CN109806674B - 用于气力输送或通风系统中的固气分离装置 - Google Patents

Abstract

用于气力输送或通风系统中的固气分离装置，涉及固气分离设备技术领域，其包括进气管、集尘室以及排气管，所述进气管中设有用于对气流进行导向并使气流沿螺旋路线前进的螺旋叶片，所述集尘室中设有上腔体以及连通上腔体的下腔体，所述上腔体的前端与进气管连接，所述上腔体的内壁面朝着气流前进的方向呈环形且倾斜设置从而使所述上腔体呈圆台状，所述上腔体的后端面上开设有出气孔，所述出气孔与排气管连接，所述下腔体的顶端与上腔体的底部连接，所述下腔体开设有排料口。本发明的除尘器阻力小、体积小，可应用在工业生产粉尘排放前的分离工作中来提高分离效率，降低能耗，并且对粒径小于10um的粉尘颗粒也能达到较好的分离效果。

Description

用于气力输送或通风系统中的固气分离装置

技术领域

本发明涉及固气分离设备技术领域，尤其指一种用于气力输送或通风系统中的固气分离装置。

背景技术

在许多工业生产过程中，会散发大量颗粒物，如果任意向大气排放，将污染大气，危害人身健康，影响工农业生产。因此，必须将含尘气体中的颗粒物有效地分离出来，使含尘空气达到排放标准，而在一些生产过程中，分离出来的颗粒物还可作为生产原料或成品进行回收利用，因此，分离设备在工业生产中不仅既具有环保意义，还具有经济上的意义。

在现有的除尘装置中根据分离机理主要可以分为机械除尘、过滤式除尘、静电除尘和湿法除尘四类。机械式除尘是指通过重力、惯性力、离心力将尘粒从气流中分离的装置。

机械式除尘按照尘粒分离方式又可分为旋风除尘器、重力尘降室和惯性除尘器。其中旋风除尘器目前在工业除尘中使用得较为普遍，能够适用含尘浓度高、粉尘量较大或粉尘颗粒大的气流，基于此类设备的除尘方式相对其他三种除尘方式具有结构简单、使用灵活方便、造价低廉、设备安装维护方便、不易造成污染等显著优势，但仍然存在分离效率偏低、压降损失偏大以及旋风管容易产生堵塞、结垢和磨损等现象，不仅如此，目前常见的旋风除尘器都是只在捕集、分离粒径为10um以上的颗粒时分离效率较高。

在实际应用中，标准旋风分离器往往因结构设计不当，尺寸匹配不合理等因素限制了除尘效率，增大了能耗。随着工业的快速发展以及对操作条件的苛刻，整个行业对旋风除尘器性能的要求也在不断提高。其一方面要求旋风除尘器具有更强的捕集细粉尘的能力，另一方面又要求旋风除尘器的压力损失进一步减小，以降低能耗。可见，日益严重的能源紧张和对环保问题的重视促使除尘器向低阻高效的方向发展。然而目前广泛应用的各种型式的旋风除尘器在实际运行中的性能指标还远不能满足上述要求。例如现有的一些旋风除尘器在工作时都是在竖向的管道中利用向上的旋风气流来分离气体中的含尘颗粒，含尘颗粒由于受到自身的重力作用下落，但气流的运动方向却是向上的，其与含尘颗粒下落的方向恰好是相反的，导致了含尘颗粒在下落时受到一定的阻力，从而在一定程度上阻碍了含尘颗粒与气流的分离，使得整个装置的除尘效果并不理想。

发明内容

本发明所要解决的问题是，提供一种用于气力输送或通风系统中的固气分离装置，通过使含尘颗粒沿气流的切线方向运动来与气流分离开来，从而在工业生产的粉尘排放前的分离工作中提高分离效率，降低能耗。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于气力输送或通风系统中的固气分离装置，包括进气管、集尘室以及排气管，所述进气管中设有用于对气流进行导向并使气流沿螺旋路线前进的螺旋叶片，所述集尘室中设有上腔体以及连通上腔体的下腔体，所述上腔体的前端与进气管连接，所述上腔体的内壁面朝着气流前进的方向呈环形且倾斜设置从而使所述上腔体呈圆台状，所述上腔体的后端面上开设有出气孔，所述出气孔与排气管连接，所述下腔体的顶端与上腔体的底部连接，所述下腔体开设有排料口。

优选地，所述下腔体呈多棱锥形且其顶端截面积大于底端截面积。

更优选地，所述排料口设置在下腔体的底端。

更优选地，所述排料口为圆形排料口。

进一步地，所述上腔体的后端面沿轴向向后延伸从而形成一个与上腔体连通的饼形腔体。

优选地，所述进气管为圆柱形管道，所述排气管与进气管同轴设置。

更优选地，所述螺旋叶片安装在一根中心轴上，所述中心轴沿轴向设置在进气管的中部。

其中，所述螺旋叶片包括四个呈螺旋形的子叶片，各个子叶片交错连接在中心轴上。

本发明的工作原理是：当含尘气流进入进气管后可在螺旋叶片的导向作用下作离心运动（沿螺旋线路前进），使得含尘气流中的部分粉尘颗粒受到向外的离心作用力，当该作用力大于气体对粉尘颗粒向内的黏性阻力时，这些粉尘颗粒就会被甩向进气管的内壁面，那么在气流的推动下，这些粉尘颗粒便会贴着进气管的内壁面以螺旋式的线路前进，直到进入集尘室的上腔体中，此时由于上腔体呈圆台形结构，并且上腔体的内壁面朝着气流前进的方向倾斜，粉尘颗粒进入上腔体后在惯性以及气流的带动作用下也会贴着上腔体的弧形内壁面以螺旋式的线路前进，其中一部分在前进的过程中可沿着运动轨迹进入到下腔体中，还有一部分则在持续前进后撞击到上腔体的后端壁面，最终也会贴着上腔体的内壁面并且随自身重力作用下滑至下腔体内，而净化后的气体则进入排气管并从排气管排出，进入到下腔体内的粉尘颗粒的运动轨迹会在下腔体内往下滑动进而从排料口排出。

本发明的有益效果是：含尘颗粒在集尘室的运动轨迹可沿着气流的切线方向运动，相比现有的旋风除尘器中气流与含尘颗粒呈相反方向运动而言，在极大程度上为含尘颗粒的分离（下落）减少了阻力，该用于气力输送或通风系统中的固气分离装置的体积小、进出口之间的压差小从而使其整体的阻力较小，将其应用在工业生产的粉尘排放前的分离工作中进行除尘可提高粉尘颗粒的分离效率，并且对粒径小于10um的粉尘颗粒也能达到较好的分离效果，降低了能耗，不仅如此，该结构的用于气力输送或通风系统中的固气分离装置无需额外的支撑结构或部件，制造成本低，不仅提高了近风机端设备的效率，将其作为初级分离设备来使用还可减轻二级分离设备的负担，从而延长二级分离设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例中的整体结构剖视示意图；

图2为实施例中整体结构的立体示意图；

图3为实施例中集尘室的立体结构示意图；

图4为实施例中中心轴与子叶片的结构示意图。

附图标记为：

1——进气管 2——集尘室 2a——上腔体

2b——下腔体 2c——出气孔 2d——排料口

3——排气管 4——螺旋叶片 4a——子叶片

5——中心轴 6——法兰。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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， 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。

如图1-3所示，用于气力输送或通风系统中的固气分离装置，包括进气管1、集尘室2以及排气管3，进气管1中设有用于对气流进行导向并使气流沿螺旋路线前进的螺旋叶片4，集尘室2中设有上腔体2a以及连通上腔体2a的下腔体2b，上腔体2a的前端与进气管1连接，上腔体2a的内壁面朝着气流前进的方向呈环形且倾斜设置从而使所述上腔体2a呈圆台状，上腔体2a的后端面上开设有出气孔2c，出气孔2c与排气管3连接，下腔体2b的顶端与上腔体2a的底部连接，下腔体2b开设有排料口2c。

上述实施方式提供的用于气力输送或通风系统中的固气分离装置在使用过程中，首先含尘气流进入进气管1后可在螺旋叶片4的导向作用下作离心运动（沿螺旋线路前进），使得含尘气流中的部分粉尘颗粒受到向外的离心作用力，当该作用力大于气体对粉尘颗粒向内的黏性阻力时，这些粉尘颗粒就会被甩向进气管1的内壁面，那么在气流的推动下，这些粉尘颗粒便会贴着进气管1的内壁面以螺旋式的线路前进，直到进入集尘室2的上腔体2a中，此时由于上腔体2a呈圆台形结构，并且上腔体2a的内壁面朝着气流前进的方向倾斜，粉尘颗粒进入上腔体2a后在惯性以及气流的带动作用下也会贴着上腔体2a的弧形内壁面以螺旋式的线路前进，其中一部分在前进的过程中可沿着运动轨迹进入到下腔体2b中，还有一部分则在持续前进后撞击到上腔体2a的后端壁面，最终也会贴着上腔体2a的内壁面并且随自身重力作用下滑至下腔体2b内，而净化后的气体则进入排气管3并从排气管3排出，只有极少的一部分粉尘颗粒从出气孔2c逃逸随着气流一同进入到排气管3中，进入到下腔体2b内的粉尘颗粒的运动轨迹会在下腔体2b内往下滑动进而从排料口2d排出，由于含尘颗粒在集尘室2的运动轨迹可沿着气流的切线方向运动，相比现有的旋风除尘器中气流与含尘颗粒呈相反方向运动而言，在极大程度上为含尘颗粒的分离（下落）减少了阻力。该用于气力输送或通风系统中的固气分离装置的体积小、进出口之间的压差小从而使其整体的阻力较小，在工业生产的粉尘排放前的分离工作中使用该用于气力输送或通风系统中的固气分离装置进行除尘可提高粉尘颗粒的分离效率，并且对粒径小于10um的粉尘颗粒也能达到较好的分离效果，降低了能耗，不仅如此，该结构的用于气力输送或通风系统中的固气分离装置无需额外的支撑结构或部件，制造成本低，不仅提高了近风机端设备的效率，将其作为初级分离设备来使用还可减轻二级分离设备的负担，从而延长二级分离设备的使用寿命。

作为优选地，可将下腔体2b设置成多棱锥形且其顶端截面积大于底端截面积，这样一来，由于受到下腔体2b的形状限制，进入到下腔体2b内的粉尘颗粒的运动轨迹会更加顺畅地沿着在上大下小的多棱锥形下腔体2b内往下滑动进而从排料口2d排出，并且在本实施例中，排料口2d设置在下腔体2b的底端，并且排料口2d为圆形排料口，以便于与现有的设备安装连接。

进一步，上腔体2a的后端面沿轴向向后延伸从而形成一个与上腔体2a连通的饼形腔体，当一部分粉尘颗粒贴着上腔体2a内壁面并沿螺旋轨迹运动至撞击上腔体2a的后端壁面时，该饼形腔体可为这部分粉尘颗粒提供一定宽度的较为平滑的弧形内壁面让其贴靠，以便于这部分粉尘颗粒更加顺畅的滑动至落入下腔体2b中去。

作为优选地，进气管1为圆柱形管道，可便于与现有的管道安装配合，排气管3则与进气管1同轴设置，以使风向流动更加稳定，其中，进气管1的前端可通过法兰6与对应设备或管道连接，进气管1的后端也可通过法兰6与上腔体2a的前端连接。

作为更优选地，如图4所示，螺旋叶片4安装在一根中心轴5上，中心轴5沿轴向设置在进气管1的中部，其中，螺旋叶片4包括四个呈螺旋形的子叶片4a，各个子叶片4a交错连接在中心轴5上。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (2)

1.用于气力输送或通风系统中的固气分离装置，包括进气管（1）、集尘室（2）以及排气管（3），其特征在于：所述进气管（1）中设有用于对气流进行导向并使气流沿螺旋路线前进的螺旋叶片（4），所述集尘室（2）中设有上腔体（2a）以及连通上腔体（2a）的下腔体（2b），所述上腔体（2a）的前端与进气管（1）连接，所述上腔体（2a）的内壁面朝着气流前进的方向呈环形且倾斜设置从而使所述上腔体（2a）呈圆台状，所述上腔体（2a）的后端面上开设有出气孔（2c），所述出气孔（2c）与排气管（3）连接，所述下腔体（2b）的顶端与上腔体（2a）的底部连接，所述下腔体（2b）开设有排料口（2d），所述下腔体（2b）呈多棱锥形且其顶端截面积大于底端截面积，所述排料口（2d）设置在下腔体（2b）的底端，所述排料口（2d）为圆形排料口，所述上腔体（2a）的后端面沿轴向向后延伸从而形成一个与上腔体（2a）连通的饼形腔体，所述进气管（1）为圆柱形管道，所述排气管（3）与进气管（1）同轴设置，所述螺旋叶片（4）安装在一根中心轴（5）上，所述中心轴（5）沿轴向设置在进气管（1）的中部，进气管（1）的前端通过法兰（6）与管道连接，进气管（1）的后端通过法兰（6）与上腔体（2a）的前端连接。

2.根据权利要求1所述的用于气力输送或通风系统中的固气分离装置，其特征在于：所述螺旋叶片（4）包括四个呈螺旋形的子叶片（4a），各个子叶片（4a）交错连接在中心轴（5）上。