结构。本发明所提供的轴流旋风除尘器尤其适用于暖通空调领域的低气流速度场合。

为达到本发明的技术目的，本发明提供了一种轴流旋风除尘器，其由多个旋风筒模块组合而成，最下侧旋风筒模块之下侧连接集尘模块，所述旋风筒模块按进风方向依序由进风模块、叶片模块、导流模块和出风模块拼接而成，拼接之后形成多个除尘通道，其中所述进风模块与叶片模块拼接后形成多个环状区域，所述环状区域由外筒、导流叶片和导流体组成，所述进风模块、叶片模块在四个侧面分别有至少一组贯通的凸台和凹槽；所述导流模块在四个侧面分别有对应的未贯通的锁紧型凸台和凹槽；所述出风模块在上下两个侧面贯通，形成一个通向所述集尘模块的通道。旋风筒模块拼接完成后，进风模块、叶片模块的凸台和导流模块的锁紧凸台形成凸台拼接结构，进风模块、叶片模块的凹槽和导流模块的锁紧凹槽形成凹槽拼接结构，凹槽拼接结构和凸台拼接结构可相互拼接，并可相互锁紧。

作为方案的优选，进风模块、叶片模块、导流模块和出风模块通过螺栓固定和定位。

作为方案的更优选，进风模块、叶片模块、导流模块、出风模块的截面分别设置若干对应的带孔螺柱；进风模块、叶片模块、导流模块和出风模块的若干对应的带孔螺柱均位于同一轴线上，并通过双头等长螺柱和锁紧螺母固定和定位。

作为方案的优选，导流体靠近进风模块的前端呈半球体，导流体靠近进风模块和叶片模块的中间段呈圆柱体，所述导流体靠近叶片模块的后端呈流线型台体；导流体的后端的外径沿水平轴线方向逐渐减小；导流体的前端、中段和后端均位于同一轴线上；导流叶片位于所述导流体的半球体后方，圆柱体前端。

作为方案的优选，根据不同的除尘风量可拼装多个旋风筒模块，其中的多个出风模块组成上下贯通的落尘通道，并在最上面一个出风模块的上方盖上盖板，实现密封作用，在最下方的旋风筒模块拼接集尘模块，实现灰尘自动收集作用。

作为方案的优选，集尘模块的上方与所述旋风筒模块拼接的地方设置一组与所述旋风筒模块对应的贯通的凹槽，实现与旋风筒模块的自由拼接。

作为方案的优选，集尘模块的出口设置成集尘模块外螺纹管，集尘模块的底部设置成带有坡向集尘模块外螺纹管的弧形，保证灰尘易集中收集处理。

作为方案的优选，进风模块、叶片模块、导流模块、出风模块、盖板和集尘模块均采用密度低、硬度高的塑料材质一体成型。

本发明的轴流旋风除尘器及其装配结构的除尘原理是：当含尘气流经由进风模块进风口进入外筒后，在导流叶片的作用下在环状区域内旋转并沿轴线方向流动，依次经过叶片模块、导流模块和出风模块；含尘气流中的颗粒物在离心力的作用下沿出风模块的灰尘下落通道进入到除尘模块，完成灰尘的收集；而经除尘后的洁净气流则由出风模块的出风口送出。

本发明的有益效果：

1)对旋风筒模块的结构进行了优化设计，相比单筒产品，保证效率的前提下，阻力更低，更加节能。

2)每个旋风筒模块由四个部件组合而成，各个部件均一次成型，材料采用PPS塑料或ABS塑料，质量更轻。

3)旋风筒模块采用多个筒的一体成型及可拼接结构设计，单位面积开孔率大大提高，更适用于空间紧凑的场合。

4)相比单筒结构，该旋风筒模块可看作一次装配多个单筒，整体采用螺柱和螺母固定，装配工艺更加简单，同时避免了各种板金结构件的加工，加工精度与安装精度也大幅提高。

附图说明

图1为实施例一轴流旋风除尘器爆炸结构示意图。

图2为实施例一轴流旋风除尘器结构示意图。

图3为图2中的A部放大图。

图4为图2中的B部放大图。

图5为图2中的C部放大图。

图6为图2中的D-D剖面图。

图7为实施例二轴流旋风除尘器的结构示意图。

其中：1-进风模块；2-叶片模块；3-导流模块；4-出风模块；5-盖板；6-集尘模块；11-进风模块凹槽；12-进风模块凸台；13-进风模块带孔螺柱；21-叶片模块凹槽；22-叶片模块凸台；23-叶片模块带孔螺柱；31-导流模块锁紧凹槽；32-导流模块锁紧凸台；33-导流模块带孔螺柱；41-出风模块带孔螺柱；61-集尘模块凹槽；62-集尘模块外螺纹管；71-外筒；72-叶片；73-导流体。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例一

图1为实施例一轴流旋风除尘器爆炸结构示意图，图2为实施例一轴流旋风除尘器拼接结构示意图。如图2所示，该除尘器被示出的部分包括一个旋风筒模块、一个盖板5和一集尘模块6。

如图1所示，该旋风筒模块依次由进风模块1、叶片模块2、导流模块3和出风模块4组装而成。本发明中的进风模块1、叶片模块2、导流模块3、出风模块4、盖板5和集尘模块6均采用密度低、硬度高的塑料材质(如PPS塑料、ABS塑料等)一体成型。

如图1、图2和图3所示，进风模块1、叶片模块2、导流模块3、出风模块4截面对应布置有若干带孔螺柱，如进风模块带孔螺柱13、叶片模块带孔螺柱23、导流模块带孔螺柱33和出风模块带孔螺柱41等。带孔螺柱13、23、33和41位于同一轴线上，当进风模块1、叶片模块2、导流模块3和出风模块4拼接时，通过双头等长螺柱穿入对应的带孔螺柱13、23、33和41，并用锁紧螺母在双头等长螺柱两端固定，从而实现定位和固定进风模块1、叶片模块2、导流模块3和出风模块4的作用。

如图1、图2、图4和图5所示，进风模块1、叶片模块2在四个侧面分别有一组对应的贯通的凸台和凹槽，如进风模块凹槽11、进风模块凸台12、叶片模块凹槽21和叶片模块凸台22。导流模块3在四个侧面分别有一组对应的未贯通的锁紧型凸台和凹槽，如导流模块锁紧凹槽31和导流模块锁紧凸台32。

经拼接好后的旋风筒模块由进风模块1、叶片模块2、导流模块3和出风模块4组成，所形成的凹槽拼接结构如图4所示，所形成的凸台拼接结构如图5所示。所形成的凹槽拼接结构和凸台拼接结构可相互拼接，并可相互锁紧，防止脱落和漏风，如此，可根据不同的除尘风量实现多个旋风筒模块的拼接组装，组合更加灵活和方便。

如图1和图2所示，出风模块4与盖板5和集尘模块6接触的位置在上下两个侧面贯通，作为灰尘的下落通道。集尘模块6上方与旋风筒模块拼接的地方有一组可配合的对应的贯通的凹槽61，以实现与旋风模块的自由拼接。集尘模块6的灰尘出口做成外接螺纹管62，箱底做成带有坡向外接螺纹管的弧形，保证灰尘易集中收集处理。

在上述实施方案中，进风模块1、叶片模块2、导流模块3、出风模块4组装成整体的旋风筒模块后，并在旋风筒模块的出风模块4的上方盖上盖板5，在旋风筒模块的下方拼接上集尘模块6，组装成实施例一的轴流旋风除尘器。

如图6所示，本发明的旋风筒模块由进风模块1、叶片模块2、导流模块3和出风模块4组成，且四个模块均为一体成型塑料件。进风模块1与叶片模块2组合后形成多个环状区域，该环状区域由外筒71、导流叶片72和导流体73组成。外筒71、导流叶片72及导流体73被进风模块1与叶片模块2一分为二，进风模块1由部分外筒、半球体、圆柱体及部分导流叶片形成多个空心腔体，叶片模块2由部分外筒、部分叶片、圆柱体及流线形台体形成多个空心腔体。导流模块3拼接在叶片模块2之后，由多个圆柱体腔体组成，其内径与外筒71内径相同。出风模块4拼接在导流模块3的后方，由多个圆柱体腔体组成，其内径为外筒71内径的0.8至0.9倍。外筒71、导流体73、导流模块3的圆柱体腔体、出风模块4的圆柱体腔体均位于同一轴线上。

在上述实施方案中，含尘气流从进风模块1进入，在导流叶片72的诱导作用下沿叶片模块2和导流模块3旋转向前流动，在离心力的作用下，气流中的颗粒物从气流中分离出来并进入出风模块4的灰尘下落通道，并由集尘装置6收集，除尘后的清洁气流从出风模块4的出风口送出。

外筒71和导流体73围成的多个环状区域能够使气流稳定地旋转并沿轴向方向流动，有利于颗粒物的分离；导流叶片72基于引导气流逐渐改变流动方向的方法设计，在保证诱导气流旋转实现颗粒物的高效分离的同时大幅度降低了气流在导流叶片72处产生的压力损失。使用本发明所提供的轴流旋风除尘器及其装配结构，就能很好地解决传统旋风除尘器在低入口风速时颗粒物分离效率低且阻力大的问题。

作为优选方案，导流叶片72的主要作用是诱导气流旋转，在设计导流叶片72时，优选将导流叶片72设计为正交型叶片；导流叶片72沿轴向的长度为外筒71的内径的1/2；导流叶片72的个数为6至10个；导流叶片72的厚度为1mm至3mm。

更进一步地，为了提高颗粒物分离效率，将导流叶片72的进风前端与轴向的夹角取为0°，导流叶片72的气流末端与轴向的夹角取为60°至70°，尤其是60°时，气流旋转速度更大，实施效果更好。

更进一步地，导流体73前端为半球体，中间段为圆柱体，末端为流线形台体，三者位于同一轴线上，导流体73的长度优选为导流叶片72的2.5至3倍的长度，其中中间段的圆柱体长度为导流叶片的1.5倍。导流叶片72位于导流体73的半球体后方，圆柱体前端。导流体73的内部采用空心腔体结构，壁厚为1.5～3mm。导流体73的外径可选为外筒71的内径的0.45至0.55倍，从而提高低入口风速下的颗粒物分离效率。

本发明还有其他的优选实施方式在于：

外筒71的内径取60mm至70mm，导流模块3的长度取外筒71的内径1.4至1.5倍，出风模块5的出风筒的长度取外筒71的内径的0.4至0.6倍。

集尘模块上方与旋风筒模块拼接的地方有一组可配合的对应的贯通的凹槽，集尘模块的灰尘出口做成外接螺纹管62，箱底做成带有坡向外接螺纹管的弧形。

参照图7，其显示了多个旋风筒模块拼接后的效果，包括6个旋风筒模块、2个盖板5和2个集尘模块6。

6个旋风筒模块拼接成一个整体，并在最上面的2个出风模块4的上方分别盖上盖板5，拼接成整体的旋风筒模块的最下方拼接上2个集尘模块6。

采用本发明的可拼接的轴流旋风除尘器及其装配结构，可根据除尘风量的大小，任意组装。

效果试验

采用本前述实施例的方案和尺寸制成一个旋风除尘器，与传统组合方式的除尘器进行比较，后者装配有多个ZL201510173935.4中披露的除尘器单元，对比试验是在二者具有相同的除尘截面积下进行，结果见表1与传统技术相比，本发明的除尘效率略微有所下降，但阻力降低了49％，节能效果明显。

表1.本发明实施例与传统技术实验结果

	传统技术	本发明技术
			开孔率	60％	60％
除尘效率(％)	98.8％	98.1％
			阻力(Pa)	488	251

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轴流旋风除尘器，其特征在于，其由多个旋风筒模块组合而成，最下侧旋风筒模块之下侧连接集尘模块，所述旋风筒模块按进风方向依序由进风模块、叶片模块、导流模块和出风模块拼接而成，拼接之后形成多个除尘通道，其中所述进风模块与叶片模块拼接后形成多个环状区域，所述环状区域由外筒、导流叶片和导流体组成，所述进风模块、叶片模块在四个侧面分别有至少一组贯通的凸台和凹槽；所述导流模块在四个侧面分别有对应的未贯通的锁紧型凸台和凹槽；所述出风模块在上下两个侧面贯通，形成一个通向所述集尘模块的通道；

所述进风模块由部分的外筒、部分的导流叶片、部分的导流体形成空心腔体，所述叶片模块由部分的外筒、部分的导流叶片、部分的导流体形成空心腔体；

所述导流体靠近进风模块的前端呈半球体，所述导流体靠近进风模块和叶片模块的中间段呈圆柱体，所述导流体靠近叶片模块的后端呈流线型台体；所述导流体的后端的外径沿水平轴线方向逐渐减小；所述导流体的前端、中段和后端均位于同一轴线上；所述导流叶片位于所述导流体的半球体后方，圆柱体前端。

2.如权利要求1所述的轴流旋风除尘器，其特征在于，所述进风模块、叶片模块、导流模块和出风模块的截面分别设置对应的若干带孔螺柱；通过双头等长螺柱和锁紧螺母固定和定位所述进风模块、叶片模块、导流模块和出风模块。

3.如权利要求1所述的轴流旋风除尘器，其特征在于，所述旋风筒模块拼接成一个整体之后，所述外筒为圆柱体腔体；所述导流模块也有对应的圆柱体腔体，其内径与所述外筒的内径相同；所述出风模块为也具有多个圆柱体腔体，其内径为所述外筒内径的0.8-0.9倍；所述外筒、导流体、导流模块、出风模块的圆柱体腔体均位于同一轴线上。

4.如权利要求1所述的轴流旋风除尘器，其特征在于，所述导流体的长度为所述导流叶片的长度的2.5至3倍，所述导流体的中间段的长度为所述导流叶片的长度的1.5倍；所述导流体的外径为所述外筒的内径的0.45至0.55倍，所述导流体的内部为空心腔体，壁厚为1.5mm-3mm。

5.如权利要求1所述的轴流旋风除尘器，其特征在于，所述外筒的内径为60mm-70mm；所述导流模块的圆柱体腔体长度为外筒内径的1.4-1.5倍；所述出风模块的圆柱体腔体长度为外筒内径的0.4-0.6倍。

6.如权利要求1-5任一项所述的轴流旋风除尘器，其特征在于，所述集尘模块上方与所述旋风筒模块拼接的地方设置一组与所述旋风筒模块对应的贯通的凹槽。

7.如权利要求1-5任一项所述的轴流旋风除尘器，其特征在于，所述集尘模块的灰尘出口设置成集尘模块外螺纹管，所述集尘模块的底部设置成带有坡向所述集尘模块外螺纹管的弧形。

8.如权利要求1-5任一项所述的轴流旋风除尘器，其特征在于，所述进风模块、叶片模块、导流模块、出风模块、盖板和集尘模块均采用密度低、硬度高的塑料材质一体成型。