CN215427783U - 可调整分离效率的旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可调整分离效率的旋风分离器，其中顶板的中部开设有开孔，其上竖向设置有固定管，安装件套接在排气管外并可拆卸安装在固定管的顶端上，三角扰流叶片竖向设置在排气管的下端的外侧面上，2个以上直角扰流叶片环绕排气管的下端的外侧面的周向均匀分布；倒锥形长锥体包括可拆卸安装的锥体上部和锥体下部，阻旋器的倒锥形短锥体插设在锥体下部中，倒锥形短锥体和倒锥形长锥体具有相同的半锥角α，阻旋器的三角阻旋片竖向设置在倒锥形短锥体的内侧面上，2个以上三角阻旋片环绕倒锥形短锥体的内侧面的周向均匀分布。本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器能够调整分离效率，适应性宽，性能可靠，且调整简单方便，调整成本低。

Description

可调整分离效率的旋风分离器

技术领域

本实用新型涉及化学工程非均相气固分离技术领域，特别涉及旋风分离器技术领域，具体是指一种可调整分离效率的旋风分离器。

背景技术

旋风分离器因其具有结构简单、无运动部件、分离效率高、维修方便、造价低且能在高温高压等恶劣工况条件下持久稳定工作等优点，已广泛地应用于化工、石油、煤化工、环保、电力、冶金、水泥及食品等工业领域。

但是实际工业生产中，有时候会遇到要求限制旋风分离器效率或要求可调整并降低旋风分离器效率的特殊工艺，比如化工行业有机硅单体流化床反应装置中，由于其反应极为复杂且副反应较多，如果旋风分离器效率过高，会将一些副反应产物颗粒(如细微的炭黑颗粒等)亦收集下来，而大量炭黑的存在对反应产品转化率的提高是非常不利的，必须降低旋风的分离效率特别是降低对细微炭黑颗粒的除尘效率，因此需要调整旋风效率并寻找出最佳反应操作条件。又比如目前许多的循环流化床锅炉通过配煤参烧的方式来利用劣质燃料(煤泥、煤矸石及油页岩等)，导致锅炉实际运行过程中的燃料来源非常复杂，而锅炉配套的旋风分离器分离效率过高后，就容易造成稳燃困难、水冷壁磨损严重和燃烬性差等问题。通常上述工况中旋风分离器一般效率都相对固定，如需调整效率就必须对旋风分离器重新设计并制造，这显然是不合理且不经济的。因此开发并设计一种可调整分离效率的旋风分离器具有重要的实际工程应用意义。

中国实用新型专利“一种分离效率可调式分离器”(授权公布号：CN210333043U)公开了一种分离效率可调式分离器，该旋风分离器包括空气出口、旋风筒体、旋风锥体、补气管、排料口和含尘空气进口。其补气管位于锥体底部，通过调节外部补入的压缩空气来影响旋风内旋流进而实现对效率的调整。这种方法虽然简单但也存在以下不足：1)对旋风内部流场干扰过大，易将大颗粒连同细颗粒一起导出旋风出口，从而旋风失去颗粒分级分离的功能；2)引用外部压缩空气不适用于大多数化工生产工艺，生产系统通常不允许外部气体介质进入旋风，比如内部气体介质为易燃易爆工况，通入压缩空气显然行不通；3)通常化工生产操作都是在一定温度和压力下操作的，冷态的外部气体通入旋风锥体可能会导致锥体内部工艺气体中高沸物因局部温度过低而变成液体析出，此时会影响旋风内部粉尘排料的通畅性，严重时旋风会因堵塞而无法排料。

中国发明专利申请“一种效率可调的切轴流组合反转式旋风分离器”(申请公布号：CN 112275458A)公开了一种旋风分离器，包括：切向进气管道、圆柱筒体、圆锥筒体、固定中心筒、集料管、排气管、扰流管、轴向进气装置和高度调节装置，通过高度调节装置改变中心筒上升和下降来改变旋风效率，亦可通过扰流管通入气体改变旋风效率。该发明虽然可以提高或降低旋风的分离效率，但仍然存在以下不足：1)由于轴向进气装置和高度调节装置比较复杂，调节机构易出故障，不适用高温、带压、磨损或有腐蚀工况场合；2)扰流管对旋风内部流场干扰过大，易将大颗粒连同细颗粒一起导出旋风出口，从而旋风失去颗粒分级分离的功能。

因此，希望提供一种可调整分离效率的旋风分离器，其能够调整分离效率，适应性宽，性能可靠，且调整简单方便，调整成本低。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中的缺点，本实用新型的一个目的在于提供一种可调整分离效率的旋风分离器，其能够调整分离效率，适应性宽，性能可靠，且调整简单方便，调整成本低，适于大规模推广应用。

本实用新型的另一目的在于提供一种可调整分离效率的旋风分离器，其设计巧妙，结构简洁，制造简便，制造成本低，适于大规模推广应用。

为达到以上目的，本实用新型提供一种可调整分离效率的旋风分离器，包括旋风进口、顶板、排气管、筒体、倒锥形长锥体和中间灰斗，所述筒体和所述排气管均竖向设置且相互同轴线设置，所述旋风进口水平环绕在所述筒体的上端外并与所述的筒体的上端切向连接，所述顶板设置在所述筒体的顶端上，所述排气管的中部竖向插设在所述顶板中，所述排气管的下端位于所述筒体内，所述排气管的上端裸露在所述顶板上，所述筒体的底端设置在所述倒锥形长锥体的顶端上，所述倒锥形长锥体的底端设置在所述中间灰斗的顶端上，所述中间灰斗的底端为排料口，其特点是，

所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括固定管、安装件、三角扰流叶片和阻旋器，所述顶板的中部开设有开孔，所述固定管竖向设置，所述固定管的底端设置在所述开孔的外周边缘上，所述开孔和所述固定管均与所述筒体同轴线设置，所述安装件套接在所述排气管外并可拆卸安装在所述固定管的顶端上，所述三角扰流叶片竖向设置在所述的排气管的下端的外侧面上，所述三角扰流叶片为直角扰流叶片，所述直角扰流叶片的其中一条直角边竖向设置并贴合所述的排气管的下端的外侧面，所述直角扰流叶片的另一条直角边水平设置并与所述排气管的底端齐平且沿所述排气管的径向从所述的排气管的下端的外侧面向外延伸设置，2个以上所述直角扰流叶片环绕所述的排气管的下端的外侧面的周向均匀分布；

所述阻旋器包括倒锥形短锥体和三角阻旋片，所述倒锥形长锥体包括锥体上部与锥体下部，所述的筒体的底端设置在所述锥体上部的顶端上，所述锥体上部的底端可拆卸安装在所述锥体下部的顶端上，所述锥体下部的底端可拆卸安装在所述的中间灰斗的顶端上，所述倒锥形短锥体插设在所述锥体下部中，所述倒锥形短锥体和所述倒锥形长锥体具有相同的半锥角α，所述三角阻旋片竖向设置在所述倒锥形短锥体的内侧面上，所述三角阻旋片的其中一条边竖向倾斜设置并贴合所述的倒锥形短锥体的内侧面，所述三角阻旋片的另一条边水平设置并与所述倒锥形短锥体的底端齐平且沿所述倒锥形短锥体的径向从所述的倒锥形短锥体的内侧面向内延伸设置，2个以上所述三角阻旋片环绕所述的倒锥形短锥体的内侧面的周向均匀分布。

较佳地，所述直角扰流叶片的斜边与所述其中一条直角边的夹角β为15°～45°，所述另一条直角边的外端所在圆的直径D3小于所述固定管的内径D1，所述直径D3与所述排气管的直径D2的比值为1.1～1.35，所述直径D2与所述筒体的直径D0的比值为0.25～0.60，所述的排气管的底端至所述安装件的距离h与所述固定管的高度h’之差与所述筒体的高度H0的比值为0～0.75。

较佳地，所述半锥角α为5°～13°，所述锥体下部的高度H2和所述锥体上部的高度H1的比值为0.20～0.35，所述的倒锥形短锥体的底端的直径D5和所述另一条边的内端所在圆的直径D4的比值为2.0～8.0，所述倒锥形短锥体的高度H3和所述高度H2的比值为0.33～0.50。

较佳地，所述三角扰流叶片的数目为3个、4个或6个。

较佳地，所述三角阻旋片的数目为3个、4个或6个。

较佳地，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括管法兰，所述安装件为安装法兰，所述管法兰设置在所述的固定管的顶端上，所述安装法兰套接在所述排气管外并可拆卸安装在所述管法兰上。

较佳地，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括锥体上法兰和锥体下法兰，所述锥体上法兰设置在所述的锥体上部的底端上，所述锥体下法兰设置在所述的锥体下部的顶端上，所述锥体上法兰可拆卸安装在所述锥体下法兰上。

较佳地，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括连接上法兰和连接下法兰，所述连接上法兰设置在所述的锥体下部的底端上，所述连接下法兰设置在所述的中间灰斗的顶端上，所述连接上法兰可拆卸安装在所述连接下法兰上。

较佳地，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括出口法兰，所述出口法兰设置在所述排气管的顶端上。

较佳地，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括排料法兰，所述排料法兰设置在所述排料口上。

本实用新型的有益效果主要在于：

1、本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器的顶板的中部开设有开孔，固定管竖向设置，底端设置在开孔的外周边缘上，开孔和固定管均与筒体同轴线设置，安装件套接在排气管外并可拆卸安装在固定管的顶端上，三角扰流叶片竖向设置在排气管的下端的外侧面上，2个以上直角扰流叶片环绕排气管的下端的外侧面的周向均匀分布；倒锥形长锥体包括可拆卸安装的锥体上部与锥体下部，阻旋器的倒锥形短锥体插设在锥体下部中，倒锥形短锥体和倒锥形长锥体具有相同的半锥角α，阻旋器的三角阻旋片竖向设置在倒锥形短锥体的内侧面上，2个以上三角阻旋片环绕倒锥形短锥体的内侧面的周向均匀分布，因此，通过更换排气管和阻旋器，其能够调整分离效率，适应性宽，性能可靠，且调整简单方便，调整成本低，适于大规模推广应用。

2、本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器的顶板的中部开设有开孔，固定管竖向设置，底端设置在开孔的外周边缘上，开孔和固定管均与筒体同轴线设置，安装件套接在排气管外并可拆卸安装在固定管的顶端上，三角扰流叶片竖向设置在排气管的下端的外侧面上，2个以上直角扰流叶片环绕排气管的下端的外侧面的周向均匀分布；倒锥形长锥体包括可拆卸安装的锥体上部与锥体下部，阻旋器的倒锥形短锥体插设在锥体下部中，倒锥形短锥体和倒锥形长锥体具有相同的半锥角α，阻旋器的三角阻旋片竖向设置在倒锥形短锥体的内侧面上，2个以上三角阻旋片环绕倒锥形短锥体的内侧面的周向均匀分布，因此，其设计巧妙，结构简洁，制造简便，制造成本低，适于大规模推广应用。

本实用新型的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和附图得以充分体现，并可通过实用新型内容中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器的一具体实施例的主视剖视示意图。

图2是图1所示的具体实施例的安装件、排气管、三角扰流叶片和出口法兰的组件的主视剖视示意图。

图3是图1所示的具体实施例的排气管和三角扰流叶片的组件的俯视示意图。

图4是本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器的另一具体实施例的排气管和三角扰流叶片的组件的俯视示意图。

图5是本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器的又一具体实施例的排气管和三角扰流叶片的组件的俯视示意图。

图6是图1所示的具体实施例的阻旋器的主视剖视示意图。

图7是图1所示的具体实施例的阻旋器的俯视示意图。

图8是本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器的另一具体实施例的阻旋器的俯视示意图。

图9是本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器的又一具体实施例的阻旋器的俯视示意图。

图10是各个不同的阻旋值条件下旋风分离器的效率比较示意图。

图11是各个不同的阻旋值条件下旋风分离器的阻力比较示意图。

(符号说明)

1旋风进口；2顶板；3排气管；4筒体；5倒锥形长锥体；6中间灰斗；7固定管；8安装件；9三角扰流叶片；10阻旋器；11排料口；12开孔；13倒锥形短锥体；14三角阻旋片；15锥体上部；16锥体下部；17管法兰；18安装法兰；19锥体上法兰；20锥体下法兰；21连接上法兰；22连接下法兰；23出口法兰；24排料法兰。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

请参见图1～图3、图6和图7所示，在本实用新型的一具体实施例中，本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器包括旋风进口1、顶板2、排气管3、筒体4、倒锥形长锥体5、中间灰斗6、固定管7、安装件8、三角扰流叶片9和阻旋器10，其中：

所述筒体4和所述排气管3均竖向设置且相互同轴线设置，所述旋风进口1水平环绕在所述筒体4的上端外并与所述的筒体4的上端切向连接，所述顶板2设置在所述筒体4的顶端上，所述排气管3的中部竖向插设在所述顶板2中，所述排气管3的下端位于所述筒体4内，所述排气管3的上端裸露在所述顶板2上，所述筒体4的底端设置在所述倒锥形长锥体5的顶端上，所述倒锥形长锥体5的底端设置在所述中间灰斗6的顶端上，所述中间灰斗6的底端为排料口11；

所述顶板2的中部开设有开孔12，所述固定管7竖向设置，所述固定管7的底端设置在所述开孔12的外周边缘上，所述开孔12和所述固定管7均与所述筒体4同轴线设置，所述安装件8套接在所述排气管3外并可拆卸安装在所述固定管7的顶端上，所述三角扰流叶片9竖向设置在所述的排气管3的下端的外侧面上，所述三角扰流叶片9为直角扰流叶片，所述直角扰流叶片的其中一条直角边竖向设置并贴合所述的排气管3的下端的外侧面，所述直角扰流叶片的另一条直角边水平设置并与所述排气管3的底端齐平且沿所述排气管3的径向从所述的排气管3的下端的外侧面向外延伸设置，2个以上所述直角扰流叶片环绕所述的排气管3的下端的外侧面的周向均匀分布；

所述阻旋器10包括倒锥形短锥体13和三角阻旋片14，所述倒锥形长锥体5包括锥体上部15与锥体下部16，所述的筒体4的底端设置在所述锥体上部15的顶端上，所述锥体上部15的底端可拆卸安装在所述锥体下部16的顶端上，所述锥体下部16的底端可拆卸安装在所述的中间灰斗6的顶端上，所述倒锥形短锥体13插设在所述锥体下部16中，所述倒锥形短锥体13和所述倒锥形长锥体5具有相同的半锥角α，所述三角阻旋片14竖向设置在所述倒锥形短锥体13的内侧面上，所述三角阻旋片14的其中一条边竖向倾斜设置并贴合所述的倒锥形短锥体13的内侧面，所述三角阻旋片14的另一条边水平设置并与所述倒锥形短锥体13的底端齐平且沿所述倒锥形短锥体13的径向从所述的倒锥形短锥体13的内侧面向内延伸设置，2个以上所述三角阻旋片14环绕所述的倒锥形短锥体13的内侧面的周向均匀分布。

所述直角扰流叶片的斜边与所述其中一条直角边的夹角β可以为任何合适的角度，所述另一条直角边的外端所在圆的直径D3通常小于所述固定管7的内径D1，所述直径D3与所述排气管3的直径D2的比值可以为任何合适大小的数值，所述直径D2与所述筒体4的直径D0的比值可以为任何合适大小的数值，所述的排气管3的底端至所述安装件8的距离h与所述固定管7的高度h’之差与所述筒体4的高度H0的比值可以为任何合适大小的数值，较佳地，所述直角扰流叶片的斜边与所述其中一条直角边的夹角β为15°～45°，所述另一条直角边的外端所在圆的直径D3小于所述固定管7的内径D1，所述直径D3与所述排气管3的直径D2的比值D3/D2为1.1～1.35，所述直径D2与所述筒体4的直径D0的比值D2/D0为0.25～0.60，所述的排气管3的底端至所述安装件8的距离h与所述固定管7的高度h’之差与所述筒体4的高度H0的比值(h-h’)/H0为0～0.75。在本实用新型的一具体实施例中，所述直角扰流叶片的斜边与所述其中一条直角边的夹角β为30°，所述另一条直角边的外端所在圆的直径D3小于所述固定管7的内径D1，所述直径D3与所述排气管3的直径D2的比值为1.2，所述直径D2与所述筒体4的直径D0的比值为0.40，所述的排气管3的底端至所述安装件8的距离h与所述固定管7的高度h’之差与所述筒体4的高度H0的比值为0.5。在本实用新型的另一具体实施例中，所述直角扰流叶片的斜边与所述其中一条直角边的夹角β为15°，所述另一条直角边的外端所在圆的直径D3小于所述固定管7的内径D1，所述直径D3与所述排气管3的直径D2的比值为1.1，所述直径D2与所述筒体4的直径D0的比值为0.25，所述的排气管3的底端至所述安装件8的距离h与所述固定管7的高度h’之差与所述筒体4的高度H0的比值为0。在本实用新型的又一具体实施例中，所述直角扰流叶片的斜边与所述其中一条直角边的夹角β为45°，所述另一条直角边的外端所在圆的直径D3小于所述固定管7的内径D1，所述直径D3与所述排气管3的直径D2的比值为1.35，所述直径D2与所述筒体4的直径D0的比值为0.60，所述的排气管3的底端至所述安装件8的距离h与所述固定管7的高度h’之差与所述筒体4的高度H0的比值为0.75。

所述半锥角α可以为任何合适的角度，所述锥体下部16的高度H2和所述锥体上部15的高度H1的比值可以为任何合适大小的数值，所述的倒锥形短锥体13的底端的直径D5和所述另一条边的内端所在圆的直径D4的比值可以为任何合适大小的数值，所述倒锥形短锥体13的高度H3和所述高度H2的比值可以为任何合适大小的数值。较佳地，所述半锥角α为5°～13°，所述锥体下部16的高度H2和所述锥体上部15的高度H1的比值H2/H1为0.20～0.35，所述的倒锥形短锥体13的底端的直径D5和所述另一条边的内端所在圆的直径D4的比值(即阻旋值)D5/D4为2.0～8.0，所述倒锥形短锥体13的高度H3和所述高度H2的比值H3/H2为0.33～0.50。在本实用新型的一具体实施例中，所述半锥角α为8°，所述锥体下部16的高度H2和所述锥体上部15的高度H1的比值为0.25，所述的倒锥形短锥体13的底端的直径D5和所述另一条边的内端所在圆的直径D4的比值为4.0，所述倒锥形短锥体13的高度H3和所述高度H2的比值为0.40。在本实用新型的另一具体实施例中，所述半锥角α为5°，所述锥体下部16的高度H2和所述锥体上部15的高度H1的比值为0.20，所述的倒锥形短锥体13的底端的直径D5和所述另一条边的内端所在圆的直径D4的比值为2.0，所述倒锥形短锥体13的高度H3和所述高度H2的比值为0.33。在本实用新型的又一具体实施例中，所述半锥角α为13°，所述锥体下部16的高度H2和所述锥体上部15的高度H1的比值为0.35，所述的倒锥形短锥体13的底端的直径D5和所述另一条边的内端所在圆的直径D4的比值为8.0，所述倒锥形短锥体13的高度H3和所述高度H2的比值为0.50。

所述三角扰流叶片9的数目可以根据需要确定，较佳地，所述三角扰流叶片9的数目为3个、4个或6个。请参见图3所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述三角扰流叶片9的数目为4个。请参见图4所示，在本实用新型的另一具体实施例中，所述三角扰流叶片9的数目为3个。请参见图5所示，在本实用新型的又一具体实施例中，所述三角扰流叶片9的数目为6个。

所述三角阻旋片14的数目可以根据需要确定，较佳地，所述三角阻旋片14的数目为3个、4个或6个。请参见图7所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述三角阻旋片14的数目为4个。请参见图8所示，在本实用新型的另一具体实施例中，所述三角阻旋片14的数目为3个。请参见图9所示，在本实用新型的又一具体实施例中，所述三角阻旋片14的数目为6个。

所述安装件8可拆卸安装在所述固定管7的顶端上可以采用任何合适的结构，请参见图1～图2所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括管法兰17，所述安装件8为安装法兰18，所述管法兰17设置在所述的固定管7的顶端上，所述安装法兰18套接在所述排气管3外并可拆卸安装在所述管法兰17上。

所述锥体上部15的底端可拆卸安装在所述锥体下部16的顶端上可以采用任何合适的结构，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括锥体上法兰19和锥体下法兰20，所述锥体上法兰19设置在所述的锥体上部15的底端上，所述锥体下法兰20设置在所述的锥体下部16的顶端上，所述锥体上法兰19可拆卸安装在所述锥体下法兰20上。

所述锥体下部16的底端可拆卸安装在所述的中间灰斗6的顶端上可以采用任何合适的结构，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括连接上法兰21和连接下法兰22，所述连接上法兰21设置在所述的锥体下部16的底端上，所述连接下法兰22设置在所述的中间灰斗6的顶端上，所述连接上法兰21可拆卸安装在所述连接下法兰22上。

所述的可调整分离效率的旋风分离器还可以包括其它任何合适的构成，请参见图1～图2所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括出口法兰23，所述出口法兰23设置在所述排气管3的顶端上。

所述的可调整分离效率的旋风分离器还可以包括其它任何合适的构成，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括排料法兰24，所述排料法兰24设置在所述排料口11上。

本实用新型的工作原理是：

含有固体颗粒的气体进入可调整分离效率的旋风分离器后，通过旋风进口1切向进入筒体4，气流随之发生旋转，沿着筒体4的器壁由上而下旋转(即外旋流)，到达锥体下部16区域时，气流逐渐转变为沿着旋风中心轴线向上旋转(即内旋流)，净化后气体最后由排气管3排出；而固体颗粒会在离心力的作用下甩向分离器器壁，固体颗粒在重力的作用和气流的带动下沿着器壁落入中间灰斗6，固体颗粒最后经排料口11排出分离器。

由于需要限制甚至是降低旋风分离器的效率，本实用新型首先设置了可拆型的排气管3，排气管3的安装件8可拆卸安装在固定管7上，能够方便拆卸并更换，提供更换不同的排气管3，可以调整排气管3的插入深度和三角扰流叶片9的直径范围，可以强化环形空间的纵向环流和排气管3的下端处短路流；其次设置了阻旋器10，阻旋器10位于锥体下部16内，锥体下部16的顶端和底端均可拆卸安装，方便拆卸，提供更换不同的阻旋器10，可以调整阻旋器10的三角阻旋片14的直径范围，可以显著影响主旋流(包含内旋流和外旋流)的流场；上述结构可以使处于气体旋转流场中的固体颗粒能够分级地和逐步地进入旋风内旋流，促进对已回收固体颗粒中相对细小粉尘的二次夹带，在相同条件下对旋风分离器的分离效率具有明显压制作用，可大幅降低旋风分离器的分离效率而其阻力基本保持不变。

参照国际净化空气会议提出的代表性试验粉尘——平均粒径为18.7μm的滑石粉，在两者都设定旋风分离器直径为Φ1200mm的相同条件下,本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器与正常设计的旋风分离器作了旋风性能对比测试。

测试工况条件：

气体介质：空气(常温常压下)

处理气量：Q＝17600m³/h(操作态)——旋风进口1气速V＝18.34m/s

固体粉尘：滑石粉

粉尘密度：ρ＝2720kg/m³

进口粉尘浓度：Cin＝12～15g/m³

颗粒粒度分布：体积频率分布(MALVERN激光测粒仪测定)

本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器仅在锥体下部16内设置了一个阻旋器10，阻旋器10中的倒锥形短锥体13的底端的直径D5与三角阻旋片14的另一条边的内端所在圆的直径D4的比值(即阻旋值)D5/D4在2.0～8.0范围内逐步变化，其余结构与正常设计的旋风分离器保持完全一致。

测试结果：

1、各个不同的阻旋值条件下旋风分离器的效率比较图。测定结果参看图10，由图10可知，随着阻旋值逐步增大，本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器与正常设计的旋风分离器相比效率单调下降，下降幅度1.5～31.0％。由此可见阻旋器10对旋风分离器的效率影响非常显著，对效率的调整十分有效。

2、各个不同的阻旋值条件下旋风分离器的阻力比较图。测定结果参看图11，由图11可知，随着阻旋值逐步增大，本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器与正常设计的旋风分离器相比阻力略微上升，上升幅度0.3～1.1％。由此可见阻旋器10对旋风分离器的阻力影响很小，基本可以忽略不计。

由于实际工业生产中，会遇到要求限制旋风分离器效率或要求可调整并降低旋风分离器效率的特殊工艺。因此，本实用新型提供一种适应性更宽、性能更为可靠的可调整分离效率的旋风分离器。

提高旋风分离器性能一直是国内外科研人员的追求目标，而在一些特殊工况却需要限制甚至是降低旋风分离器效率，采用的方法当然还是从旋风分离器的内部流场着手，旋风分离器内部除了主旋流(包含内旋流和外旋流)之外，二次涡流在旋风分离器内部普遍存在，它由轴向速度νz与径向速度νr构成，二次涡流会导致分离器内部固体颗粒严重“返混”，二次涡流对旋风分离器的性能尤其是对分离效率影响较大。主要的几处局部二次涡流是：1)环形空间的纵向环流；2)排气管下口处短路流；3)气流旋转中心偏离设备几何中心，即偏流或不对称流；4)内旋流不稳定，旋流中心存在“摆尾”运动，即旋进涡核现象。因此如果要限制或降低旋风分离器效率，强化内部二次涡流、增加固体颗粒“返混”的方法即是限制或降低旋风分离效率的方向。

因此，针对需要限制甚至是降低旋风分离器效率的特殊要求，本实用新型提出了以下新颖独特的解决方法和结构。

1)可拆型出口管(排气管+安装件)强化“纵向环流”和“短路流”。

本实用新型的可拆型出口管首先具有可调整插入深度的排气管，对于筒锥式旋风分离器而言，排气管插入旋风内部越深(但不超过锥体)，旋风分离器分离效率越高，因此只要逐步缩短排气管长度，促进旋风内部“短路流”发生强度，就能逐步降低旋风分离器效率。其次可拆型出口管具有可变更其直径的排气管，对于筒锥式旋风分离器而言，排气管直径越大，旋风分离器分离效率越低，因此只要逐步增加排气管直径，亦能促进旋风内部“短路流”发生强度，即可逐步降低旋风分离器效率。此外，为了增加“纵向环流”产生幅度，可拆型出口管在排气管下部均匀设置了多个三角扰流叶片，这些三角扰流叶片破坏了内旋流流场，可以激发“纵向环流”和“短路流”产生，而且随着三角扰流叶片的直径范围逐步增大，这些二次涡流的产生愈加强烈，会大幅降低旋风分离器效率。通过简单改变旋风筒体内部可拆型出口管的形状，就能对旋风的效率逐步作出单调下降的调整，完全适用于高温、带压、磨损或有腐蚀工况场合。

2)阻旋器促进旋进涡核现象，引起底部气流大幅二次夹带。

本实用新型的阻旋器具有可调整的三角阻旋片，对于筒锥式旋风分离器而言，当内部旋转气流到达锥体下端某一位置时，会以相同的旋转方向从分离器中部，由下而上继续做旋转流动，阻旋器即放置在这个位置附近，由于三角阻旋片的存在，原有被离心力甩至器壁的颗粒被阻挡并弹跳至中心，逐步地且分级地进入旋风内旋流，促进了对已回收颗粒中相对细小颗粒的二次夹带，这些颗粒重新卷入中心旋转气体，即被内旋流二次夹带而逃逸至出口。而且随着三角阻旋片的直径范围逐步减小(即阻旋值在2.0～8.0范围内逐步增大)，这种二次夹带现象愈加强烈，会造成旋风分离器的效率大幅降低。因此通过简单改变旋风锥体内部阻旋器的形状，亦能对旋风的效率逐步作出单调下降的调整，同样完全适用于高温、带压、磨损或有腐蚀工况场合。

本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器采用了上述两种手段来促进旋风内部二次涡流并强化固体颗粒“返混”，实验表明：在相同条件下对旋风分离器的分离效率可降低超过31％而其阻力维持基本不变。本实用新型结构简单、设计合理，可调节并降低所有筒锥式旋风分离器的分离效率,适用于高温、带压、磨损或有腐蚀工况条件，可以满足需要调整分离效率的特殊工艺场合。

综上，本实用新型的可调整分离效率的旋风分离器能够调整分离效率，适应性宽，性能可靠，且调整简单方便，调整成本低，设计巧妙，结构简洁，制造简便，制造成本低，适于大规模推广应用。

由此可见，本实用新型的目的已经完整并有效的予以实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理下，实施方式可作任意修改。所以，本实用新型包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。

Claims (10)

1.一种可调整分离效率的旋风分离器，包括旋风进口、顶板、排气管、筒体、倒锥形长锥体和中间灰斗，所述筒体和所述排气管均竖向设置且相互同轴线设置，所述旋风进口水平环绕在所述筒体的上端外并与所述的筒体的上端切向连接，所述顶板设置在所述筒体的顶端上，所述排气管的中部竖向插设在所述顶板中，所述排气管的下端位于所述筒体内，所述排气管的上端裸露在所述顶板上，所述筒体的底端设置在所述倒锥形长锥体的顶端上，所述倒锥形长锥体的底端设置在所述中间灰斗的顶端上，所述中间灰斗的底端为排料口，其特征在于，

所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括固定管、安装件、三角扰流叶片和阻旋器，所述顶板的中部开设有开孔，所述固定管竖向设置，所述固定管的底端设置在所述开孔的外周边缘上，所述开孔和所述固定管均与所述筒体同轴线设置，所述安装件套接在所述排气管外并可拆卸安装在所述固定管的顶端上，所述三角扰流叶片竖向设置在所述的排气管的下端的外侧面上，所述三角扰流叶片为直角扰流叶片，所述直角扰流叶片的其中一条直角边竖向设置并贴合所述的排气管的下端的外侧面，所述直角扰流叶片的另一条直角边水平设置并与所述排气管的底端齐平且沿所述排气管的径向从所述的排气管的下端的外侧面向外延伸设置，2个以上所述直角扰流叶片环绕所述的排气管的下端的外侧面的周向均匀分布；

所述阻旋器包括倒锥形短锥体和三角阻旋片，所述倒锥形长锥体包括锥体上部与锥体下部，所述的筒体的底端设置在所述锥体上部的顶端上，所述锥体上部的底端可拆卸安装在所述锥体下部的顶端上，所述锥体下部的底端可拆卸安装在所述的中间灰斗的顶端上，所述倒锥形短锥体插设在所述锥体下部中，所述倒锥形短锥体和所述倒锥形长锥体具有相同的半锥角α，所述三角阻旋片竖向设置在所述倒锥形短锥体的内侧面上，所述三角阻旋片的其中一条边竖向倾斜设置并贴合所述的倒锥形短锥体的内侧面，所述三角阻旋片的另一条边水平设置并与所述倒锥形短锥体的底端齐平且沿所述倒锥形短锥体的径向从所述的倒锥形短锥体的内侧面向内延伸设置，2个以上所述三角阻旋片环绕所述的倒锥形短锥体的内侧面的周向均匀分布。

2.如权利要求1所述的可调整分离效率的旋风分离器，其特征在于，所述直角扰流叶片的斜边与所述其中一条直角边的夹角β为15°～45°，所述另一条直角边的外端所在圆的直径D3小于所述固定管的内径D1，所述直径D3与所述排气管的直径D2的比值为1.1～1.35，所述直径D2与所述筒体的直径D0的比值为0.25～0.60，所述的排气管的底端至所述安装件的距离h与所述固定管的高度h’之差与所述筒体的高度H0的比值为0～0.75。

3.如权利要求1所述的可调整分离效率的旋风分离器，其特征在于，所述半锥角α为5°～13°，所述锥体下部的高度H2和所述锥体上部的高度H1的比值为0.20～0.35，所述的倒锥形短锥体的底端的直径D5和所述另一条边的内端所在圆的直径D4的比值为2.0～8.0，所述倒锥形短锥体的高度H3和所述高度H2的比值为0.33～0.50。

4.如权利要求1所述的可调整分离效率的旋风分离器，其特征在于，所述三角扰流叶片的数目为3个、4个或6个。

5.如权利要求1所述的可调整分离效率的旋风分离器，其特征在于，所述三角阻旋片的数目为3个、4个或6个。

6.如权利要求1所述的可调整分离效率的旋风分离器，其特征在于，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括管法兰，所述安装件为安装法兰，所述管法兰设置在所述的固定管的顶端上，所述安装法兰套接在所述排气管外并可拆卸安装在所述管法兰上。

7.如权利要求1所述的可调整分离效率的旋风分离器，其特征在于，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括锥体上法兰和锥体下法兰，所述锥体上法兰设置在所述的锥体上部的底端上，所述锥体下法兰设置在所述的锥体下部的顶端上，所述锥体上法兰可拆卸安装在所述锥体下法兰上。

8.如权利要求1所述的可调整分离效率的旋风分离器，其特征在于，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括连接上法兰和连接下法兰，所述连接上法兰设置在所述的锥体下部的底端上，所述连接下法兰设置在所述的中间灰斗的顶端上，所述连接上法兰可拆卸安装在所述连接下法兰上。

9.如权利要求1所述的可调整分离效率的旋风分离器，其特征在于，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括出口法兰，所述出口法兰设置在所述排气管的顶端上。

10.如权利要求1所述的可调整分离效率的旋风分离器，其特征在于，所述的可调整分离效率的旋风分离器还包括排料法兰，所述排料法兰设置在所述排料口上。

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