CN108514960B - 粉尘势井 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉尘势井，属于气固分离技术领域。粉尘势井，应用于旋风除尘器的灰斗内或有类似于螺旋流气固分离的设备中接触到粉料层的区域。粉尘势井包括网格组件；网格组件沿灰斗的圆筒段的径向设置，网格组件包括网格座和多个安装于网格座内的构成网格空腔的板条，网格座位于圆筒段内且网格座抵接于圆锥段，网格座与灰斗的内壁可活动的连接。多个板条交错连接形成网格空腔，网格空腔连通圆筒段和圆锥段。该粉尘势井，在螺旋流气体与粉料堆之间增加一段迟滞层，保护被分离后的粉尘不在被旋流气体二次携带逃逸。该气体迟滞层既不增加螺旋气流的阻力，又不影响粉尘料的下落，提高了旋风分离器对超细粉尘的分离效果。

Description

粉尘势井

技术领域

本发明涉及气固分离技术领域，具体而言，涉及一种粉尘势井。

背景技术

旋风除尘器的原理机构如图1所示，含尘气流由旋风除尘器入口5进入旋风除尘器，在除尘圆筒分离段31和除尘圆锥分离段32产生螺旋流，在除尘圆筒分离段31和除尘圆锥分离段32任意截面的螺旋流分两个区域，外旋流和内旋流，在靠近圆筒内壁面的一部分为外旋流，气体的螺旋方向向下流动；在靠近中心（含中心点）的区域为内旋流，气体的螺旋方向向上流动。向下的旋流会对粉尘产生离心力，从而使粉尘被分离至除尘圆筒分离段31和除尘圆锥分离段32，并将粉尘最终携带至灰斗2内。这样一部分粉尘就会从排灰口4间断排出收集，另一部分粉尘则会在灰斗2底部的中心区域，被向上流动的内旋流重新夹带至上部区域，最后经由升气管6逃逸。同时也有一部分粉尘尚未进入灰斗2就直接逃逸。

据文献分析，进入灰斗的流量占整个旋风除尘器入口流量的42%左右，这42%左右的气体含有95%以上的粉尘。该部分气体触及灰斗底部而后转向上部区域流动的螺旋流其切向速度和速度脉动通常较大，这样极易将已经被分离的粉尘再次夹带至逃逸，从而降低了旋风除尘器的除尘效果。这就是现有旋风除尘器对超细颗粒（当量粒径≤2.5μm）粉尘分离效果较差的原因之一。据资料介绍现有旋风除尘器对超细颗粒粉尘的分离效果仅仅是8%。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种粉尘势井，应用于灰斗内部或有类似于螺旋流气固分离的设备中接触到粉料层的区域，降低了进入灰斗内的粉尘的逃逸，提高了旋风除尘器的除尘效率，使上述问题得到改善。

本发明是这样实现的：

本发明的实施例提供了一种粉尘势井，应用于旋风除尘器的灰斗内，包括网格组件；

所述网格组件沿灰斗的圆筒段的径向设置，所述网格组件包括网格座和多个安装于所述网格座内的板条，所述网格座位于所述圆筒段内且所述网格座抵接于灰斗的圆锥段，所述网格座与灰斗的内壁连接，所述多个板条交错连接形成网格空腔，所述网格空腔连通所述圆筒段和所述圆锥段。

在该实施例中，在螺旋流气体与粉料堆之间增加一段迟滞层，保护被分离后的粉尘不再被旋流气体二次携带逃逸。该气体迟滞层既不增加螺旋气流的流动阻力，又不影响粉尘料的下落，提高了旋风分离器对超细粉尘的分离效果。

在本发明可选的实施例中，所述网格座为圆环结构，所述网格座的直径小于所述圆筒段的内径。

在本发明可选的实施例中，所述板条的厚度为0.2-5mm。

在本发明可选的实施例中，所述网格空腔的网格眼为正三角形。

在本发明可选的实施例中，所述网格空腔的网格眼为正四边形。

在本发明可选的实施例中，所述网格空腔的网格眼为正六边形。

在本发明可选的实施例中，所述板条的长度为10-100mm。

在本发明可选的实施例中，所述网格空腔的网格眼为扇形。

在本发明可选的实施例中，所述网格座的外表面设置有密封条。

在本发明可选的实施例中，所述网格座的端面与所述板条的端面齐平。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

粉尘势井，应用于灰斗内部，降低了进入灰斗内的粉尘的逃逸，提高了旋风除尘器的除尘效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为旋风除尘器的原理图；

图2为本发明实施例提供的粉尘势井的安装位置图；

图3为本发明实施例提供的粉尘势井的结构示意图；

图4所示为图3的剖视图；

图5为正三角形的网格眼的示意图；

图6为正六边形的网格眼的示意图。

图标：100-粉尘势井；1-网格组件；11-网格座；12-板条；13-网格空腔；2-灰斗；21-圆筒段；22-圆锥段；31-除尘圆筒分离段；32-除尘圆锥分离段；4-排灰口；5-旋风除尘器入口；6-升气管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图2，本实施例提供一种粉尘势井100，应用于旋风除尘器的灰斗2内或有类似于螺旋流气固分离的设备中接触到粉料层的区域，包括网格组件1。

在本实施例中，灰斗2包括圆筒段21和圆锥段22，网格组件1沿圆筒段21的径向设置，见图2所示。网格组件1包括网格座11和多个安装于网格座11内的板条12，网格座11为环状结构，多个板条12交错连接形成网格空腔13，网格空腔13连通圆筒段21和圆锥段22。在旋风除尘器的灰斗2内设置网格组件1，由于灰斗2内的气流为螺旋气流，粉尘在灰斗2内流动时，网格组件1形成势井，使得粉尘经网格空腔13后落入圆锥段22内的粉尘无法逃逸，该粉尘势井100起到提高旋风除尘器除尘效率的目的。

下面对该粉尘势井100的各个部件的具体结构和相互之间的位置关系进行详细说明。

如图1所示，为旋风除尘器的原理结构图。图1中，含尘气体经旋风除尘器入口5进入，在除尘圆筒分离段31和除尘圆锥分离段32进行分离后，一部分高含尘气体进入灰斗2内，本实施例的粉尘势井100安装于灰斗2内，被分离的灰尘经粉尘势井100落入灰斗2底部并从排灰口4排出；净化后的气体从升气管6排出。

根据旋风除尘器的结构，如图2所示，灰斗2包括圆筒段21和圆锥段22，圆筒段21与圆锥段22连接，圆筒段21承接除尘圆锥分离段32，圆锥段22的底部设置排灰口4。

网格组件1沿圆筒段21的径向设置，见图2所示，网格组件1位于灰斗2中圆筒段21和圆锥段22的交汇处，如图3所示，网格组件1包括网格座11和多个安装于网格座11内的板条12。

网格座11位于圆筒段21内，网格座11靠近圆锥段22设置，网格座11的一端抵接于圆锥段22，圆锥段22支撑网格座11，圆锥段22的结构能够限制网格座11沿圆锥段22的轴线移动。

为了更好的实现网格座11与灰斗2内壁的连接，网格座11为圆环结构，如图2和图4所示，当网格组件1与灰斗2活动安装时，网格座11的直径（D1）小于灰斗2中圆筒段21的直径（D2），但是网格座11的直径与圆筒段21的直径相差较小，网格座11与灰斗2的圆筒段21的内壁可活动的连接，便于使用者取放网格座11，实现网格组件1的更换与维护。网格座11还可以灰斗2固定连接，防止网格座11移动。

多个板条12安装于网格座11内，多个板条12交错连接形成网格空腔13，网格空腔13连通圆筒段21和圆锥段22，进入灰斗2内的粉尘能够穿过网格空腔13下落到圆锥段22内的粉料层。

在本实施例中，板条12可以为金属板材，也可以为塑料，相当于网格空腔13由多个金属板材焊接而成，或者由塑料注塑而成，提高板条12之间的连接强度。

作为本实施例的可选方式，板条12的厚度为0.2-5mm，使用者可以根据实际情况选取合适的板条12的厚度。板条12的厚度较小时，容易影响网格组件1的连接强度；板条12的厚度较厚时，影响粉尘的下落，同时，增大制造成本。

根据不同的使用需求，网格空腔13的网格眼的形状可以为多种形式，例如正三角形（如图5所示）、正四边形（如图3所示）、正六边形（如图6所示）等正多边形，也可以为扇形等非正多边形，使用者可以根据实际情况选取网格空腔13的网格眼的形状。同时，网格眼的形状还决定板条12的使用量，是网格组件1的加工因素和成本的决定因素。

当网格空腔13的网格眼采用正多边形时，网格眼的各边长尺寸相同，便于加工制作，作为本实施例的可选方案，网格眼的形状采用正多边形，板条12的长度为10-100mm。

为了便于网格座11的安装，并且使得网格座11与灰斗2连接稳定，在网格座11的外表面设置有密封条，密封条的设置，可以增加网格座11与灰斗2之间的连接稳定性，同时，便于取放网格座11，还有吸收振动的功能。

为了进一步地提高网格空腔13的势井效果，网格座11的端面与板条12的上端面（板条12的远离排灰口4的端面）齐平。相当于，网格座11的高度与板条12的高度相同，网格座11组成网格空腔13的一部分。

由于网格组件1的外部轮廓为圆形结构，网格座11围成网格组件1的轮廓，网格座11与部分板条12连接，围成网格组件1，网格座11与板条12固定连接，提高网格座11与板条12的连接强度，避免网格座11与板条12断开。当网格组件1尺寸较大时，也可以为多个板条12活动铰接。

粉尘势井100的工作原理是：

当旋风除尘器中的高浓度含尘气体以螺旋流形态进入灰斗2后接触到粉尘势井100上平面时，气流中所含粉尘在高速动能的作用下进入网格空腔13（网格眼）中，网格空腔13中的气体几乎处于迟滞状态（或低速涡流状态），粉尘颗粒进入网格空腔13后撞到网格壁面（板条12的壁面）上，进而下落到灰斗2底部的粉料层。由于网格空腔13中的气体处于低速（气流速度远远小于进入灰斗2中的螺旋流的速度）涡流状态，落到粉料层的粉尘不会再被气流二次卷起，使其粉尘直接落到灰斗2的堆料层中。避免了二次携带粉尘从升气管6逃逸。依据流体力学的原理解释，在粉尘势井100的上平面形成一个高、低速气流的分界面，平面的上方是高速螺旋流，网格空腔13的上平面下方在网格空腔13中形成几乎没有速度的迟滞层。该粉尘势井100起到提高旋风除尘器除尘效率的目的。

在旋风除尘器的灰斗2中或在类似利用螺旋流进行气固分离的设备中对应位置装入粉尘势井100，可提高超细粉尘（粉尘当量粒径≤2.5μm）的分离效果。发明者在气固离心分离与排气一体机中进行对比试验的结果是：在一体机的灰斗2中没有装入粉尘势井100，对当量粒径为1μm的滑石粉，其分级分离效率是22.5%。当装入粉尘势井100后，对当量粒径为1μm的滑石粉，其分级分离效率是76%。使超细粉尘的分离效率提高了2.38倍。在传统旋风除尘器中，对当量粒径为1μm的粉尘的分离效率是8%。

依据流体力学的的原理分析，在粉尘势井100的上平面形成一个高、低速气流的分界面，平面的上方是高速螺旋流，平面下方在网格空腔13中形成几乎没有速度的迟滞层。因此粉尘落入网格空腔13后，就不再有动力驱动超细粉尘二次飞入上升的螺旋气流中。也就是粉尘势井100在高速螺旋流与粉料堆之间加了一层流体迟滞层，粉料堆的表面不再与高速螺旋气流接触，粉料就不会被螺旋流二次携带。所以能够大大提高超细粉尘的分离效率。

另外，该粉尘势井100不仅不会增加对螺旋流的流动阻力，而且还会减少阻力。就像高尔夫球表面的凹坑一样，高尔夫球表面均匀分布的规则凹坑可以减少空气阻力，使球打得更远。从灰斗2的实际工况分析，因为灰斗2中的粉料层是在螺旋流的作用下形成的高低不平的不规则堆料层，堆料层又在灰斗2排出口下方星型卸料器（图中没有给出该部件）的控制下排出灰斗2，所以粉料层的上平面是不规则的凹凸不平的面，同时粉料层的高度位置是在不停变化的，这两个因素都是增加灰斗2中流动阻力的因素。而粉尘势井100的平面是平齐的规则网格面，且平面的高度位置是恒定的，所以粉尘势井100会减少流动阻力，有利于节能。

本发明实施例的有益效果为：

在螺旋流气体与粉料堆之间增加一段水平的迟滞层，保护被分离后的粉尘不再被旋流气体二次携带逃逸。该气体迟滞层既不增加螺旋气流的阻力，又不影响粉尘料的下落。

需要注意的是，1、本发明中正多边形网格空腔13的结构和结构尺寸是效果好坏的关键参数，是需要经过多次实验确定。2、本发明的网格空腔13高度尺寸H是关键参数。3、本发明的网格空腔13上平面距离灰斗2入口的安装尺寸是关键参数。上述参数为可变参数，需要根据实际情况选取。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述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 (7)

1.一种粉尘势井，应用于旋风除尘器的灰斗内，其特征在于，包括网格组件；

所述网格组件沿灰斗的圆筒段的径向设置，所述网格组件包括网格座和多个安装于所述网格座内的板条，所述网格座位于所述圆筒段内且所述网格座抵接于灰斗的圆锥段，所述网格座与灰斗的内壁连接，所述多个板条交错连接形成网格空腔，使所述网格组件表面布满网格，所述网格空腔连通所述圆筒段和所述圆锥段；

在所述网格组件下方具有粉尘料堆，所述粉尘料堆的料层高度在灰斗排出口下方星型卸料器的控制下保持一定高度；

所述板条的厚度为0.2-5mm，所述板条的长度为10-100mm；

所述网格座的端面与所述板条的端面齐平。

2.根据权利要求1所述的粉尘势井，其特征在于，所述网格座为圆环结构，所述网格座的直径小于所述圆筒段的内径。

3.根据权利要求1所述的粉尘势井，其特征在于，所述网格空腔的网格眼为正三角形。

4.根据权利要求1所述的粉尘势井，其特征在于，所述网格空腔的网格眼为正四边形。

5.根据权利要求1所述的粉尘势井，其特征在于，所述网格空腔的网格眼为正六边形。

6.根据权利要求1所述的粉尘势井，其特征在于，所述网格空腔的网格眼为扇形。

7.根据权利要求1所述的粉尘势井，其特征在于，所述网格座的外表面设置有密封条。

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