CN215744163U - 高分离效率的大型旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高分离效率的大型旋风分离器，其中筒体、升气管和倒锥体均竖向设置且相互同轴线设置，旋风进口水平环绕在筒体的上端外并与其切向连接，顶板设置在筒体的顶端上，升气管竖向插设在顶板中，上端裸露在顶板上，中部和下端均位于筒体内，筒体的底端设置在倒锥体的顶端上，增旋器位于筒体内，包括加速段和缓冲段，加速段为圆弧形板，缓冲段为直形板，圆弧形板和直形板均竖向设置，圆弧形板的一侧连接筒体的内壁，另一侧沿筒体内的外旋流的气流旋转方向朝内弧形延伸并与直形板的一侧圆滑过渡连接，直形板的另一侧沿外旋流的气流旋转方向朝外直形延伸并连接筒体的内壁。本实用新型分离效率高，尤其是对细颗粒粉尘的捕集效率高。

Description

高分离效率的大型旋风分离器

技术领域

本实用新型涉及气固分离设备技术领域，特别涉及旋风分离器技术领域，具体是指一种高分离效率的大型旋风分离器。

背景技术

旋风分离器作为一种重要的气固分离设备，由于其具有结构简单、无运动部件、分离效率高、维修方便以及能在高温高压下工作等优点，广泛地应用于化工、石油、环保、食品等工业领域。其工作原理为含尘气流经过进气口进入旋风分离器，在旋风分离器内形成绕其轴线旋转的气流，在离心力的作用下，粉尘颗粒甩向内壁，向下经排尘口排出，洁净气体则经过中心的升气管排出。

随着工业装置生产规模的提高，单台旋风分离器的处理气量往往很大，所以直径超过3000mm的大型旋风分离器经常出现在实际运用当中。大型旋风分离器一般是将小模型实验研究中开发出的高效旋风分离器经过相似放大而来，即在保证几何相似的基础上，通过增大旋风分离器的筒体直径来实现。那么对于改善小直径或中等直径的旋风分离器性能的途径是否同样适用于大直径的旋风分离器呢？目前国内外众多学者提出了各种提高旋风分离器性能的方法，主要集中在三个方面——结构优化、安装内构件和其他措施。如中国实用型专利CN206386922U(名称“一种中心筒偏置式高效旋风分离器”)公开了一种中心筒偏置式高效旋风分离器，即中心筒轴线与分离圆筒轴线不重叠，偏置一定的距离来提高分离器的分离效率。又如中国发明专利申请CN105289860A(名称“一种新型高效旋风分离器”)公开一种新型高效旋风分离器，该旋风分离器通过在进风口和分离器筒体壁面上安装挡板的方式来改善分离效果。经实践证明这些方法可以提高大直径旋风分离器的分离效率，但因放大效应显著，分离效率提高比例有限。经分析真正造成大直径旋风分离器效率偏低的根本原因主要包括以下两个方面：

1)气流旋转半径大。随着旋风分离器筒体直径的增大，气流旋转半径增加，离心力场减弱，旋风分离器的分离效率降低，尤其是对细粉捕集能力减弱。

2)切向速度衰减幅度大。在旋风分离器内，切向速度占主导地位，是由它带动颗粒作高速旋转运动，处在离心效应下被甩向外壁处而被分离出来，切向速度越大，分离效率越高。在入口速度相同的前提下，几何相似而不同直径的旋风分离器内切向速度不完全相同。大直径旋风分离器内气流流动的距离远大于小直径的旋风分离器，流体内摩擦和器壁摩擦所产生阻力增加，导致器壁附近的切向速度的衰减幅度比较大。一般是通过提高旋风分离器入口速度的方法来平衡切向速度的衰减，但是入口速度不能无限制提高，入口速度太高反而会使分离器内部流场紊乱降低分离效率，同时造成旋风分离器的压降太大。

综上所述，研究如何提高大型旋风分离器的分离效率具有重要现实意义。因此，希望提供一种高分离效率的大型旋风分离器，其分离效率高，尤其是对细颗粒粉尘的捕集效率高。

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高分离效率的大型旋风分离器，其分离效率高，尤其是对细颗粒粉尘的捕集效率高，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高分离效率的大型旋风分离器，其设计巧妙，结构简洁，制造简便，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高分离效率的大型旋风分离器，包括旋风进口、顶板、升气管、筒体和倒锥体，所述筒体、所述升气管和所述倒锥体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，所述升气管竖向插设在所述顶板中，所述升气管的上端裸露在所述顶板上，所述升气管的中部和下端均位于所述筒体内，所述筒体的底端设置在所述倒锥体的顶端上，其特点是，所述的高分离效率的大型旋风分离器还包括增旋器，所述增旋器位于所述筒体内，所述增旋器包括加速段和缓冲段，所述加速段为圆弧形板，所述缓冲段为直形板，所述圆弧形板和所述直形板均竖向设置，所述圆弧形板的一侧连接所述筒体的内壁，所述圆弧形板的另一侧沿所述筒体内的外旋流的气流旋转方向朝内弧形延伸并与所述直形板的一侧圆滑过渡连接，所述直形板的另一侧沿所述的外旋流的气流旋转方向朝外直形延伸并连接所述的筒体的内壁。

较佳地，所述增旋器低于所述旋风进口，所述增旋器的上端和所述旋风进口的下端之间的距离b与所述旋风进口的高度a的比值b/a为0.5～1.0；所述增旋器的下端与所述筒体的下端等高；所述圆弧形板所在圆的半径r和所述筒体的半径R的比值r/R为0.7～0.9；所述的圆弧形板的一侧和所述的直形板的另一侧分别与所述筒体的轴线的连线形成的夹角α为20°～60°。

较佳地，所述增旋器上沿所述筒体的径向设置有若干条形缝，所述条形缝沿所述的外旋流的气流旋转方向向下倾斜延伸形成条形，若干所述条形缝沿所述的外旋流的气流旋转方向相互平行间隔设置。

更佳地，所述条形缝与水平面之间的夹角β＝45°～60°；所述增旋器的开缝面积为所述增旋器的开设所述条形缝的表面的面积的0.4倍～0.6倍。

较佳地，所述增旋器的数目为多个，多个所述增旋器沿所述筒体的圆周方向依次首尾相连。

较佳地，所述的升气管的下端与所述筒体的下端等高。

较佳地，所述升气管包括直管、内倒锥体和喇叭锥，所述直管、所述内倒锥体和所述喇叭锥均竖向设置且相互同轴线设置，所述直管竖向插设在所述顶板中，所述直管的上端裸露在所述顶板上，所述直管的中部和下端均位于所述筒体内，所述内倒锥体位于所述直管内，所述内倒锥体的上端连接所述直管的内壁的中部，所述内倒锥体的下端连接所述喇叭锥的上端，所述喇叭锥的下端位于所述直管的下端下。

更佳地，所述的内倒锥体的上端连接所述的直管的内壁的中部的偏上位置；所述内倒锥体的锥度为5°～15°；所述喇叭锥的锥度为45°～70°；所述的喇叭锥的下端的直径为所述直管的直径的1.2倍～1.5倍；所述喇叭锥的外锥面与所述的直管的下端的垂直距离d为所述的直管的直径的0.05倍～0.08倍。

较佳地，所述直管的与所述的内倒锥体的上端连接的位置以下的部分沿所述筒体的径向设置有若干第一条形孔，所述内倒锥体上沿所述的筒体的径向设置有若干第二条形孔，所述第一条形孔和所述第二条形孔均沿竖向延伸形成条形，若干所述第一条形孔沿所述直管的圆周方向相互间隔设置，若干所述第二条形孔沿所述内倒锥体的圆周方向相互间隔设置，所述第一条形孔和所述第二条形孔在所述直管的径向上错位设置。

更佳地，所述直管的开孔面积为所述直管的横截面积的1.0倍～2.0倍，所述内倒锥体的开孔面积与所述直管的开孔面积相同；所述第一条形孔的数目和所述第二条形孔的数目相同，所述第一条形孔的中心和所述第二条形孔的中心分别与所述直管的中心的连线形成的夹角γ＝360°/2n，其中n为所述的第一条形孔的数目或所述的第二条形孔的数目。

本实用新型的有益效果主要在于：

1、本实用新型的高分离效率的大型旋风分离器的筒体、升气管和倒锥体均竖向设置且相互同轴线设置，旋风进口水平环绕在筒体的上端外并与筒体的上端切向连接，顶板设置在筒体的顶端上，升气管竖向插设在顶板中，上端裸露在顶板上，中部和下端均位于筒体内，筒体的底端设置在倒锥体的顶端上，增旋器位于筒体内，包括加速段和缓冲段，加速段为圆弧形板，缓冲段为直形板，圆弧形板和直形板均竖向设置，圆弧形板的一侧连接筒体的内壁，另一侧沿筒体内的外旋流的气流旋转方向朝内弧形延伸并与直形板的一侧圆滑过渡连接，直形板的另一侧沿外旋流的气流旋转方向朝外直形延伸并连接筒体的内壁，因此，其分离效率高，尤其是对细颗粒粉尘的捕集效率高，适于大规模推广应用。

2、本实用新型的高分离效率的大型旋风分离器的筒体、升气管和倒锥体均竖向设置且相互同轴线设置，旋风进口水平环绕在筒体的上端外并与筒体的上端切向连接，顶板设置在筒体的顶端上，升气管竖向插设在顶板中，上端裸露在顶板上，中部和下端均位于筒体内，筒体的底端设置在倒锥体的顶端上，增旋器位于筒体内，包括加速段和缓冲段，加速段为圆弧形板，缓冲段为直形板，圆弧形板和直形板均竖向设置，圆弧形板的一侧连接筒体的内壁，另一侧沿筒体内的外旋流的气流旋转方向朝内弧形延伸并与直形板的一侧圆滑过渡连接，直形板的另一侧沿外旋流的气流旋转方向朝外直形延伸并连接筒体的内壁，因此，其设计巧妙，结构简洁，制造简便，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是本实用新型的高分离效率的大型旋风分离器的一具体实施例的主视透视示意图。

图2是图1中A-A位置的截面示意图。

图3是图2中区域I的局部放大示意图。

图4是图1所示的具体实施例的增旋器的平面展开主视示意图。

图5是图1所示的具体实施例的升气管的主视透视示意图。

图6是图5中B-B位置的截面示意图。

(符号说明)

1旋风进口；2顶板；3升气管；4筒体；5倒锥体；6增旋器；7加速段；8缓冲段；9圆弧形板；10直形板；11条形缝；12空腔；13直管；14内倒锥体；15喇叭锥；16第一条形孔；17第二条形孔。

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6所示，在本实用新型的一具体实施例中，本实用新型的高分离效率的大型旋风分离器包括旋风进口1、顶板2、升气管3、筒体4、倒锥体5和增旋器6，其中：

所述筒体4、所述升气管3和所述倒锥体5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，所述升气管3竖向插设在所述顶板2中，所述升气管3的上端裸露在所述顶板2上，所述升气管3的中部和下端均位于所述筒体4内，所述筒体4的底端设置在所述倒锥体5的顶端上，所述增旋器6位于所述筒体4内，所述增旋器6包括加速段7和缓冲段8，所述加速段7为圆弧形板9，所述缓冲段8为直形板10，所述圆弧形板9和所述直形板10均竖向设置，所述圆弧形板9的一侧连接所述筒体4的内壁，所述圆弧形板9的另一侧沿所述筒体4内的外旋流的气流旋转方向(图2中箭头所示)朝内弧形延伸并与所述直形板10的一侧圆滑过渡连接，所述直形板10的另一侧沿所述的外旋流的气流旋转方向朝外直形延伸并连接所述的筒体4的内壁。所述增旋器6用于增强所述筒体4内气流的旋转强度来提高旋风分离器的分离效率。

所述增旋器6可以设置在所述筒体4的任何合适的位置，为了使气流从所述旋风进口1进入所述筒体4后能够平稳地进入旋转状态，较佳地，所述增旋器6的上端与所述旋风进口1的下端需要保持一定的距离，即所述增旋器6低于所述旋风进口1，所述增旋器6的上端和所述旋风进口1的下端之间的距离b与所述旋风进口1的高度a的比值b/a为0.5～1.0。在本实用新型的一具体实施例中，所述增旋器6的上端和所述旋风进口1的下端之间的距离b与所述旋风进口1的高度a的比值b/a为0.5。

所述增旋器6的下端与所述筒体4的下端可以等高，也可以不等高，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述增旋器6的下端与所述筒体4的下端等高。即所述增旋器6的下端延伸至所述筒体4和所述倒锥体5的连接处。

所述圆弧形板9所在圆的半径r和所述筒体4的半径R的比值r/R可以根据需要确定，较佳地，所述圆弧形板9所在圆的半径r和所述筒体4的半径R的比值r/R为0.7～0.9。在本实用新型的一具体实施例中，所述圆弧形板9所在圆的半径r和所述筒体4的半径R的比值r/R为0.9。

所述的圆弧形板9的一侧和所述的直形板10的另一侧分别与所述筒体4的轴线的连线形成的夹角α，即所述增旋器6所占据的所述的筒体4的内壁所在圆弧的圆心角，可以根据需要确定，较佳地，所述的圆弧形板9的一侧和所述的直形板10的另一侧分别与所述筒体4的轴线的连线形成的夹角α为20°～60°。在本实用新型的一具体实施例中，所述的圆弧形板9的一侧和所述的直形板10的另一侧分别与所述筒体4的轴线的连线形成的夹角α为25.7°。

为了避免因气流在所述增旋器6上突然加速，使已被分离下来落在所述增旋器6上的尘粒重新被卷起，即出现“返混”现象，请参见图4所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述增旋器6上沿所述筒体4的径向设置有若干条形缝11，所述条形缝11沿所述的外旋流的气流旋转方向向下倾斜延伸形成条形，若干所述条形缝11沿所述的外旋流的气流旋转方向相互平行间隔设置。采用这样的设置，分离下来的尘粒可以通过所述条形缝11进入所述增旋器6与所述的筒体4的内壁之间围成的空腔12内，通过空腔12向下排入所述倒锥体5进而排出分离器外。

所述条形缝11与水平面之间的夹角β可以根据需要确定，更佳地，所述条形缝11与水平面之间的夹角β＝45°～60°。在本实用新型的一具体实施例中，所述条形缝11与水平面之间的夹角β＝45°。这样尘粒更容易通过所述条形缝11进入所述增旋器6与所述的筒体4的内壁之间围成的空腔12内。

所述增旋器6的开缝面积(即若干所述条形缝11的横截面积之和)可以根据需要确定，更佳地，所述增旋器6的开缝面积为所述增旋器6的开设所述条形缝11的表面的面积(即所述的开设所述条形缝11的表面的展开面积)的0.4倍～0.6倍。在本实用新型的一具体实施例中，所述增旋器6的开缝面积为所述增旋器6的开设所述条形缝11的表面的面积的0.4倍。

所述增旋器6的数目可以根据需要确定，较佳地，所述增旋器6的数目为多个，多个所述增旋器6沿所述筒体4的圆周方向依次首尾相连。请参见图2所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述增旋器6的数目为14个。

所述的升气管3的下端与所述筒体4的下端可以等高，也可以不等高，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的升气管3的下端与所述筒体4的下端等高。即所述的升气管3的下端延伸至所述筒体4和所述倒锥体5的连接处，从而可以避免本实用新型旋风分离器内的外旋流在所述增旋器6上加速对内旋流的干扰，因为所述筒体4和所述升气管3之间的环形空间内只存在外旋流，这样同时可以减少“短路流”发生强度，有利于提高分离效率。

为了进一步提高旋风分离器的分离效率，请参见图1和图5～图6所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述升气管3包括直管13、内倒锥体14和喇叭锥15，所述直管13、所述内倒锥体14和所述喇叭锥15均竖向设置且相互同轴线设置，所述直管13竖向插设在所述顶板2中，所述直管13的上端裸露在所述顶板2上，所述直管13的中部和下端均位于所述筒体4内，所述内倒锥体14位于所述直管13内，所述内倒锥体14的上端连接所述直管13的内壁的中部，所述内倒锥体14的下端连接所述喇叭锥15的上端，所述喇叭锥15的下端位于所述直管13的下端下。

所述内倒锥体14的上端连接所述直管13的内壁的中部，可以连接所述直管13的内壁的中部的任何合适的位置，请参见图1和图5所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的内倒锥体14的上端连接所述的直管13的内壁的中部的偏上位置。

所述内倒锥体14的上端的直径大于所述内倒锥体14的下端的直径，所述内倒锥体14的锥度可以根据需要确定，更佳地，所述内倒锥体14的锥度为5°～15°。在本实用新型的一具体实施例中，所述内倒锥体14的锥度为15°。

所述喇叭锥15的锥度可以根据需要确定，更佳地，所述喇叭锥15的锥度为45°～70°。在本实用新型的一具体实施例中，所述喇叭锥15的锥度为70°。

所述的喇叭锥15的下端的直径可以根据需要确定，更佳地，所述的喇叭锥15的下端的直径为所述直管13的直径的1.2倍～1.5倍。在本实用新型的一具体实施例中，所述的喇叭锥15的下端的直径为所述直管13的直径的1.5倍。

所述喇叭锥15的外锥面与所述的直管13的下端的垂直距离d可以根据需要确定，更佳地，所述喇叭锥15的外锥面与所述的直管13的下端的垂直距离d为所述的直管13的直径的0.05倍～0.08倍。在本实用新型的一具体实施例中，所述喇叭锥15的外锥面与所述的直管13的下端的垂直距离d为所述的直管13的直径的0.08倍。

所述直管13和所述内倒锥体14还可以具有任何合适的构成，请参见图5～图6所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述直管13的与所述的内倒锥体14的上端连接的位置以下的部分沿所述筒体4的径向设置有若干第一条形孔16，所述内倒锥体14上沿所述的筒体4的径向设置有若干第二条形孔17，所述第一条形孔16和所述第二条形孔17均沿竖向延伸形成条形，若干所述第一条形孔16沿所述直管13的圆周方向相互间隔设置，若干所述第二条形孔17沿所述内倒锥体14的圆周方向相互间隔设置，所述第一条形孔16和所述第二条形孔17在所述直管13的径向上错位设置，即不沿所述的直管13的径向成一直线设置。

所述直管13的开孔面积(即若干所述第一条形孔16的横截面积之和)和所述内倒锥体14的开孔面积(即若干所述第二条形孔17的横截面积之和)可以根据需要确定，更佳地，所述直管13的开孔面积为所述直管13的横截面积的1.0倍～2.0倍，所述内倒锥体14的开孔面积与所述直管13的开孔面积相同。在本实用新型的一具体实施例中，所述直管13的开孔面积为所述直管13的横截面积的2.0倍。

所述第一条形孔16的数目和所述第二条形孔17的数目可以相同，也可以不同，更佳地，所述第一条形孔16的数目和所述第二条形孔17的数目相同，所述第一条形孔16的中心和所述第二条形孔17的中心分别与所述直管13的中心的连线形成的夹角γ＝360°/2n，其中n为所述的第一条形孔16的数目或所述的第二条形孔17的数目。请参见图6所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述第一条形孔16的数目和所述第二条形孔17的数目均为4，所述第一条形孔16的中心和所述第二条形孔17的中心分别与所述直管13的中心的连线形成的夹角γ＝45°。

本实用新型的工作原理是：含尘气体从旋风进口1进入旋风分离器，气流由直流状态变为旋转状态，在增旋器6的上部空间内形成流场稳定的外旋流，但由于大型旋风分离器的直径很大，受流体内摩擦和器壁摩擦所产生阻力影响，气流旋转切向速度的衰减幅度比较大，导致造成离心力减弱，分离效率降低。当气流旋转至增旋器6时，由于增旋器6的加速段7的圆弧所在圆的半径为r小于筒体4的半径R，根据“旋转矩”不变原理，气流旋转半径减小，其切向速度提高，旋转离心力增加，提高了旋风分离器分离效率，尤其细小尘粒会在气流加速过程中被分离出来。分离下来的尘粒可以通过增旋器6上的条形缝11进入增旋器6与筒体4之间围成的空腔12，通过空腔12向下排入倒锥体5进而排出分离器外，避免已被分离下来落在增旋器6上的尘粒重新被加速的气流卷起，减少“返混”现象发生。外旋流在加速过程中势必会对内旋流形成一定的干扰，为了避免这种不利干扰，升气管3向下延伸至筒体4和倒锥体5连接处，那么筒体4和升气管3之间的环形空间内只存在外旋流，这种干扰也就不存在了。同时这种结构还可以减少“短路流”发生强度，有利于提高分离效率。

为了进一步提高旋风分离器的处理量以及降低旋风分离器的阻力，升气管3设计为双层结构，外部的直管13和内部的内倒锥体14上分别开设有第一条形孔16和第二条形孔17，从旋风分离器的旋风进口1进入的气流绕升气管3作旋转流动，部分气体经过离心分离后会从第一条形孔16内进入升气管3(图6中箭头所示)。但此时这部分气体中仍会含有一定浓度的粉尘，旋转气流需要改变流动方向才能从直管13上的第一条形孔16进入直管13内，这时气体中的大颗粒粉尘因惯性作用被甩出气流，实现气体二次除尘。当气体流入直管13后，因内倒锥体14上的第二条形孔17与直管13的第一条形孔16位置相互错开，不沿直管13的径向成一直线设置，气流需要改变方向继续流动一段距离后再次改变流动方向才能经第二条形孔17进入内倒锥体14内部进而排出旋风分离器，气流经过两次转折，气流中所含的细颗粒粉尘再次因惯性被分离出来，实现气体三次除尘，分离效率显著提高。此时分离出来的细颗粒粉尘会落入下部的喇叭锥15上，在喇叭锥15的锥面导向作用下将粉尘导入外旋流中，被分离收集下来。所以本实用新型巧妙的结构设计，不仅使大型旋风分离器具有很高的分离效率，而且运行阻力低，处理气量增大。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要在于：

1、当含尘气体以适当的进口速度进入大型旋风分离器后，因旋风分离器直径很大，气流流动的距离远大于小直径的旋风分离器，流体内摩擦和器壁摩擦所产生阻力很大，导致气流旋转切向速度的衰减幅度比较大，造成离心力减弱，分离效率降低。本实用新型创新地在筒体内壁固定有多个首尾相连的增旋器，当气流旋转至第一个增旋器时，由于增旋器的加速段的圆弧半径r小于筒体半径R，根据“旋转矩”不变原理，气流旋转半径减小，其切向速度提高，旋转离心力增加，提高了旋风分离器分离效率，尤其细小尘粒会在气流加速过程中被分离出来。通过下一个增旋器的加速来弥补气流在上一个增旋器上速度的衰减，使旋转速度始终维持在一个较高值，保证旋风分离器的效率不减弱。

2、为了防止气流在增旋器上的突然加速，会使已被分离下来落在增旋器上的尘粒重新被卷起，即出现“返混”现象，增旋器上开有若干个条形缝，分离下来的尘粒可以通过条形缝进入增旋器与筒体之间围成的空腔，通过空腔向下排入倒锥体进而排出分离器外。

3、旋风分离器的升气管向下延伸至筒体和倒锥体连接处，那么筒体和升气管之间的环形空间内只存在外旋流，可以有效避免外旋流在增旋器上加速过程中对内旋流流场的干扰，同时可以减少“短路流”发生强度，有利于提高分离效率。

4、本实用新型的升气管为双层结构，外部的直管和内部的内倒锥体上均开有条形孔，从旋风分离器进气口进入的气流绕升气管作旋转流动，部分气体经过离心分离后会从条形孔内进入升气管。但此时这部分气体中仍含有一定浓度的粉尘，旋转气流需要改变流动方向才能从直管上的条形孔进入直管内，这时气体中的大颗粒粉尘因受到惯性较大被甩出气流，实现气体二次除尘。当气体流入直管后，因内倒锥体上条形孔与直管的条形孔开孔位置相互错开，不沿直管的径向成一直线设置，气流需要改变方向继续流动一段距离后再次改变流动方向才能经条形孔进入内倒锥体内部进而排出旋风分离器，气流经过两次转折，气流中所含的细颗粒粉尘再次因惯性被分离出来，实现气体三次除尘，分离效率显著提高。分离出来的细颗粒会落入下部的喇叭锥上，在喇叭锥的锥面导向作用下将粉尘导入外旋流中，被分离收集下来。该升气管结构不仅提高了旋风分离器的分离效率，而且增加了旋风分离器的处理气量，压降也随之降低。

需要说明的是，本实用新型虽然是高分离效率的大型旋风分离器，但是其组件结构同样适用于中型或小型旋风分离器，用于分离效率的提高。

综上，本实用新型的高分离效率的大型旋风分离器分离效率高，尤其是对细颗粒粉尘的捕集效率高，设计巧妙，结构简洁，制造简便，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)

1.一种高分离效率的大型旋风分离器，包括旋风进口、顶板、升气管、筒体和倒锥体，所述筒体、所述升气管和所述倒锥体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，所述升气管竖向插设在所述顶板中，所述升气管的上端裸露在所述顶板上，所述升气管的中部和下端均位于所述筒体内，所述筒体的底端设置在所述倒锥体的顶端上，其特征在于，

所述的高分离效率的大型旋风分离器还包括增旋器，所述增旋器位于所述筒体内，所述增旋器包括加速段和缓冲段，所述加速段为圆弧形板，所述缓冲段为直形板，所述圆弧形板和所述直形板均竖向设置，所述圆弧形板的一侧连接所述筒体的内壁，所述圆弧形板的另一侧沿所述筒体内的外旋流的气流旋转方向朝内弧形延伸并与所述直形板的一侧圆滑过渡连接，所述直形板的另一侧沿所述的外旋流的气流旋转方向朝外直形延伸并连接所述的筒体的内壁。

2.如权利要求1所述的高分离效率的大型旋风分离器，其特征在于，所述增旋器低于所述旋风进口，所述增旋器的上端和所述旋风进口的下端之间的距离b与所述旋风进口的高度a的比值b/a为0.5～1.0；所述增旋器的下端与所述筒体的下端等高；所述圆弧形板所在圆的半径r和所述筒体的半径R的比值r/R为0.7～0.9；所述的圆弧形板的一侧和所述的直形板的另一侧分别与所述筒体的轴线的连线形成的夹角α为20°～60°。

3.如权利要求1所述的高分离效率的大型旋风分离器，其特征在于，所述增旋器上沿所述筒体的径向设置有若干条形缝，所述条形缝沿所述的外旋流的气流旋转方向向下倾斜延伸形成条形，若干所述条形缝沿所述的外旋流的气流旋转方向相互平行间隔设置。

4.如权利要求3所述的高分离效率的大型旋风分离器，其特征在于，所述条形缝与水平面之间的夹角β＝45°～60°；所述增旋器的开缝面积为所述增旋器的开设所述条形缝的表面的面积的0.4倍～0.6倍。

5.如权利要求1所述的高分离效率的大型旋风分离器，其特征在于，所述增旋器的数目为多个，多个所述增旋器沿所述筒体的圆周方向依次首尾相连。

6.如权利要求1所述的高分离效率的大型旋风分离器，其特征在于，所述的升气管的下端与所述筒体的下端等高。

7.如权利要求1所述的高分离效率的大型旋风分离器，其特征在于，所述升气管包括直管、内倒锥体和喇叭锥，所述直管、所述内倒锥体和所述喇叭锥均竖向设置且相互同轴线设置，所述直管竖向插设在所述顶板中，所述直管的上端裸露在所述顶板上，所述直管的中部和下端均位于所述筒体内，所述内倒锥体位于所述直管内，所述内倒锥体的上端连接所述直管的内壁的中部，所述内倒锥体的下端连接所述喇叭锥的上端，所述喇叭锥的下端位于所述直管的下端下。

8.如权利要求7所述的高分离效率的大型旋风分离器，其特征在于，所述的内倒锥体的上端连接所述的直管的内壁的中部的偏上位置；所述内倒锥体的锥度为5°～15°；所述喇叭锥的锥度为45°～70°；所述的喇叭锥的下端的直径为所述直管的直径的1.2倍～1.5倍；所述喇叭锥的外锥面与所述的直管的下端的垂直距离d为所述的直管的直径的0.05倍～0.08倍。

9.如权利要求7所述的高分离效率的大型旋风分离器，其特征在于，所述直管的与所述的内倒锥体的上端连接的位置以下的部分沿所述筒体的径向设置有若干第一条形孔，所述内倒锥体上沿所述的筒体的径向设置有若干第二条形孔，所述第一条形孔和所述第二条形孔均沿竖向延伸形成条形，若干所述第一条形孔沿所述直管的圆周方向相互间隔设置，若干所述第二条形孔沿所述内倒锥体的圆周方向相互间隔设置，所述第一条形孔和所述第二条形孔在所述直管的径向上错位设置。

10.如权利要求9所述的高分离效率的大型旋风分离器，其特征在于，所述直管的开孔面积为所述直管的横截面积的1.0倍～2.0倍，所述内倒锥体的开孔面积与所述直管的开孔面积相同；所述第一条形孔的数目和所述第二条形孔的数目相同，所述第一条形孔的中心和所述第二条形孔的中心分别与所述直管的中心的连线形成的夹角γ＝360°/2n，其中n为所述的第一条形孔的数目或所述的第二条形孔的数目。

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