CN111482001A - 一种可调进气流速的并联式多旋风子除尘器 - Google Patents

一种可调进气流速的并联式多旋风子除尘器 Download PDF

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Abstract

一种可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，属除尘设备技术领域；进气总管、排气总管分别固接在箱壳的进、出口端；总灰斗固接在箱壳的下部；数个旋风子相互平行地固接在箱壳内，构成数行数列的阵式排列；每二列旋风子之间以一隔板分开；在旋风子阵进口的前方的进气总管中，安装着可调各列旋风子
Figure DSA0000179035020000011
气的开关阀机构，决定处于除尘工作的旋风子列数，以保证不同总进气流量时，该些旋风子能尽量稳定地工作在高效的设计状态。旋风子中引入了筛网、反射锥体、二个迷宫式的粉尘下行通道、中心体和圆锥台形排气管等专利技术，从6个方面大幅提高各种粒径粉尘的除尘效率。

Description

一种可调进气流速的并联式多旋风子除尘器
1.技术领域：
本专利涉及除尘设备技术领域，特别是涉及一种并联式旋风除尘器。
2.背景技术：
旋风除尘器作为一种常用的气、固分离装备之一，由于成本低、分离效率高、结构简 单、压降适中、无运动部件、耐高温等特点，广泛应用于冶金、建材和环境保护与治理等行业。现代的单个旋风除尘器已经能够做到对于8-10μm及以上的颗粒，有极高的的除尘 效率，对于5μm及以上的颗粒，有较好的除尘效率，但对于5μm以下的颗粒，分离效率 低，使旋风除尘器无法应用于超细粉尘的除尘场合。
为了提高5μm以下的粉尘的分离效率，人们采用多级除尘器串联，以提高其综合效率， 或者采用多个旋风子并联的结构，以减小每个旋风子的旋转半经，增加颗粒物的离心力， 从而达到提高除尘效率的目的。虽然一百多年来人们想尽各种办法提高其效率，但是，至 今为止，旋风除尘器仍然存在如下二大缺陷：
(1)无论是单个还是多个组合的旋风除尘器，都是针对特定的气体流量、温度、气体和粉尘密 度、湿度等工况设计的，尤其是气体流量，而实际上，真正气体流量恒定不变的场合极少， 大都是气体流量经常变化的场合。如此，就造成在某个特定工况时，除尘效率高，而在 其余工况不是效率降低，就是压力损失大增。
(2)每个旋风子仍然存在原理性的效率低下现象。
A.部分外旋流气体被直接吸入排气管，使排气中的粉尘量增加。由于排气管吸入口的有效截 面积小于其下方内旋流的有效截面积，因此，在排气管吸入口端产生节流效应，气体进入 排气管吸入口后加速，造成吸入口附近压力下降，靠近吸入口的部分外旋流气体就被直接 吸入排气管。
B.分离到壁面的粉尘重新被卷入到外旋流中，使排出的粉尘量增加。由于分离到壁面的粉尘 速度比较小，若碰到筒壁不光滑处，粉尘会重新被卷入到外旋流中，降低除尘效果。这种 湍流对分离5μm以下的颗粒尤为不利。
C.灰斗中粉尘被重新卷入到内旋流中，使排出的粉尘量增加20～30％。如果设计不合理，使 得外旋流进入了灰斗，就会搅动灰斗中的粉尘尤其是细粉尘重新进入旋流中；或者，灰斗 密封不严，在内旋流高速向上的轴向速度下，使底部产生大负压的情形，大气从灰斗漏缝 中进入灰斗，将粉尘重新卷入到内旋流气体中。
D.内旋流中央的粉尘无法分离，被直接排出。内旋流中一定半经之内的粉尘，由于向心力大 于离心力，无法被甩入外旋流中，而只能始终停留在内旋流中央，直至排出。
3.本专利目的：
发明一种在不同的气体流量场合除尘效率均极高的并联式多旋风子除尘器和高效率的 旋风子。
4.本专利内容：
为了实现上述目的，本专利采用如下的技术方案：
一种可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，包括进气总管5、可调各列旋风子
Figure BSA0000179035040000011
气 的开关阀机构、箱壳3、数个旋风子4、数个隔板9、排气总管6和总灰斗2；进气总管5、 排气总管6分别固接在箱壳3的进、出口端；总灰斗2固接在箱壳3的下部；数个旋风子 4相互平行地固接在箱壳3内，构成数行数列的阵式排列；沿进气总管5中的气流方向看，每 二列旋风子之间以一隔板分开，将每列旋风子的进气气流与相邻列之独立；在旋风子阵进 口的前方的进气总管5中，安装着可调各列旋风子
Figure BSA0000179035040000012
气的开关阀机构；总灰斗2的排尘口 安装着一个排尘开关阀1。
在本专利所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器中，所述的可调各列旋风子
Figure BSA0000179035040000021
气的开关阀机构，其结构可以是这样的：在旋风子阵进口的前方的进气总管5内一侧壁旁， 铰接着一阀片8，在阀片转轴7上，连接着一执行机构，执行机构由控制器控制，控制器根据总进气流量，决定阀片8与进气总管5另一侧壁的开度，由此决定进入除尘工作的旋 风子列数，以保证不同总进气流量时，处于除尘工作的数列旋风子的所进气流流速相对于 设计工况变化尽量小，使该些旋风子尽量稳定地工作在高效状态。
在本专利所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器中，所述的可调各列旋风子
Figure BSA0000179035040000022
气的开关阀机构，其结构还可以是这样的：在旋风子阵进口的前方的进气总管5内二侧壁 旁，各铰接着一阀片23、24，在阀片转轴22、25上，各连接着一执行机构，二执行机构 由控制器独立控制，控制器根据总进气流量，决定各阀片转角位置，由此决定进入除尘工 作的旋风子列数，以保证不同总进气流量时，处于除尘工作的数列旋风子的所进气流流速 相对于设计工况变化尽量小，使该些旋风子尽量稳定地工作在高效状态。
在本专利所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器中，所述的可调各列旋风子进 气的开关阀机构，其结构还可以是这样的：在各列旋风子进口的前方的进气总管5上，每 二个隔板9之间和隔板9与进气总管5内侧壁之间各铰接着一阀片10，在各阀片转轴11上，各连接着一执行机构，各执行机构均由控制器控制，控制器根据总进气流量，决定每 一阀片10的开关，从而决定进入除尘工作的旋风子列数，以保证不同总进气流量时，进入 除尘工作的数列旋风子的所进气流流速相对于设计工况变化尽量小，使该些旋风子尽量稳定地工作在高效状态。
在本专利所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器中，所述的旋风子，其结构可 以是这样的：由进气管20、筒体19、筛网18、反射锥体16、排气管21和小灰斗13构成；筒体19由上、下二个圆锥台同轴心固接而成，上圆锥台很长，呈上大下小状，下圆锥台则 很短，呈上小下大状；筛网18与筒体19形状相似，且以数根筋条固接在筒体19内侧，与 筒体19相距一定间隙以构成粉尘落入小灰斗的下行通道；反射锥体16为上小下大的圆锥 体，且以数根筋条固接在筛网18的下端，与筛网18的下圆锥台相距一定间隙以构成粉尘 落入小灰斗的另一下行通道；排气管21由上、下二段同轴心固接而成，上段为一圆管，下 段为一上小下大的圆锥台；小灰斗13呈上大下小的圆锥台状，其壁面上部有一段三角形波 浪，其下端出口处安装着一排尘开关阀12。
在本专利所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器中，所述的旋风子，其筛网18 和反射锥体16的下端，还可各固接着一个形状与小灰斗13三角波浪段相似的回转体14、 15，三个形状相似的三角波浪段回转体之间的间隙构成了二个迷宫式的粉尘下行通道。
在本专利所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器中，所述的旋风子，其反射锥 体16的中央还可以同轴心固接着一中心体17；中心体17由上、下二段同轴心固接而成， 下段为一回转体，上段为一圆锥体；圆锥体插在排气管21下段的圆锥台中，二者之间隙构 成了排气管21的进口流道。
在本专利所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器中，所述的旋风子，其反射锥 体16的锥面与筛网18的上圆锥台锥面的夹角在90～100°之间。
在本专利所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器中，所述的旋风子，其排气管 21的下段锥台的壁面上可以有网孔，以便进入其中的粉尘在离心力作用下，可穿过网孔， 重新进入外旋流中。
5.本专利具有的效果：
(1)本专利发明的可调各列旋风子
Figure BSA0000179035040000023
气的开关阀机构，可根据不同的总进气流量，自动确定 进入除尘工作的旋风子的列数，从而使处于除尘工作的旋风子的气流流速相对于设计工 况变化尽量小，保证了该些旋风子尽量工作在高效状态。
(2)从根本上提高了每个旋风子除尘的效率。
A.引入的筛网可大幅减少从外旋流甩来的粉尘被重新卷入外旋流的程度，从而为显著提高旋 风子的除尘效率提供了保证。
B.反射体与外旋流发生正碰撞，使外旋流中的粉尘再次失速，并被挤入小灰斗，可进一步提 高除尘效率。
C.二个迷宫式的粉尘通道可大幅减小内、外旋流进入小灰斗的強度，也减小了由于负压，小 灰斗中的粉尘被重新卷入内旋流的可能，从而保证了除尘效率不会因此而大幅降低，尤其 对细微粉尘，效果更佳。
D.中心体消除了内旋流中央区域内的低切向转速，提高了内旋流的离心力，从而从根本上降 低了内旋流夹带粉尘的机率，从根源上提高了旋风子的除尘效率。
E.排气管下段采用上小下大的锥台，其与筛网配合，对初进入二者之间的总进气气流，具有 越往下行切向旋转速度越大的引导作用，从而可减小排气管进口对外旋流的吸入短路现象， 降低了外旋流粉尘直接被排出的机率。
F.排气管下段的锥台与中心体的圆锥体形成的下大上小的渐缩形流道，有利于减小排气管对 内旋流的节流现象，从而可降低流动阻力。
6.附图说明：
图1是可调进气流速的并联式多旋风子除尘器的结构简图；
图2、图5分别是可调进气流速的并联式多旋风子除尘器的可调各列旋风子
Figure RE-GSB0000180812840000011
气的单、双阀片式开关阀机构的结构简图；
图3是可调进气流速的并联式多旋风子除尘器的可调各列旋风子
Figure RE-GSB0000180812840000012
气的多阀片式开 关阀机构的结构简图；
图4是旋风子的结构简图。
7.具体实施方式：
结合附图和实施例对本专利作进一步说明。
如图1、图2所示，一种可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，包括进气总管5、可调各列旋风子
Figure BSA0000179035040000033
气的开关阀机构、箱壳3、25个旋风子4、4个隔板9、排气总管6和总 灰斗2；进气总管5、排气总管6分别固接在箱壳3的进、出口端；总灰斗2固接在箱壳3 的下部；25个旋风子4相互平行地固接在箱壳3内，构成5行5列的阵式排列；沿进气总 管5中的气流方向看，每二列旋风子之间以一隔板分开，将每列旋风子的进气气流与相邻 列之独立；在旋风子阵进口的前方的进气总管5中，安装着可调各列旋风子
Figure BSA0000179035040000034
气的开关阀 机构；总灰斗2的排尘口安装着一个排尘开关阀1。
如图2所示，所述的可调各列旋风子
Figure BSA0000179035040000035
气的开关阀机构，其结构可以是这样的：在旋 风子阵进口的前方的进气总管5内一侧壁旁，铰接着一阀片8，在阀片转轴7上，连接着一执行机构，执行机构由控制器控制，控制器根据总进气流量，决定阀片8与进气总管5另 一侧壁的开度，由此决定进入除尘工作的旋风子列数，以保证不同总进气流量时，处于除 尘工作的数列旋风子的所进气流流速相对于设计工况变化尽量小，使该些旋风子尽量稳定地工作在高效状态。
如图4所示，所述的旋风子，其结构可以是这样的：由进气管20、筒体19、筛网18、反射锥体16、排气管21和小灰斗13构成；筒体19由上、下二个圆锥台同轴心固接而成， 上圆锥台很长，呈上大下小状，下圆锥台则很短，呈上小下大状；筛网18与筒体19形状 相似，且以3根筋条固接在筒体19内侧，与筒体19相距一定间隙以构成粉尘落入小灰斗 的下行通道；反射锥体16为上小下大的圆锥体，且以3根筋条固接在筛网18的下端，与 筛网18的下圆锥台相距一定间隙以构成粉尘落入小灰斗的另一下行通道；排气管21由上、 下二段同轴心固接而成，上段为一圆管，下段为一上小下大的圆锥台；小灰斗13呈上大下 小的圆锥台状，其壁面上部有一段三角形波浪，其下端出口处安装着一排尘开关阀12。
如图4所示，所述的旋风子，其筛网18和反射锥体16的下端，还各固接着一个形状与小灰斗13三角波浪段相似的回转体14、15，三个形状相似的三角波浪段回转体之间的间隙构成了二个迷宫式的粉尘下行通道。
如图4所示，所述的旋风子，其反射锥体16的中央还同轴心固接着一中心体17；中心体17由上、下二段同轴心固接而成，下段为一圆柱体，上段为一圆锥体；圆锥体插在排 气管21下段的圆锥台中，二者之间隙构成了排气管21的进口流道。
如图4所示，所述的旋风子，其反射锥体16的锥面与筛网18的上圆锥台锥面的夹角为95°。
本实施例的工作原理是这样的：
如图2所示，控制器根据总进气流量，决定阀片8与进气总管5另一侧壁的开度，由此决定进入除尘工作的旋风子列数为2，以保证在该总进气流量时，处于除尘工作的2列旋风子的所进气流流速相对于设计工况变化尽量小，使该些旋风子尽量稳定地工作在高效状态。
处于除尘工作的2列旋风子是这样工作的：气流从进气管20以轴向高速旋转进入筛网 18与排气管21下段的锥台之间，并形成向下运动的外旋流，在离心力的作用下，大部分粉 尘被甩向筛网18，大量的粉尘穿过筛网18上的小孔，进入筛网18与筒体19之间的静压区， 与筒体19碰撞后减速，在重力作用下，顺着筛网18与筒体19之间的间隙，经过迷宫式的粉尘通道，进入小灰斗13，而未穿过筛网18的粉尘则与筛网18碰撞后减速，在重力和下 行外旋流的双重作用下，与底部的反射锥体16发生正碰撞，大部分粉尘再次失速，被撞击 后的部分气流挤入反射锥体16与筛网18之间的间隙，再经另一迷宫式的粉尘通道，落入 小灰斗13之中，剩余的少量粉尘则混杂在调头向上的内旋流中；内旋流位于外旋流与中心 体17之间，中心体17消除了内旋流中央区域内的低切向转速，提高了内旋流中的离心力， 使得内旋流中的粉尘都有可能重新被甩入外旋流中去，经历二次分离。

Claims (9)

1.一种可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，其特征在于，包括进气总管5、可调各列旋风子
Figure FSA0000179035030000011
气的开关阀机构、箱壳3、数个旋风子4、数个隔板9、排气总管6和总灰斗2；进气总管5、排气总管6分别固接在箱壳3的进、出口端；总灰斗2固接在箱壳3的下部；数个旋风子4相互平行地固接在箱壳3内，构成数行数列的阵式排列；沿进气总管5中的气流方向看，每二列旋风子之间以一隔板分开，将每列旋风子的进气气流与相邻列之独立；在旋风子阵进口的前方的进气总管5中，安装着可调各列旋风子
Figure FSA0000179035030000013
气的开关阀机构；总灰斗2的排尘口安装着一个排尘开关阀1。
2.根据权利要求1所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，其特征在于，所述的可调各列旋风子
Figure FSA0000179035030000012
气的开关阀机构，其结构可以是这样的：在旋风子阵进口的前方的进气总管5内一侧壁旁，铰接着一阀片8，在阀片转轴7上，连接着一执行机构，执行机构由控制器控制，控制器根据总进气流量，决定阀片8与进气总管5另一侧壁的开度，由此决定进入除尘工作的旋风子列数，以保证不同总进气流量时，处于除尘工作的数列旋风子的所进气流流速相对于设计工况变化尽量小，使该些旋风子尽量稳定地工作在高效状态。
3.根据权利要求1所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，其特征在于，所述的可调各列旋风子进气的开关阀机构，其结构还可以是这样的：在旋风子阵进口的前方的进气总管5内二侧壁旁，各铰接着一阀片23、24，在阀片转轴22、25上，各连接着一执行机构，二执行机构由控制器独立控制，控制器根据总进气流量，决定各阀片转角位置，由此决定进入除尘工作的旋风子列数，以保证不同总进气流量时，处于除尘工作的数列旋风子的所进气流流速相对于设计工况变化尽量小，使该些旋风子尽量稳定地工作在高效状态。
4.根据权利要求1所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，其特征在于，所述的可调各列旋风子进气的开关阀机构，其结构还可以是这样的：在各列旋风子进口的前方的进气总管5上，每二个隔板9之间和隔板9与进气总管5内侧壁之间各铰接着一阀片10，在各阀片转轴11上，各连接着一执行机构，各执行机构均由控制器控制，控制器根据总进气流量，决定每一阀片10的开关，从而决定进入除尘工作的旋风子列数，以保证不同总进气流量时，进入除尘工作的数列旋风子的所进气流流速相对于设计工况变化尽量小，使该些旋风子尽量稳定地工作在高效状态。
5.根据权利要求1所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，其特征在于，所述的旋风子，其结构可以是这样的：由进气管20、筒体19、筛网18、反射锥体16、排气管21和小灰斗13构成；筒体19由上、下二个圆锥台同轴心固接而成，上圆锥台很长，呈上大下小状，下圆锥台则很短，呈上小下大状；筛网18与筒体19形状相似，且以数根筋条固接在筒体19内侧，与筒体19相距一定间隙以构成粉尘落入小灰斗的下行通道；反射锥体16为上小下大的圆锥体，且以数根筋条固接在筛网18的下端，与筛网18的下圆锥台相距一定间隙以构成粉尘落入小灰斗的另一下行通道；排气管21由上、下二段同轴心固接而成，上段为一圆管，下段为一上小下大的圆锥台；小灰斗13呈上大下小的圆锥台状，其壁面上部有一段三角形波浪，其下端出口处安装着一排尘开关阀12。
6.根据权利要求5所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，其特征在于，所述的旋风子，其筛网18和反射锥体16的下端，还可各固接着一个形状与小灰斗13三角波浪段相似的回转体14、15，三个形状相似的三角波浪段回转体之间的间隙构成了二个迷宫式的粉尘下行通道。
7.根据权利要求5所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，其特征在于，所述的旋风子，其反射锥体16的中央还可以同轴心固接着一中心体17；中心体17由上、下二段同轴心固接而成，下段为一回转体，上段为一圆锥体；圆锥体插在排气管21下段的圆锥台中，二者之间隙构成了排气管21的进口流道。
8.根据权利要求5所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，其特征在于，所述的旋风子，其反射锥体16的锥面与筛网18的上圆锥台锥面的夹角在90～100°之间。
9.根据权利要求5所述的可调进气流速的并联式多旋风子除尘器，其特征在于，所述的旋风子，其排气管21的下段锥台的壁面上可以有网孔，以便进入其中的粉尘在离心力作用下，可穿过网孔，重新进入外旋流中。
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