CN201200933Y - 具有惯性弯道的蜗壳式旋风分离器 - Google Patents

具有惯性弯道的蜗壳式旋风分离器 Download PDF

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张忠孝
金晶
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Abstract

本实用新型涉及一种具有惯性弯道的蜗壳式旋风分离器，它包括旋风器进口管道、筒体、锥体、灰斗、排气芯管，其特点是：还包括惯性弯道，惯性弯道的进口与旋风器进口管道的出口相连、出口与筒体的蜗壳式进口相连、并且惯性弯道的整体与筒体外侧切连。采用惯性弯道，并由该惯性弯道作为预分离空间，其结果是该惯性弯道内的固相颗粒在进入旋风分离器分离空间筒体和锥体内以前，其浓度场在惯性离心力场作用下发生改变，形成外浓内淡的富集效应，一方面可减少进入分离空间后由于短路流裹挟而导致的颗粒穿透量；另一方面可使固相颗粒向捕集壁面运动距离或时间缩短，从而有效提高了气固两相的分离能力和分离效果。

Description

具有惯性弯道的蜗壳式旋风分离器
技术领域
本实用新型属于气固两相分离和工业除尘领域，它涉及一种蜗壳式旋风分离器。
背景技术
现有的旋风分离器(简称旋风器)结构如图1，2所示，它由进口0、筒体2、锥体3、灰斗4、排气芯管5构成。当气固两相流(稀相或浓相)进入旋风分离器的内部空间，在离心力作用下使固相颗粒向边壁运动，同时螺旋运动向下流入旋风器下部，到达自然旋风长度后反转向上，从而使气固两相得以分离。被分离的固相颗粒沿筒体2和锥体3壁面落入灰斗，清洁气流由排气芯管5排出。
这种旋风分离器不理想之处在于：(1)气固两相流直接进入旋风器，进口垂直方向纵截面上各位置固相颗粒浓度相同，由于短路流裹挟等原因造成穿透至排气芯管的颗粒量增加从而导致分离效率下降。(2)现有旋风器进口管道为直管，颗粒不易向外捕集壁面方向富集，固相颗粒向捕集壁面运动距离或时间长，增加了分离难度，同样有导致分离效率下降的弊端。
发明内容
本实用新型是要解决现有旋风分离器的气流截面上各位置浓度相同导致固相颗粒穿透量大和分离难度大的技术问题，而提出一种具有惯性弯道的蜗壳式旋风分离器。
本实用新型解决技术问题的技术方案如下：
一种具有惯性弯道的蜗壳式旋风分离器，它包括旋风器进口管道、筒体、锥体、灰斗、排气芯管，其特点是：还包括惯性弯道，惯性弯道的进口与旋风器进口管道的出口相连、出口与筒体的蜗壳式进口相连、并且惯性弯道的整体与筒体外侧切连。
所述惯性弯道由内侧弧形板、外侧弧形板、上顶板及下底板所夹空间构成，其内侧弧形板和外侧弧形板间的弯道横截面呈扇环形、与弯道方向垂直的纵截面呈矩形并与旋风器进口管道的几何尺寸相同；惯性弯道具有弯曲角度θ。
所述惯性弯道1的弯曲角度θ为0~360°。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
采用惯性弯道，并由该惯性弯道作为预分离空间，其结果是该惯性弯道内的固相颗粒在进入旋风分离器分离空间筒体和锥体内以前，其浓度场在惯性离心力场作用下发生改变，形成外浓内淡的富集效应，一方面可减少进入分离空间后由于短路流裹挟而导致的颗粒穿透量；另一方面可使固相颗粒向捕集壁面运动距离或时间缩短，从而有效提高了气固两相的分离能力和分离效果。
附图说明
图1为现有的旋风分离器结构示意图；
图2是图1中沿A-A的剖视图；
图3是本实用新型的实施例之一的结构示意图；
图4是图3中沿B-B的剖视图；
图5是本实用新型的实施例之二的结构示意图；
图6是图5中沿B1-B1的剖视图；
图7是本实用新型的实施例之三的结构示意图；
图8是图7中沿B2-B2的剖视图；
图9是本实用新型的实施例之四的结构示意图；
图10是图9中沿B3-B3的剖视图；
图11是本实用新型的实施例之四的结构示意图；
图12是图11中沿B4-B4的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明
如图3至图12所示，本实用新型的具有惯性弯道的蜗壳式旋风分离器，它包括旋风器进口管道0、筒体2、锥体3、灰斗4、排气芯管5，惯性弯道1。
惯性弯道1是本实用新型的新构思，它在现有旋风器的直管进口管道的基础上设计具有惯性的弯道，目的是增强气固两相的分离效率。具有惯性弯道1的具体实施方式如图1所示，惯性弯道1采用单向的连接方式，其进口与旋风器进口管道0的出口相连、出口与筒体2的蜗壳式进口相连、整体与筒体2外侧切连。
惯性弯道1可由内侧弧形板11、外侧弧形板12、上顶板13及下底板14所夹空间构成气固两相流进入空间。
惯性弯道1，其内侧弧形板11和外侧弧形板12间的弯道设计为横截面呈扇环形、与弯道方向垂直的纵截面呈矩形并与旋风器进口管道0的几何尺寸相同，所设计的弯道弯曲角度θ为0~360°。
本实用新型旋风分离器的分离过程主要有三个：惯性弯道分离、筒体分离和锥体分离。与现有的旋风器相比增加了惯性弯道分离过程，合理地设计了具有惯性弯道1。如图2所示，其工作原理为：气固两相流通过旋风器进口管道0进入到惯性弯道1，并由该惯性弯道1作为预分离空间，其结果是该惯性弯道内的固相颗粒在进入旋风器分离空间筒体2和锥体3内以前，其浓度场在惯性离心力场作用下发生改变，形成外浓内淡的富集效应，之后再进入旋风器分离空间筒体2和锥体3并在离心力作用下使固相颗粒向边壁运动，同时螺旋运动向下流入旋风器下部，到达自然旋风长度后反转向上，从而使气固两相得以增强分离。被分离的固相颗粒沿筒体2和锥体3壁面落入灰斗4，清洁气流由排气芯管5排出。
实施例一：
如图4中，蜗壳式旋风分离器具有惯性弯道1，内侧弧形板11，外侧弧形板12，上顶板13，下底板14，弯道弯曲角度θ。
实施例二：
如图6中，蜗壳式旋风分离器具有惯性弯道1，内侧弧形板11，外侧弧形板12，上顶板13，下底板14，弯道弯曲角度θ＝45°。
实施例三：
如图8中，蜗壳式旋风分离器具有惯性弯道1，内侧弧形板11，外侧弧形板12，上顶板13，下底板14，弯道弯曲角度θ＝90°。
实施例四：
如图10中，蜗壳式旋风分离器具有惯性弯道1，内侧弧形板11，外侧弧形板12，上顶板13，下底板14，弯道弯曲角度θ＝180°。
实施例五：
如图12中，蜗壳式旋风分离器具有惯性弯道1，内侧弧形板11，外侧弧形板12，上顶板13，下底板14，弯道弯曲角度θ＝360°。
上述具有惯性弯道1的新设计可作为预分离空间起到预分离作用，便于使进入该惯性弯道的气固两相流中的固相颗粒在进入旋风分离器分离空间筒体2和锥体3内以前，其浓度场在惯性离心力场作用下发生改变，形成外浓内淡的富集效应，一方可减少进入分离空间后由于短路流裹挟而导致的颗粒穿透量；另一方面可使固相颗粒向捕集壁面运动距离或时间缩短，从而有效提高了气固两相的分离能力和分离效果。之后气固两相再进入旋风器分离空间筒体2和锥体3并在离心力作用下使固相颗粒向边壁运动，同时螺旋运动向下流入旋风器下部，到达自然旋风长度后反转向上，从而使气固两相得以增强分离。被分离的固相颗粒沿筒体2和锥体3壁面落入灰斗4排出，清洁气流由排气芯管5排出至出口管道中。
该实用新型适用于气固两相分离和工业除尘领域。

Claims (3)

1.一种具有惯性弯道的蜗壳式旋风分离器，它包括旋风器进口管道(0)、筒体(2)、锥体(3)、灰斗(4)、排气芯管(5)，其特征在于，还包括惯性弯道(1)，惯性弯道(1)的进口与旋风器进口管道(0)的出口相连、出口与筒体(2)的蜗壳式进口相连、并且惯性弯道(1)的整体与筒体(2)外侧切连。
2.根据权利要求1所述的具有惯性弯道的蜗壳式旋风分离器，其特征在于，所述惯性弯道(1)由内侧弧形板(11)、外侧弧形板(12)、上顶板(13)及下底板(14)所夹空间构成，其内侧弧形板(11)和外侧弧形板(12)间的弯道横截面呈扇环形、与弯道方向垂直的纵截面呈矩形并与旋风器进口管道(0)的几何尺寸相同；所述惯性弯道(1)具有弯曲角度θ。
3.根据权利要求2所述的具有惯性弯道的蜗壳式旋风分离器，其特征在于，所述惯性弯道(1)的弯曲角度θ为0~360°。
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