CN113578540B - 一种分离式旋风分离器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分离式旋风分离器及其使用方法，属于旋风分离器技术领域，它在内壳上安装的多个超导体制冷片可使导冷层的温度显著降低，废气在进入内壳内进行分离时，废气中的水分子遇到较冷的导冷层会液化在导冷层的表面，使得后续废气进入内壳内进行分离时，废气中的粉尘颗粒就较容易吸附在导冷层的内壁，与传统的只靠离心力分离相比，可以显著的提高分离效率和分离效果，为了防止分离出的粉尘颗粒中含有大量的水分，需要增加后续的处理工序，使用抽风机利用超导体制冷片产生的热量，可对粉尘颗粒中的水分进行烘干，不仅避免了需要对粉尘颗粒进行后续处理，还能对超导体制冷片起到散热的作用。

Description

一种分离式旋风分离器及其使用方法

技术领域

本发明涉及旋风分离器技术领域，更具体地说，涉及一种分离式旋风分离器及其使用方法。

背景技术

旋风分离器，是用于气固体系或者液固体系的分离的一种设备。工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开，旋风分离器的主要特点是结构简单、操作弹性大、效率较高、管理维修方便，价格低廉，用于捕集直径5～10μm以上的粉尘颗粒，广泛应用于制药工业中。

现有用于气固体系的旋风分离器，它对细尘粒的分离效率较低，细粉分离效率仅能达到70%～90%，为了提高除尘效率，降低阻力，已出现了如螺旋型、蜗旋型、旁路型、扩散型、旋流型和多管式等多种形式的旋风分离器。

现有的分离器虽然形式多样，分离效率也有一定的提高，但是分离时仍是依靠风力旋转时产生的惯性将固体颗粒与气体分离，效果并不显著，因此需要进一步的改进。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种分离式旋风分离器及其使用方法，它在内壳上安装的多个超导体制冷片可使导冷层的温度显著降低，废气在进入内壳内进行分离时，废气中的水分子遇到较冷的导冷层会液化在导冷层的表面，使得后续废气进入内壳内进行分离时，废气中的粉尘颗粒就较容易吸附在导冷层的内壁，与传统的只靠离心力分离相比，可以显著的提高分离效率和分离效果，为了防止分离出的粉尘颗粒中含有大量的水分，需要增加后续的处理工序，使用抽风机利用超导体制冷片产生的热量，可对粉尘颗粒中的水分进行烘干，不仅避免了需要对粉尘颗粒进行后续处理，还能对超导体制冷片起到散热的作用。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种分离式旋风分离器，包括外壳，所述外壳的内部设置有与外壳侧壁形状相匹配的内壳，所述内壳的顶端与外壳的顶端连接，所述内壳的底端与外壳的底端之间固定连接有连接杆，所述外壳的底端固定连接有热气箱，所述热气箱的底端固定连接有废物箱，所述内壳侧壁上固定连接有多个均匀分布的超导体制冷片，所述热气箱与废物箱之间开设有排杂槽，所述排杂槽位于内壳下侧开口端的正下方，所述内壳下侧的开口端与排杂槽之间固定连接有多片圆形阵列分布的烘片，所述内壳的底端与废物箱的顶端之间固定连接有多个与烘片相匹配的支撑板，所述支撑板与烘片一一对应，所述支撑板位于烘片的外侧，所述废物箱底端的内壁上固定连接有立柱，所述立柱贯穿排杂槽并延伸至多个烘片的内侧，所述立柱的内侧开设有安装腔，所述安装腔的内部固定连接有电磁铁，所述支撑板的侧面与立柱顶端的侧面均滑动贯穿有多个活动撞杆，所述立柱上的活动撞杆的两端均固定连接有主动磁块，所述支撑板上的活动撞杆的一端固定连接有被动磁块，所述被动磁块远离烘片。

进一步的，所述超导体制冷片靠近外壳的侧面上固定连接有散热片，所述内壳的内壁上固定连接有导冷层，所述超导体制冷片远离散热片的侧面与导冷层相贴，所述超导体制冷片靠近散热片的侧面为散热面，所述超导体制冷片靠近导冷层的面为制冷面，通过超导体制冷片、散热片和导冷层的设置，超导体制冷片可降低导冷层的温度，散热片可将超导体制冷片产生的热量散发在外壳与内壳之间，使用时，吹入内壳内的废气接触到气温相对较低的导冷层时，废气中的水分子液化在导冷层上形成水，这时废气中的粉尘颗粒更容易吸附在导冷层的内壁上，增加了过滤效率。

进一步的，所述外壳的侧边上固定连接有进气管，所述进气管贯穿外壳并延伸至内壳的内侧，所述进气管的外壁上固定连接有热风器，所述进气管与内壳相连通，当气温较低时，可启动热风器对排入内壳内的废气进行加热，即可以增加废气与导冷层的温度差，使废气中的水分子能更好的在导冷层的内壁上液化。

进一步的，所述热气箱的侧壁上固定连接有排热管，所述排热管的一端固定连接有抽风机，所述外壳的顶端固定连接有多个散热孔，多个所述散热孔均位于外壳与内壳之间，使用时，废气中的粉尘颗粒接触到导冷层内壁上液化的水后，会流向烘片的内壁，这时如果直接粉尘颗粒与水的混合物直接排出的话，则增加了后续的处理工艺，而通过上述设置，启动抽风机时，外界的空气可经过外壳与内壳之间的空隙流通至热气箱的内侧，由于外壳与内壳之间的散热片是发热的，所以气体流至热气箱内时具有一定的热量，这时气体就可对流至烘片上的混合物进行烘干，不仅可以增加散热片的散热效果，还减少了混合物的后续处理工艺。

进一步的，所述电磁铁产生的磁力与立柱内侧的主动磁块互斥，所述立柱外侧的主动磁块与被动磁块互斥。

进一步的，所述主动磁块与被动磁块一一对应，所述被动磁块位于主动磁块的正侧方。

进一步的，所述立柱外侧的主动磁块与立柱的外侧壁之间固定连接有膜片，所述被动磁块与支撑板的侧壁之间也固定连接有膜片，所述膜片为弹性材料制成，混合物在流至烘片上并被烘干后，混合物可能会粘在烘片上，混合物长时间累积在烘片上后，不仅会影响对混合物的烘干，而且会影响排杂，通过上述设置，当电磁铁启动时，内侧的主动磁块通过活动撞杆带动外侧的主动磁块向外移动，外侧的主动磁块移动时，又可推动被动磁块移动，这时膜片为拉伸状态，具有一定的弹性势能，当需要排除烘片上烘干后的混合物时，关闭电磁铁、膜片即可回弹，而膜片在带动被动磁块回弹时支撑板上的活动撞杆即可敲击烘片，烘片上粘有的混合物即可通过敲击掉落。

进一步的，所述烘片为铜材料制成，通过对烘片的设置，使烘片的导热效果较好，不仅能增加对混合物的烘干效果，同时还避免了烘片影响主动磁块与被动磁块之间的磁力，且可以避免烘片受到电磁铁、隔离膜和主动磁块的影响。

进一步的，多个所述烘片之间均固定连接有隔离膜，所述隔离膜为柔性材料制成，通过隔离膜的设置，避免了烘片内侧的混合物掉落至热气箱的内侧。

一种分离式旋风分离器的使用方法，包括以下步骤：

S1、启动超导体制冷片，使导冷层的温度降低；

S2、将需要处理的废气通过进气管导入内壳的内侧进行净化，气温较低时可启动热风器对废气进行加热；

S3、废气进入内壳内进行分离，废气在进行分离时，废气中的水分子遇到温度较低的导冷层并液化在导冷层的表面，废气中的粉尘颗粒接触到液化后的水形成混合物并流至烘片处；

S4、启动抽风机，对散热片进行散热，同时加热烘片对流至烘片处的混合物进行干燥；

S5、频繁的启动、停止电磁铁可使活动撞杆敲击烘片，将粘在烘片上的混合物击落至废物箱内。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过在内壳上安装的多个超导体制冷片可使导冷层的温度显著降低，废气在进入内壳内进行分离时，废气中的水分子遇到较冷的导冷层会液化在导冷层的表面，使得后续废气进入内壳内进行分离时，废气中的粉尘颗粒就较容易吸附在导冷层的内壁，与传统的只靠离心力分离相比，可以显著的提高分离效率和分离效果，为了防止分离出的粉尘颗粒中含有大量的水分，需要增加后续的处理工序，使用抽风机利用超导体制冷片产生的热量，可对粉尘颗粒中的水分进行烘干，不仅避免了需要对粉尘颗粒进行后续处理，还能对超导体制冷片起到散热的作用。

（2）超导体制冷片靠近外壳的侧面上固定连接有散热片，内壳的内壁上固定连接有导冷层，超导体制冷片远离散热片的侧面与导冷层相贴，超导体制冷片靠近散热片的侧面为散热面，超导体制冷片靠近导冷层的面为制冷面，通过超导体制冷片、散热片和导冷层的设置，超导体制冷片可降低导冷层的温度，散热片可将超导体制冷片产生的热量散发在外壳与内壳之间，使用时，吹入内壳内的废气接触到气温相对较低的导冷层时，废气中的水分子液化在导冷层上形成水，这时废气中的粉尘颗粒更容易吸附在导冷层的内壁上，增加了过滤效率。

（3）外壳的侧边上固定连接有进气管，进气管贯穿外壳并延伸至内壳的内侧，进气管的外壁上固定连接有热风器，进气管与内壳相连通，当气温较低时，可启动热风器对排入内壳内的废气进行加热，即可以增加废气与导冷层的温度差，使废气中的水分子能更好的在导冷层的内壁上液化。

（4）热气箱的侧壁上固定连接有排热管，排热管的一端固定连接有抽风机，外壳的顶端固定连接有多个散热孔，多个散热孔均位于外壳与内壳之间，使用时，废气中的粉尘颗粒接触到导冷层内壁上液化的水后，会流向烘片的内壁，这时如果直接粉尘颗粒与水的混合物直接排出的话，则增加了后续的处理工艺，而通过上述设置，启动抽风机时，外界的空气可经过外壳与内壳之间的空隙流通至热气箱的内侧，由于外壳与内壳之间的散热片是发热的，所以气体流至热气箱内时具有一定的热量，这时气体就可对流至烘片上的混合物进行烘干，不仅可以增加散热片的散热效果，还减少了混合物的后续处理工艺。

（5）立柱外侧的主动磁块与立柱的外侧壁之间固定连接有膜片，被动磁块与支撑板的侧壁之间也固定连接有膜片，膜片为弹性材料制成，混合物在流至烘片上并被烘干后，混合物可能会粘在烘片上，混合物长时间累积在烘片上后，不仅会影响对混合物的烘干，而且会影响排杂，通过上述设置，当电磁铁启动时，内侧的主动磁块通过活动撞杆带动外侧的主动磁块向外移动，外侧的主动磁块移动时，又可推动被动磁块移动，这时膜片为拉伸状态，具有一定的弹性势能，当需要排除烘片上烘干后的混合物时，关闭电磁铁、膜片即可回弹，而膜片在带动被动磁块回弹时支撑板上的活动撞杆即可敲击烘片，烘片上粘有的混合物即可通过敲击掉落。

（6）烘片为铜材料制成，通过对烘片的设置，使烘片的导热效果较好，不仅能增加对混合物的烘干效果，同时还避免了烘片影响主动磁块与被动磁块之间的磁力，且可以避免烘片受到电磁铁、隔离膜和主动磁块的影响。

（7）多个烘片之间均固定连接有隔离膜，隔离膜为柔性材料制成，通过隔离膜的设置，避免了烘片内侧的混合物掉落至热气箱的内侧。

附图说明

图1为本发明的正视结构示意图；

图2为本发明的正视剖面结构示意图；

图3为本发明图2中A处的放大结构示意图；

图4为本发明热气箱与废物箱处的正视剖面结构示意图；

图5为本发明多个烘片处的正视剖面结构示意图；

图6为本发明多个烘片处的俯视结构示意图。

图中标号说明：

1、外壳；2、内壳；3、热气箱；4、废物箱；5、超导体制冷片；6、散热片；7、导冷层；8、烘片；9、支撑板；10、立柱；11、电磁铁；12、活动撞杆；13、膜片；14、隔离膜；15、主动磁块；16、被动磁块；17、热风器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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1：

请参阅图1-6，一种分离式旋风分离器，包括外壳1，外壳1的内部设置有与外壳1侧壁形状相匹配的内壳2，内壳2的顶端与外壳1的顶端连接，内壳2的底端与外壳1的底端之间固定连接有连接杆，外壳1的底端固定连接有热气箱3，热气箱3的底端固定连接有废物箱4，内壳2侧壁上固定连接有多个均匀分布的超导体制冷片5，热气箱3与废物箱4之间开设有排杂槽，排杂槽位于内壳2下侧开口端的正下方，内壳2下侧的开口端与排杂槽之间固定连接有多片圆形阵列分布的烘片8，多个烘片8之间均固定连接有隔离膜14，隔离膜14为柔性材料制成，通过隔离膜14的设置，避免了烘片8内侧的混合物掉落至热气箱3的内侧，内壳2的底端与废物箱4的顶端之间固定连接有多个与烘片8相匹配的支撑板9，支撑板9与烘片8一一对应，支撑板9位于烘片8的外侧，废物箱4底端的内壁上固定连接有立柱10，立柱10贯穿排杂槽并延伸至多个烘片8的内侧，立柱10的内侧开设有安装腔，安装腔的内部固定连接有电磁铁11，支撑板9的侧面与立柱10顶端的侧面均滑动贯穿有多个活动撞杆12，立柱10上的活动撞杆12的两端均固定连接有主动磁块15，支撑板9上的活动撞杆12的一端固定连接有被动磁块16，被动磁块16远离烘片8，主动磁块15与被动磁块16一一对应，被动磁块16位于主动磁块15的正侧方。

请参阅图1-3，超导体制冷片5靠近外壳1的侧面上固定连接有散热片6，内壳2的内壁上固定连接有导冷层7，超导体制冷片5远离散热片6的侧面与导冷层7相贴，超导体制冷片5靠近散热片6的侧面为散热面，超导体制冷片5靠近导冷层7的面为制冷面，通过超导体制冷片5、散热片6和导冷层7的设置，超导体制冷片5可降低导冷层7的温度，散热片6可将超导体制冷片5产生的热量散发在外壳1与内壳2之间，使用时，吹入内壳2内的废气接触到气温相对较低的导冷层7时，废气中的水分子液化在导冷层7上形成水，这时废气中的粉尘颗粒更容易吸附在导冷层7的内壁上，增加了过滤效率，外壳1的侧边上固定连接有进气管，进气管贯穿外壳1并延伸至内壳2的内侧，进气管的外壁上固定连接有热风器17，进气管与内壳2相连通，当气温较低时，可启动热风器17对排入内壳2内的废气进行加热，即可以增加废气与导冷层7的温度差，使废气中的水分子能更好的在导冷层7的内壁上液化。

请参阅图1-4，热气箱3的侧壁上固定连接有排热管，排热管的一端固定连接有抽风机，外壳1的顶端固定连接有多个散热孔，多个散热孔均位于外壳1与内壳2之间，使用时，废气中的粉尘颗粒接触到导冷层7内壁上液化的水后，会流向烘片8的内壁，这时如果直接粉尘颗粒与水的混合物直接排出的话，则增加了后续的处理工艺，而通过上述设置，启动抽风机时，外界的空气可经过外壳1与内壳2之间的空隙流通至热气箱3的内侧，由于外壳1与内壳2之间的散热片6是发热的，所以气体流至热气箱3内时具有一定的热量，这时气体就可对流至烘片8上的混合物进行烘干，不仅可以增加散热片6的散热效果，还减少了混合物的后续处理工艺。

请参阅图4-6，电磁铁11产生的磁力与立柱10内侧的主动磁块15互斥，立柱10外侧的主动磁块15与被动磁块16互斥，立柱10外侧的主动磁块15与立柱10的外侧壁之间固定连接有膜片13，被动磁块16与支撑板9的侧壁之间也固定连接有膜片13，膜片13为弹性材料制成，混合物在流至烘片8上并被烘干后，混合物可能会粘在烘片8上，混合物长时间累积在烘片8上后，不仅会影响对混合物的烘干，而且会影响排杂，通过上述设置，当电磁铁11启动时，内侧的主动磁块15通过活动撞杆12带动外侧的主动磁块15向外移动，外侧的主动磁块15移动时，又可推动被动磁块16移动，这时膜片13为拉伸状态，具有一定的弹性势能，当需要排除烘片8上烘干后的混合物时，关闭电磁铁11、膜片13即可回弹，而膜片13在带动被动磁块16回弹时支撑板9上的活动撞杆12即可敲击烘片8，烘片8上粘有的混合物即可通过敲击掉落。

请参阅图5-6，烘片8为铜材料制成，通过对烘片8的设置，使烘片8的导热效果较好，不仅能增加对混合物的烘干效果，同时还避免了烘片8影响主动磁块15与被动磁块16之间的磁力，且可以避免烘片8受到电磁铁11、隔离膜14和主动磁块15的影响。

一种分离式旋风分离器的使用方法，包括以下步骤：

S1、启动超导体制冷片5，使导冷层7的温度降低；

S2、将需要处理的废气通过进气管导入内壳2的内侧进行净化，气温较低时可启动热风器17对废气进行加热；

S3、废气进入内壳2内进行分离，废气在进行分离时，废气中的水分子遇到温度较低的导冷层7并液化在导冷层7的表面，废气中的粉尘颗粒接触到液化后的水形成混合物并流至烘片8处；

S4、启动抽风机，对散热片6进行散热，同时加热烘片8对流至烘片8处的混合物进行干燥；

S5、频繁的启动、停止电磁铁11可使活动撞杆12敲击烘片8，将粘在烘片8上的混合物击落至废物箱4内。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种分离式旋风分离器，包括外壳（1），其特征在于：所述外壳（1）的内部设置有与外壳（1）侧壁形状相匹配的内壳（2），所述内壳（2）的顶端与外壳（1）的顶端连接，所述内壳（2）的底端与外壳（1）的底端之间固定连接有连接杆，所述外壳（1）的底端固定连接有热气箱（3），所述热气箱（3）的底端固定连接有废物箱（4），所述内壳（2）侧壁上固定连接有多个均匀分布的超导体制冷片（5），所述热气箱（3）与废物箱（4）之间开设有排杂槽，所述排杂槽位于内壳（2）下侧开口端的正下方，所述内壳（2）下侧的开口端与排杂槽之间固定连接有多片圆形阵列分布的烘片（8），所述内壳（2）的底端与废物箱（4）的顶端之间固定连接有多个与烘片（8）相匹配的支撑板（9），所述支撑板（9）与烘片（8）一一对应，所述支撑板（9）位于烘片（8）的外侧，所述废物箱（4）底端的内壁上固定连接有立柱（10），所述立柱（10）贯穿排杂槽并延伸至多个烘片（8）的内侧，所述立柱（10）的内侧开设有安装腔，所述安装腔的内部固定连接有电磁铁（11），所述支撑板（9）的侧面与立柱（10）顶端的侧面均滑动贯穿有多个活动撞杆（12），所述立柱（10）上的活动撞杆（12）的两端均固定连接有主动磁块（15），所述支撑板（9）上的活动撞杆（12）的一端固定连接有被动磁块（16），所述被动磁块（16）远离烘片（8）。

2.根据权利要求1所述的一种分离式旋风分离器，其特征在于：所述超导体制冷片（5）靠近外壳（1）的侧面上固定连接有散热片（6），所述内壳（2）的内壁上固定连接有导冷层（7），所述超导体制冷片（5）远离散热片（6）的侧面与导冷层（7）相贴，所述超导体制冷片（5）靠近散热片（6）的侧面为散热面，所述超导体制冷片（5）靠近导冷层（7）的面为制冷面。

3.根据权利要求2所述的一种分离式旋风分离器，其特征在于：所述外壳（1）的侧边上固定连接有进气管，所述进气管贯穿外壳（1）并延伸至内壳（2）的内侧，所述进气管的外壁上固定连接有热风器（17），所述进气管与内壳（2）相连通。

4.根据权利要求1所述的一种分离式旋风分离器，其特征在于：所述热气箱（3）的侧壁上固定连接有排热管，所述排热管的一端固定连接有抽风机，所述外壳（1）的顶端固定连接有多个散热孔，多个所述散热孔均位于外壳（1）与内壳（2）之间。

5.根据权利要求1所述的一种分离式旋风分离器，其特征在于：所述电磁铁（11）产生的磁力与立柱（10）内侧的主动磁块（15）互斥，所述立柱（10）外侧的主动磁块（15）与被动磁块（16）互斥。

6.根据权利要求1所述的一种分离式旋风分离器，其特征在于：所述主动磁块（15）与被动磁块（16）一一对应，所述被动磁块（16）位于主动磁块（15）的正侧方。

7.根据权利要求1所述的一种分离式旋风分离器，其特征在于：所述立柱（10）外侧的主动磁块（15）与立柱（10）的外侧壁之间固定连接有膜片（13），所述被动磁块（16）与支撑板（9）的侧壁之间也固定连接有膜片（13），所述膜片（13）为弹性材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种分离式旋风分离器，其特征在于：所述烘片（8）为铜材料制成。

9.根据权利要求1所述的一种分离式旋风分离器，其特征在于：多个所述烘片（8）之间均固定连接有隔离膜（14），所述隔离膜（14）为柔性材料制成。

10.根据权利要求3所述的一种分离式旋风分离器的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、启动超导体制冷片（5），使导冷层（7）的温度降低；

S2、将需要处理的废气通过进气管导入内壳（2）的内侧进行净化，气温较低时启动热风器（17）对废气进行加热；

S3、废气进入内壳（2）内进行分离，废气在进行分离时，废气中的水分子遇到温度较低的导冷层（7）并液化在导冷层（7）的表面，废气中的粉尘颗粒接触到液化后的水形成混合物并流至烘片（8）处；

S4、启动抽风机，对散热片（6）进行散热，同时加热烘片（8）对流至烘片（8）处的混合物进行干燥；

S5、频繁的启动、停止电磁铁（11）可使活动撞杆（12）敲击烘片（8），将粘在烘片（8）上的混合物击落至废物箱（4）内。

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