CN206009023U - 一种双锥筒旋风除尘装置 - Google Patents

Abstract

一种双锥筒旋风除尘装置，包括：旋风除尘器、回转轴承、活动锥筒等。风机将尘气送入风道箱，从旋风除尘器的进风口进入并形成外旋流，当尘气旋到活动锥筒时，离心力使尘粒从活动锥筒的细长通槽穿过，进入两锥筒形成的夹层，沿固定锥筒内壁下降并汇入灰斗，无尘气体则沿锥筒轴线螺旋上升（内旋流），从出风口流出，完成气体与尘粒的分离。尘粒进入夹层，与固定锥筒碰撞反弹的尘粒被旋转的活动锥筒挡住，避免尘粒返入旋风场，从而实现低风速、高效捕获细微尘粒，尤其是危害人体健康的PM2.5以上尘粒。本实用新型具有装置简单、易制造、维护方便、工作噪音低等优点，适用于家庭、商场、办公室以及工业生产等需要洁净气体或尘气分离的场合。

Description

一种双锥筒旋风除尘装置

技术领域

本发明涉及一种双锥筒旋风除尘装置，主要涉及旋风除尘空气净化装置，可以应用于分离气体中的微小尘粒。

背景技术

自1886年摩尔斯(Morse)的旋风除尘器申请专利并投入使用以来，已广泛应用于工业中，旋风除尘器的工作过程是：含尘气流从进气口以较高的切向速度(一般为12~25m/s)进入旋风除尘器圆筒部分后，气流从直线运动变为圆周运动，沿内外圆筒间的环路空间和锥体部位做自上而下的螺旋线运动，形成外旋流；气流在旋转过程中尘粒产生的离心力使尘粒甩向器壁；尘粒与器壁接触而失去惯性力，在重力作用下沿壁面下落，与气体分离，最后经锥体底部进入集灰筒内；当气流到达圆锥体某一位置时，形成一股由下转上的螺旋线运动，即内旋流；最后净化的气体经排气管排出，一部分未被捕集的尘粒也由此逃逸。为提高旋风除尘器的除尘效率，现有的技术措施有：采用入口螺旋导向强制形成螺旋风、在圆筒部分的内壁面或外壁面铸制螺旋导流槽，或通过焊接或其它固定措施得到连续的螺旋筋条或导流条，达到增加摩擦阻力，减少风阻，同时增加尘气离心力，减少串流或抑制二次反灰，提高除尘效果；安装带螺旋片的中心轴去除积留在筒壁的尘粒、卧式中心轴上带螺旋和增加水膜的方式来除去空气中和停留在筒壁的尘粒；双层旋风除尘是在圆筒部分增加筛网，改变夹层风场提高除尘效率，等。这些技术措施均是在已有旋风除尘原理的基础上，通过改进筒体结构来提高旋风除尘的效率。分析和实践表明，由于旋风除尘器的工作原理限制，能有效处理5微米以上尘粒，增加后级过滤设备或采用在可旋转的锥筒体上增加螺旋槽、水膜或喷淋等措施可以提高除去2.5微米以上尘粒的效率，但后级过滤维护不便、主动螺旋锥体的“接”尘方式在不使用液膜时，其除尘效率将下降，同时，螺旋锥体制作难度大，与其它部件间密封要求高。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明提供一种双锥筒旋风除尘装置，通过锥形筒体上的细长槽，使尘粒进入夹层，旋转的活动锥筒增加了尘粒进入夹层的机率和挡住了固定锥筒壁反弹的尘粒，避免尘粒再次进入旋风场，同时改变了含尘气流与锥形壁相对风速，使尘粒很快失去速度。夹层中喷液可以清洗锥筒壁和加快尘粒的下降速度，也不影响原有旋风场。本发明解决了现有技术中存在的不足，能有效去除或分离尘气中大于1.5微米的尘粒，尤其是危害人体健康的PM2.5尘粒，提高了尘气的分离效率，尘气浓度适应面广，可以采用低风速除尘，噪音大幅降低。

本发明的一种双锥筒旋风除尘装置，包括：旋风除尘器1、回转轴承2、活动锥筒3、固定锥筒4、风道箱5、集尘槽6；所述旋风除尘器1固定在风道箱5中，回转轴承2的外圈固定在旋风除尘器1的外筒体上，活动锥筒3固定在回转轴承2的内圈上，固定锥筒4通过回转轴承2的外圈与旋风除尘器1的外筒体密封固接，集尘槽6固定在旋风除尘器1的灰斗之下；所述活动锥筒3与固定锥筒4同轴，活动锥筒转速为10~120转/分；所述活动锥筒3上有多条细长且可以不连续的螺旋通槽，切槽面积不大于活动锥筒3表面积的5%，单条槽宽b小于3mm；所述集尘槽6内可装液体或其它密封材料，阻止空气从旋风除尘器1的灰斗端逸出。

优选地，设旋风除尘器1的外筒体直径为D，则活动锥筒3的大头尺寸等于D，小头尺寸D_d为0.3~0.4D，锥筒长度H为1.8~2.4D，活动锥筒3与固定锥筒4之间所形成的夹层H₁大于3mm。

优选地，活动锥筒3与固定锥筒4的夹层间，可以安装喷嘴来清洗活动锥筒3、固定锥筒4等筒体的壁面，湿润的液膜也有利于吸附尘粒和加快尘粒下降速度。

优选地，风道箱5可以与旋风除尘器1的入风口匹配成风道，也可以在风道箱5内安装多套旋风除尘装置来增大处理风量。

可见，本发明的一种双锥筒旋风除尘装置，改变了旋风除尘器需要较高的进风速度来增加尘粒的离心力，靠尘粒失去动力后下降的工作原理。当尘气旋到活动锥筒时，离心力使尘粒从活动锥筒的细长通槽穿过，进入两锥筒形成的夹层，沿固定锥筒内壁下降并汇入灰斗；尘粒进入夹层后，旋转的活动锥筒挡住了从固定锥筒内壁反弹的尘粒，避免尘粒被再次吹入旋风场，夹层中平稳的流场也有利于尘粒的顺利下降。本发明具有装置简单、易制造、维护方便、工作噪音低等优点，适用于家庭、商场、办公室以及工业生产等需要洁净气体或尘气分离的场合。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著进步：离心力使尘粒从活动锥筒的细长通槽穿过，旋转的活动锥筒增加了尘粒进入夹层的机率和挡住了固定锥筒壁反弹的尘粒，将尘粒关在夹层中，避免再次进入旋风场，除尘效率高，浓度适应面广，制造、维护简单方便，容易密封，实现了低风速除尘，大幅降低旋风除尘器工作时的噪音。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图

图2为本发明的水平截面示意图

图3为本发明的锥体夹层局部结构示意图

图4为本发明的实施例结构示意图

图中：

1－旋风除尘器 2－回转轴承 3－活动锥筒 4－固定锥筒 5－风道箱 6－集尘槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明的一种双锥筒旋风除尘装置，包括：旋风除尘器1、回转轴承2、活动锥筒3、固定锥筒4、风道箱5、集尘槽6。

当含尘气流从尘气入口进入风道箱5后，通过旋风除尘器上对称的2个进风口进入筒体上部，形成外旋流沿筒体螺旋下降，气流在经过活动锥筒3的内表面时，尘粒在离心力作用下从活动锥筒3上的细长槽穿过，进入活动锥筒3与固定锥筒4形成的夹层中，因活动锥筒3在缓慢旋转，阻止了尘粒因固定锥筒4的反弹再次穿过细长槽进入螺旋旋风场，同时也减少了尘粒相互碰撞的机会，加速了尘粒的收集；不连续的螺旋通槽可以增加活动锥筒的刚度，便于采用薄板材料制造。关在夹层中的尘粒在重力作用下，沿固定锥筒4内壁下降，最终进入集尘槽6。活动锥筒3小头与短的中心轴连接，使用软轴穿过集尘槽6与驱动电机连接，实现活动锥筒3的旋转。可以在夹层上部加装喷头，清洗或加速尘粒下降速度。旋风除尘器的外部与风道箱5是固定连接的，因而密封方便可靠，集尘槽6中加装的液体可以起到密封的作用，避免含尘气体从灰斗下部逸出。灰斗下面也可以采用其它方式密封。

如图2所示，采用公知的对称双入风口的旋风除尘器，有利于内部风场的稳定，风道箱5方便了不同风机与旋风除尘器的匹配，接口灵活，也可以在风道箱5内安装多套旋风除尘装置来增大处理风量。

如图3所示，回转轴承2的外圈由2个零件组成，固定在旋风除尘器1的外筒体上，活动锥筒3固定在回转轴承2的内圈上，固定锥筒4通过回转轴承2的外圈与旋风除尘器1的外筒体密封固接，从而达到活动锥筒3与固定锥筒4同轴和在密闭的腔体内旋转的目的。

如图4所示，将回转轴承2安装在出风口位置，出风口由可以相对转动的2层圆筒构成，转动出风口与回转轴承2的内圈固接，回转轴承2的外圈与固定出风口固接，转动出风口与活动锥筒3通过几条筋固接，活动锥筒3下部通过固定锥筒4上的几个支点支撑。本实施例将活动锥筒3的驱动装置安装在除尘器出风口，制造安装方便，但转动出风口与活动锥筒3的连接筋对旋风流场有一定的影响。

对本发明中的旋风筒直径为125mm的双锥筒旋风除尘装置进行了数值计算，按照本发明的参数建立分析模型，其中尘气入口尺寸为148×68，采用对称双进气口，求解和边界设置为：采用标准k-ε湍流模型，近壁面采用标准壁面函数；设置气体为空气，DPM粒子为沙粒，考虑到已证明旋风除尘能对10微米以上颗粒有效分离，故设置颗粒直径为1、1.5、2.5、5微米4种，每种颗粒从尘气入口流入789颗；活动锥筒转速60rpm，尘气法向入口风速10m/s。多次计算结果表明，本发明双锥筒旋风除尘装置有明显的除尘或尘气分离效果，其中一组计算数据如下：5、2.5、1.5、1微米颗粒分别被捕捉789、556、286、175颗，单次的捕捉率分别为：100%、70.4%、36.2%、22.2%，可见，本发明能有效分离出尘气中大于1.5微米的尘粒，尤其是危害人体健康的PM2.5尘粒，尘气浓度适应面广，可以采用低风速除尘，噪音大幅降低。

虽然已经对本发明的优选实施例进行了详细的描述和说明，但是本发明并不局限于此。应当知道，本领域的技术人员可以在不背离本发明的精神和原理的条件下进行多种修改和变化，而不脱离其由权利要求书所限定的本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种双锥筒旋风除尘装置，包括：旋风除尘器(1)、回转轴承(2)、活动锥筒(3)、固定锥筒(4)、风道箱(5)、集尘槽(6)；所述旋风除尘器(1)固定在风道箱(5)中，回转轴承(2)的外圈固定在旋风除尘器(1)的外筒体上，活动锥筒(3)固定在回转轴承(2)的内圈上，固定锥筒(4)通过回转轴承(2)的外圈与旋风除尘器(1)的外筒体密封固接，集尘槽(6)固定在旋风除尘器(1)的灰斗之下；所述活动锥筒(3)与固定锥筒(4)同轴，活动锥筒转速为10~120转/分；所述活动锥筒(3)上有多条细长且可以不连续的螺旋通槽，切槽面积不大于活动锥筒(3)表面积的5%，单条槽宽b小于3mm；所述集尘槽(6)内可装液体或其它密封材料，阻止空气从旋风除尘器(1)的灰斗端逸出。

2.根据权利要求1所述的一种双锥筒旋风除尘装置，其特征在于：设旋风除尘器(1)的外筒体直径为D，则活动锥筒(3)的大头尺寸等于D，小头尺寸D_d为0.3~0.4D，锥筒长度H为1.8~2.4D，活动锥筒(3)与固定锥筒(4)之间所形成的夹层H₁大于3mm。

3.根据权利要求1所述的一种双锥筒旋风除尘装置，其特征在于：活动锥筒(3)与固定锥筒(4)的夹层间，可以安装喷嘴来清洗活动锥筒(3)、固定锥筒(4)等筒体的壁面，湿润的液膜也有利于吸附尘粒和加快尘粒下降速度。

4.根据权利要求1所述的一种双锥筒旋风除尘装置，其特征在于：风道箱(5)可以与旋风除尘器(1)的入风口匹配成风道，也可以在风道箱(5)内安装多套旋风除尘装置来增大处理风量。