CN110961262A - 一种高效离心除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种高效离心除尘装置，包括旋风除尘器，旋风除尘器包括一分离箱；分离箱包括一出风管；出风管伸入分离箱的一端固定一导流板；导流板。本发明在导流板作用下，减少了分离箱腔体内的紊流，分离箱中流入出风管的气流运动更加平稳，粉尘颗粒可以有效的分离。

Description

一种高效离心除尘装置

技术领域

本发明属于除尘设备技术领域，尤其涉及一种高效离心除尘装置。

背景技术

目前对工业粉尘除尘处理的常用方法是使用旋风除尘器来完成粉尘的分离工作。旋风除尘器的工作原理如下图所示，含尘气体从进风口1导入除尘器的壳体（分离箱1）和出风管3之间，形成旋转向下的外旋流。悬浮于外旋流的粉尘9在离心力的作用下移向器壁，并随外旋流转到除尘器下部（集尘箱），由排灰口排出。净化后的气体形成上升的内旋流并经过出风管3排出。

然而，现有旋风除尘器存在以下缺陷： 1）向上的气流会夹带粉尘从排风口排出，降低了除尘效率；2）向上的高速螺旋气流会产生较大的压力损失，使得除尘器的能耗较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效离心除尘装置，其压力损失小，除尘效率高。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效离心除尘装置，包括旋风除尘器，所述旋风除尘器包括一分离箱；所述分离箱包括一出风管；所述出风管伸入所述分离箱的一端固定一导流板。

优选地，所述导流板为柱面型；所述导流板和出风管一体成型。

优选地，进一步包括减阻杆；所述减阻杆的上端固定在所述出风管伸入所述分离箱的一端；所述减阻杆围在所述导流板的外侧。

优选地，进一步包括反射板；所述反射板固定在所述减阻杆的下端。

优选地，所述分离箱包括一进风口；所述进风口垂直于所述出风管；所述进风口的出气口高于所述出风管的进气口。

优选地，所述进风口水平设置。

优选地，所述进风口竖直设置。

优选地，进一步包括减阻杆；所述减阻杆的一端固定在所述分离箱的内壁上并相对所述出风管设置；

所述减阻杆靠近所述旋风除尘器的集尘箱设置；所述集尘箱位于所述分离箱的下方并连通所述分离箱。

优选地，进一步包括反射板；所述反射板固定在所述减阻杆朝向导流板的一端。

优选地，所述反射板的曲面为球面、锥面和/或棱锥面。

与现有技术相比，本发明的优点为：在导流板的作用下，减少了分离箱腔体内的紊流和气流紊流，分离箱中流入出风管的气流运动更加平稳，粉尘颗粒可以有效的分离。

附图说明

图1为现有技术中旋风除尘器的结构图；

图2为本发明实施例一的高效离心除尘装置的结构图；

图3为本发明实施例二的高效离心除尘装置的结构图；

图4为图2中导流板的弧度示意图；

图5为本发明实施例一中高效离心除尘装置和图1中旋风除尘器在不同高度下的分离效率示意图；

图6是本发明一实施例中高效离心除尘装置和图1中旋风除尘器的压力损失示意图；

图7是本发明一实施例中高效离心除尘装置中有双面圆弧反射板和图1中旋风除尘器在不同高度下的分离效率示意图；

图8 是图7中高效离心除尘装置和旋风除尘器的压力损失示意图；

图9是本发明一实施例中高效离心除尘装置中有锥面反射板和图1中旋风除尘器在不同高度下的分离效率示意图；

图10 是图9中高效离心除尘装置和旋风除尘器的压力损失示意图；

图11是本发明一实施例中高效离心除尘装置中有双锥面反射板和图1中旋风除尘器在不同高度下的分离效率示意图；

图12 是图11中高效离心除尘装置和旋风除尘器的压力损失示意图；

图13 是本发明一实施例中高效离心除尘装置有导流板、减阻杆和图1中旋风除尘器的分离效率示意图；

图14 是图13中高效离心除尘装置和旋风除尘器的压力损失示意图；

图15为本发明实施例一的高效离心除尘装置中反射板曲面直径取值区间、分离效率和压力损失示意图；

图16为本发明实施例一的高效离心除尘装置中反射板外径取值区间、分离效率和压力损失示意图；

图17是本发明实施例一的高效离心除尘装置中反射板高度与反射板外径比值取值区间、分离效率和压力损失示意图；

图18是本发明实施例一的高效离心除尘装置中反射板与出风管底部距离取值区间、分离效率和压力损失示意图；

图19是本发明实施例一的高效离心除尘装置中导流板的长度取值区间、分离效率和压力损失示意图；

图20是本发明实施例一的高效离心除尘装置中导流板的角度取值区间、分离效率和压力损失示意图；

图21是本发明实施例一的减阻杆数量取值区间、分离效率和压力损失示意图；

图22为图2中导流板和出风管的结构示意图。

其中，1-进风口，2-分离箱，3-出风管，4-出灰口，5-二次分离粉尘，6-反射板，7-减阻杆，8-集尘箱，9-夹带掉落粉尘，10-导流板。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的高效离心除尘装置进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

实施例1

现有的旋风除尘器，如图1所述，包括分离箱2、除尘箱、进风口1、出风管3；；集尘箱8位于分离箱2的下方并连通分离箱2；分离箱2包括一进风口1和出风管3；进风口1垂直于出风管3；进风口1的出气口高于出风管3的进气口；进风口1水平设置。

如图1所示，本实施例在现有技术的基础上，增加了导流板10、减阻杆7和反射板6，以提出了一种立式的高效离心除尘装置，其具体结构如下：

出风管3伸入分离箱2的一端（下端）固定（如焊接）一导流板10；导流板10为柱面型；导流板10和出风管3一体成型，如图22所示。气流由分离箱2回流至出风管3的过程中，经导流板10增加粉尘的离心时间，未被有效分离的粉尘可以进一步分离，提高分离效率。此外，无需通过增加除尘分离装置的高度来提高分离效率，有效降低了离心装置的高度和体积。

为进一步增加由分离箱2回流至出风管3的气流的稳定性，在出风管3的外壁上焊接多个减阻杆7；即减阻杆7的上端固定在出风管3伸入分离箱2的一端（下端）；减阻杆7围在导流板10的外侧。气流由分离箱2回流至出风管3的过程中，依次经过减阻杆7和导流板10；减阻杆7多气流进行分流以减少该气流中的紊流，之后经导流板10，进一步增加粉尘的离心时间，流入出风管3内的气流的平稳性和粉尘分离效率进一步提高。

为进一步提高粉尘分离效率，在减阻杆7的下端固定一反射板6。未被分离箱2有效离心分离的粉尘（未落入集尘箱8内的粉尘）在反射板6的作用下，进一步向四周离心运动，反射板6通过强制改变气流的方向，减小粉尘的速度，一部分粉尘（夹带掉落粉尘9）就会在重力的作用下返回到出灰口4，粉尘被离心到筒壁上，而后滑落到集尘箱8内；另一部分粉尘经减阻杆7和导流板10后，该部分粉尘（二次分离粉尘5）洒落在反射板6的弧面上，弧面上的旋转气流将该二次分离粉尘5吹落至集尘箱8内。由此，气流中的粉尘经反射板6的第一次分离后，经减阻杆7和导流板10的第二次分离，落入集尘箱8内，相比于现有的旋转分离器，增加了以上2次分离工序，提高了分离效率。

在本实施例中，如图4所示，反射板6的曲面为圆弧形。

如图5~6所示，图5中，A曲线代表高效离心除尘装置的分离效率曲线；B曲线代表旋风除尘器对应的分离效率曲线；X表示离心除尘装置高度，用进风管3等效面积圆的直径D的倍数表示；Y坐标为离心率值。如图6所示，A曲线代表高效离心除尘装置的压力损失曲线，B曲线代表旋风除尘器对应压力损失曲线；X表示离心除尘装置高度，用进风管3等效面积圆的直径D的倍数表示；Y坐标为压力值，Pa。

如图15~21所示，通过设计反射板6的曲面直径、外径、高度与反射板6外径比、反射板6与出风管3底部距离、导流板10的长度、导流板10的角度取值、减阻杆7数量（X值），分别获得了该高效离心除尘装置的分离效率和压力损失曲线。其中，A1、A2曲线分别代表该高效离心除尘装置的压力损失曲线、分离效率曲线；坐标Y1、Y2分别表示高效离心除尘装置的压力损失值、分离效率。

在本实施例以外的其他实施例中，反射板6的曲面为棱锥面、锥面、双面圆弧、锥面或双锥面。

如图7~8、图9~10、图11~12分别表示当反射板6为双面圆弧、锥面、双锥面曲面时，本发明的高效离心除尘装置对应的分离效率曲线、压力损失曲线；现有技术中旋风除尘器对应的分离效率曲线、压力损失曲线。

具体的，图7中，A曲线代表高效离心除尘装置的分离效率曲线；B曲线代表旋风除尘器对应的分离效率曲线；X表示离心除尘装置高度（即出灰口底部至出风管出风口的垂直距离），用进风管3等效面积圆的直径D的倍数表示；Y坐标为离心率值。

如图8所示，A曲线代表高效离心除尘装置的压力损失曲线，B曲线代表旋风除尘器对应压力损失曲线；X表示离心除尘装置高度，用进风管3等效面积圆的直径D的倍数表示；Y坐标为压力值，Pa；图9~10、图11~12中A曲线、B曲线、坐标X和Y的含义均类比图7~8即可。

在本实施例以外的其他实施例中，可在现有技术的基础上，可单独增加导流板10或者增加导流板10和减阻杆7，同样可以取得压力损失小，除尘效率高的效果。

如图13~14所示，该高效离心除尘装置没有反射板6，只设置了导流板10和减阻杆7。同样地，A曲线、B曲线、坐标X和Y的含义均类比图7~8即可。

基于本实施例，进一步对卧式的立式球面高效除尘装置进行设计，设计构思如下：在现有常规旋风分离装置的基础上，增加了反射板6、导流板10、减阻杆7、所述反射板6的曲面为球面或双球面、锥面或双锥面、棱锥面或双棱锥面。通过减阻杆7固定在壳体中心，以进风管等效面积圆的直径为D，反射板6曲面的直径为6D-12D，反射板6外径为0.5-0.8倍壳体直径，反射板6离排风管底端的距离为1-1.2D，锥形高度为反射板6外径的0.1-0.15倍，减阻杆7的一端固定在反射板6上，将反射板6固定在壳体中心，另一端固定在壳体或者出风管3上，减阻杆7的数量为2-5根，均匀的分布在反射板6的四周，导流板10固定在出风管3下方，在进风口1的另一端，圆弧角度为90°-120°，长度为0.4-0.7D。

基于以上内容，具体设计内容如下：

1）以设计风量为1500m³/h，进风管直径150mm，以现有离心除尘装置的设计来算，壳体直径为500mm，旋风腔体高度为900mm为例，说明本设计过程。设计为立式球面除尘装置：

进风管直径为D=150mm；分离箱2的高度选择L3为600mm；壳体直径选择500mm；反射板6球面的直径D1为6D-12D，选择曲面直径为1200mm；反射板6外径D2为0.5-0.8倍壳体直径，选择380mm；导流板10的长度L1为0.4-0.7D,选择75mm；反射板6离出风管3底端的距离L2为1-1.2D，选择150mm；导流板10圆弧角度为90°-120°，选择90度；减阻杆7数量为2-5根，选择3根，均匀固定出风管3上。经测试得到如下数据：

表1：现有除尘装置和立式球面除尘装置的体积、压力损失及除尘效率对比表

	除尘装置体积	压力损失	除尘效率
				旋转除尘器1	0.12m³	980Pa	82%
立式球面除尘装置	0.089m³	840pa	99.1%

从数据上来看，基于本发明制作的离心除尘装置，无论从体积、压力损失还是除尘效率，都优于传统离心除尘装置。

2）设计为立式双球面除尘装置：进风管直径为D=150mm；分离箱2的高度选择L3为600mm；壳体直径选择500mm；反射板6双球面直径D1为6D-12D,选择曲面直径为1200mm；反射板6外径D2为0.5-0.8倍壳体直径，选择380mm；导流板10的长度L1为0.4-0.7D,选择75mm；反射板6离出风管3底端的距离L2为1-1.2D，选择150mm；导流板10圆弧角度为90°-120°，选择90度；减阻杆7数量为2-5根，选择3根，均匀固定出风管3上。经测试得到如下数据：

表2：现有除尘装置和立式双球面除尘装置的体积、压力损失及除尘效率对比表

	除尘装置体积	压力损失	除尘效率
				旋转除尘器2	0.12m³	980Pa	82%
立式双球面除尘装置	0.089m³	831pa	99%

从数据上来看，基于本发明制作的离心除尘装置，无论从体积、压力损失还是除尘效率，都优于传统离心除尘装置。

实施例2

该实施例中，对现有的旋风除尘器进行结构设计，同时增加了导流板10、减阻杆7和反射板6，同时改变了将现有的旋风除尘设计为卧式，即。由此提出了一种卧式的高效离心除尘装置，其具体结构如下：

如图2所示，包括分离箱2、除尘箱、进风口1、出风管3；分离箱2包括一进风口1和出风管3；进风口1垂直于出风管3；进风口1的出气口高于出风管3的进气口；进风口1竖直设置。

与实施例1相似，出风管3伸入分离箱2的一端（左端）固定（如焊接）一导流板10；导流板10为柱面型；其中，导流板10和出风管3一体成型。气流由分离箱2回流至出风管3的过程中，经导流板10增加粉尘的离心时间，未被有效分离的粉尘可以进一步分离，提高分离效率。此外，无需通过增加除尘分离装置的高度来提高分离效率，有效降低了离心装置的高度和体积。

同样地，进一步设置减阻杆7和反射板6；减阻杆7的一端固定在分离箱2的内壁上并相对出风管3设置；减阻杆7靠近旋风除尘器的集尘箱8设置。反射板6固定在减阻杆7朝向导流板10的一端。如，减阻杆7固定在分离箱2的左侧内壁上，出风管3固定在分离箱2的右侧内壁上；出风管3和反射板6之间设置缓冲间隙。

该卧式高效离心除尘装置的除尘工作原理为：

气流由分离箱2回流至出风管3的过程中，依次经过减阻杆7、反射板6和导流板10；减阻杆7多气流进行分流以减少该气流中的紊流；之后在反射板6的作用下，进一步向四周离心运动，反射板6通过强制改变气流的方向，减小粉尘的速度，一部分粉尘（夹带掉落粉尘9）就会在重力的作用下返回到出灰口4，粉尘被离心到筒壁上，而后滑落到集尘箱8内；另一部分粉尘经导流板10后，该部分粉尘（二次分离粉尘5）洒落在反射板6的弧面上，弧面上的旋转气流将该二次分离粉尘5吹落至集尘箱8内。最后经导流板10增加粉尘的离心时间，未被有效分离的粉尘可以进一步分离，流入出风管3内的气流的平稳性和粉尘分离效率进一步提高。

由此，气流中的粉尘经减阻杆7和反射板6的第一次分离后，又导流板10的第二次分离，落入集尘箱8内，相比于现有的旋转分离器，增加了以上2次分离工序，提高了分离效率。

在本实施例中，反射板6的曲面为双锥面。在本实施例以外的其他实施例中，反射板6的曲面为棱锥面或球面。

在本实施例以外的其他实施例中，可在现有技术的基础上，可单独增加导流板10、单独增加导流板10和减阻杆7或者单独增加减阻杆7，同样可以取得压力损失小，除尘效率高的效果。

基于本实施例，进一步对卧式的锥面高效除尘装置进行设计，其设计构思与实施例1中的相同，具体设计内容如下：

1）对于风量为1500m³/h，进风管直径为150mm的传统离心除尘装置，所设计的卧式装置如下：

进风管直径为D=150mm；分离箱2的高度选择L3为600mm；壳体直径选择500mm；反射板6外径D2为0.5-0.8倍壳体直径，选择380mm；反射板6曲面锥形高度L4为反射板6外径的0.1-0.15倍，选择曲面锥形高度为50mm；导流板10的长度L1为0.4-0.7D，选择75mm。反射板6离出风管3底端的距离L2为1-1.2D，选择150mm；导流板10圆弧角度为90°-120°，选择90度；阻杆数量为2-5根，选择3根，均匀固定出风管3上。和传统的旋转除尘器相比，有效降低了安装高度，在一些有高度显示的使用场景优势非常明显，经测试得到如下数据：

表3：现有除尘装置和卧式球装置1的体积、压力损失及除尘效率对比表

	除尘装置体积	压力损失	除尘效率
				旋转除尘器1	0.12m³	980Pa	90%
卧式装置1	0.092m³	851Pa	98.4%

设计为卧式双锥面除尘装置

2）对于风量为1500m³/h,进风管直径为150mm的传统离心除尘装置，如所设计的卧式装置如下：

进风管直径为D=150mm；分离箱2的高度选择L3为600mm；壳体直径选择500mm；反射板6外径D2为0.5-0.8倍壳体直径，选择380mm；反射板6曲面锥形高度L4为反射板6外径的0.1-0.15倍，选择曲面锥形高度为60mm；导流板10的长度L1为0.4-0.7D,选择75mm；反射板6离出风管3底端的距离L2为1-1.2D,选择150mm；导流板10圆弧角度为90°-120°，选择90度；减阻杆7数量为2-5根，选择3根，均匀固定出风管3上。

和传统的离心除尘装置相比，有效降低了安装高度，在一些有高度显示的使用场景优势非常明显，经测试得到如下数据：

表4：现有除尘装置和卧式球装置1的体积、压力损失及除尘效率对比表

	除尘装置体积	压力损失	除尘效率
				旋转除尘器2	0.12m³	980Pa	90%
卧式装置2	0.092m³	871Pa	98.6%

在达到相同的除尘效果的情况下，本发明实施例1和实施例2中的离心除尘装置的体积是同等旋转除尘器体积的3/4。压力损失为800-900Pa，低于现有旋转除尘器，其针对5微米空气动力直径的粉尘颗粒的除尘效率在90%以上。

综上，本发明的高效离心除尘装置具有以下优点：

1）通过增加反射板6，未被分离箱2有效离心分离的粉尘（未落入集尘箱8内的粉尘）在反射板6的作用下，进一步向四周离心运动，反射板6通过强制改变气流的方向，减小粉尘的速度，一部分粉尘就会在重力的作用下返回到出灰口4，粉尘被离心到筒壁上，而后滑落到集尘箱8内，提高了分离效率。

2）在导流板10和减阻杆7的作用下，增加了粉尘的离心时间，减少了分离箱2腔体内的紊流，分离箱2中气流运动更加平稳，粉尘颗粒可以有效的分离。同时，因气流平稳，可以有效降低压力损失和气流紊流，进一步提高了分离效率。

3）本发明的高效离心除尘装置可立式或卧式安装。

4）洁净空气向排气管方向运动，而不需要通过增加除尘分离装置的高度来提高分离效率，有效降低了离心装置的高度和体积。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效离心除尘装置，其特征在于，包括旋风除尘器，所述旋风除尘器包括一分离箱；所述分离箱包括一出风管；所述出风管伸入所述分离箱的一端固定一导流板。

2.根据权利要求1所述的高效离心除尘装置，其特征在于，所述导流板为柱面型；所述导流板和出风管一体成型。

3.根据权利要求1所述的高效离心除尘装置，其特征在于，进一步包括减阻杆；所述减阻杆的上端固定在所述出风管伸入所述分离箱的一端；所述减阻杆围在所述导流板的外侧。

4.根据权利要求3所述的高效离心除尘装置，其特征在于，进一步包括反射板；所述反射板固定在所述减阻杆的下端。

5.根据权利要求1所述的高效离心除尘装置，其特征在于，所述分离箱包括一进风口；所述进风口垂直于所述出风管；所述进风口的出气口高于所述出风管的进气口。

6.根据权利要求5所述的高效离心除尘装置，其特征在于，所述进风口水平设置。

7.根据权利要求5所述的效离心除尘装置，其特征在于，所述进风口竖直设置。

8.根据权利要求7所述的效离心除尘装置，其特征在于，进一步包括减阻杆；所述减阻杆的一端固定在所述分离箱的内壁上并相对所述出风管设置；

所述减阻杆靠近所述旋风除尘器的集尘箱设置；所述集尘箱位于所述分离箱的下方并连通所述分离箱。

9.根据权利要求8所述的效离心除尘装置，其特征在于，进一步包括反射板；所述反射板固定在所述减阻杆朝向导流板的一端。

10.根据权利要求1所述的效离心除尘装置，其特征在于，所述反射板的曲面为球面、锥面和/或棱锥面。

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