CN218078442U - 一种正向组合式旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种正向组合式旋风分离器，属于气固分离技术领域。该正向组合式旋风分离器包括导向器及旋风分离器，导向器的顶部和底部分别设有切向的导向器入口及导向器出口，导向器出口具有出口向心侧及出口离心侧，导向器内设置有螺旋导向板；旋风分离器的上部设有切向的分离器入口，旋风分离器入口设置有入口隔板，分为入口向心侧与入口离心侧，以过渡段与导向器出口向心侧和出口离心侧连通。含尘气体经入口进入导向器进行预分离，固体颗粒在离心力的作用下沿导向器出口离心侧排出并经入口离心侧进入旋风分离器，有利于保持较大的旋转半径，减弱向心运动，更容易得到分离，使得固体颗粒的分离效率得到明显提高。

Description

一种正向组合式旋风分离器

技术领域

本实用新型涉及气固分离技术领域，具体涉及一种正向组合式旋风分离器。

背景技术

旋风分离器，是利用离心力原理将固体颗粒和气体分离开来，是工业上应用很广的一种分离设备。

根据离心分离理论，旋风分离器是利用旋转过程中产生的离心力进行气固分离。因此，固体颗粒的粒径越大，颗粒所受到的离心力越大，越容易得到分离；反之，当粒径较小时，尤其固体颗粒粒径d₀<10μm时，颗粒所受离心力较小，颗粒捕集难度较大，分离效率较低。

实用新型内容

为了解决现有旋风分离器针对较小颗粒分离效率低的问题，本实用新型提供一种正向组合式旋风分离器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：一种正向组合式旋风分离器，在旋风分离器的上部沿其切线方向设置有旋风分离器入口，所述旋风分离器入口内设置有旋风分离器入口隔板，旋风分离器入口隔板将旋风分离器入口分隔成远离旋风分离器中心的入口离心侧和靠近旋风分离器中心的入口向心侧，入口离心侧和入口向心侧均与导向器下部侧壁切线方向上设置的导向器出口相连通，导向器上部切线方向设置有导向器入口，导向器内设置有螺旋导向板，且螺旋导向板的外边缘环绕安装在导向器的内壁上，螺旋导向板顶端与导向器入口相连接，螺旋导向板底端与导向器出口底端相连接，从而在导向器内形成造旋加速通道。

作为上述正向组合式旋风分离器的一种优化方案，所述导向器内设置有导向器导流体，导向器导流体顶端连接于导向器内顶壁，导向器导流体底端连接于内底壁，且螺旋导向板内边缘固定安装在导向器导流体上。

作为上述正向组合式旋风分离器的另一种优化方案，所述导向器导流体的中心线和导向器的中心线相重合。

作为上述正向组合式旋风分离器的另一种优化方案，所述螺旋导向板和水平面的夹角大于0°小于60°。

作为上述正向组合式旋风分离器的另一种优化方案，所述沿导向器导流体轴向方向，螺旋导向板的层数为m，1≤m≤5。

作为上述正向组合式旋风分离器的另一种优化方案，所述旋风分离器入口为矩形入口，且旋风分离器入口隔板竖直安装在旋风分离器入口内，旋风分离器入口宽度为b，旋风分离器入口隔板距旋风分离器入口离心侧壁的距离为b3，0.3≤b3/b≤0.7。

作为上述正向组合式旋风分离器的另一种优化方案，所述导向器入口为矩形，且旋风分离器入口的横截面面积不小于导向器入口的横截面面积。

作为上述正向组合式旋风分离器的另一种优化方案，所述导向器包括导向器直筒段和位于导向器直筒段下方的导向器锥段，且导向器直筒段内径大于导向器锥段底端内径。

作为上述正向组合式旋风分离器的另一种优化方案，所述导向器直筒段内径与旋风分离器的上部内径之比为1.0～1.5。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型所述正向组合式旋风分离器，旋风分离器的旋风分离器入口上连接有导向器，导向器上部为导向器直筒段下部为导向器锥段，固体颗粒在离心力的作用下沿导向器的外侧排出并经入口离心侧进入旋风分离器内，气固两相由导向器直筒段运动至导向器锥段，随着导向器直径逐渐变小，其速度则逐渐增加，气固两相速度在径向上由中心向器壁大体上呈逐渐变小规律分布，气固两相速度在出口由向心侧向离心侧逐渐变小分布，相对于上下均为直筒的导向器，由导向器中心向器壁具有更大的速度梯度。有利于保持固体颗粒具有较大的旋转半径，减弱其向心运动，更容易得到分离，即对强化较小固体颗粒的离心力，提高固体颗粒的分离效率，尤其是较小固体颗粒的分离效率得到明显提高；相比于未加导向器的旋风分离器，固体颗粒经导向器导向后进入旋风分离器均偏向于离心侧，由于颗粒主要在入口离心侧进入旋风分离器，远离内旋流，因此短路流中的颗粒量很低，提高分离效率。

2.本实用新型所述正向组合式旋风分离器，通过在导向器内设置导向器导流体和螺旋导向板，且螺旋导向板外边缘安装在导向器内壁上，螺旋导向板顶端与导向器入口相连接，螺旋导向板底端与导向器出口相连接，在导向器内形成造旋加速通道，将进入导向器内的含尘气体进行强制导向和加速使气流流动更加规整，减少纵向短路流及气量变化的干扰，使得导向器出口处的颗粒分布更有序。

3.本实用新型所述正向组合式旋风分离器，旋风分离器入口处设有旋风分离器入口隔板，固体颗粒进入旋风分离器入口时均偏向于离心侧，设立旋风分离器入口隔板可以防止固体颗粒在入口处发生反混，引导固体颗粒沿离心侧进入旋风分离器内，有利于提高固体颗粒分离效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的分离过程示意图；

图4为本实用新型的尺寸结构示意图；

图5为图4的剖视图；

图中：1、旋风分离器，101、旋风分离器入口，102、旋风分离器入口隔板，103、入口离心侧，104、入口向心侧，105、旋风分离器排尘口，106、旋风分离器排气管，2、导向器，201、导向器入口，202、导向器出口，204、螺旋导向板，205、导向器导流体，206、导向器直筒段，207、导向器锥段，3、过渡段。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

以下实施例未做具体说明的部分均为现有技术，比如旋风分离器1的结构、分离方式和排尘方式等，均为本领域技术人员所知悉的技术。

如图1、2所示，本实用新型为一种正向组合式旋风分离器，包括旋风分离器1，旋风分离器1采用上部为圆柱型，下部为圆锥的结构。旋风分离器1顶端中心设置有旋风分离器排气管106，且旋风分离器排气管106和旋风分离器1同轴，且旋风分离器排气管106部分插入旋风分离器1内，即旋风分离器排气管106的底端位于旋风分离器1内，旋风分离器1下部设置有圆形旋风分离器排尘口105，旋风分离器1的上部切线方向设置有旋风分离器入口101，旋风分离器入口101均矩形管，旋风分离器入口101内设置有旋风分离器入口隔板102，旋风分离器入口隔板102和旋风分离器1的中轴线相平行，即旋风分离器入口隔板102竖直安装在旋风分离器入口101内，旋风分离器入口101的宽度为b，旋风分离器入口101宽度为b，旋风分离器入口隔板102距旋风分离器入口101离心侧壁的距离为b3，0.3≤b3/b≤0.7。

本实施例中，旋风分离器入口101上设置有导向器2，导向器2用于给进入旋风分离器1的气固混合体预加速。导向器2包括导向器直筒段206和导向器锥段207，导向器锥段207位于导向器直筒段206下方，且导向器直筒段206和导向器锥段207固定连接，导向器直筒段206内径大于导向器锥段207底端内径。

导向器直筒段206上部切线方向上的侧壁上固定设置有导向器入口201，导向器锥段207下部侧壁上固定设置有导向器出口202，导向器出口202位于导向器锥段207下部切线方向上，导向器锥段207通过入口离心侧103和入口向心侧104与旋风分离器本体1相连通，即从导向器出口202流出的气固混合体经入口离心侧103和入口向心侧104进入旋风分离器1内。

本实施例中，旋风分离器1直筒段内径为D，旋风分离器1直筒段高度为H1，旋风分离器1高度H，旋风分离器排气管106插入深度S，旋风分离器排气管106内径de、旋风分离器排尘口内径dc，导向器2采用上部圆柱型、下部为圆锥型的空心壳体结构，导向器2的上部内径为D1，导向器2的上部高度为H2，导向器2高度Hd，导向器锥段207的下部底端内径为D2，D1＞D2，其中，D1＝1.0～1.5D，D2≥2×b1+d，如图3所示，气固混合体进入导向器2后，气固混合体由上部圆柱段运动至圆锥段，随着导向器2内直径逐渐变小，其速度则逐渐增加，气固两相速度在径向上由中心向导向器2内壁大体上呈逐渐变小规律分布，气固两相速度在出口由向心侧向离心侧逐渐变小分布。固体粉尘颗粒经导向器2加速后具有较大的旋转半径，进入旋风分离器1后均偏向于离心侧，由于粉尘颗粒主要在入口离心侧进入旋风分离器1，远离内旋流，因此短路流中的颗粒量很低，也有利于提高分离效率。

本实施例中，旋风分离器入口101和导向器入口201均采用矩形管，导向器入口201内部高度为a1，导向器入口201内部宽度为b1，旋风分离器入口101内部高度为a，旋风分离器入口101内部宽度为b，且a1≥a，b1≥b，a1×b1≥a×b。

本实施例中，导向器2内设置有螺旋导向板204和导向器导流体205，导向器导流体205的直径为d，导向器导流体205高度Hd，螺旋导向板204为和水平面的夹角α的左旋或右旋螺旋叶片，且α大于0°小于60°沿导向器导流体205轴向方向，螺旋导向板204的层数为m，1≤m≤5，导向器导流体205采用柱状杆结构，导向器导流体205和导向器2同轴，且螺旋导向板204的外边缘环绕安装在导向器2的内壁上，螺旋导向板204内边缘固定安装在导向器导流体205上，螺旋导向板204顶端与导向器入口201相连接，螺旋导向板204底端与导向器出口202相连接，在导向器2内形成造旋加速通道，气固混合体经导向器入口201进入造旋加速通道加速后经导向器出口202排出。

本实施例中，导向器导流体205顶端焊接于导向器2内顶壁，导向器导流体205底端焊接于导向器2内底壁，形成封闭的造旋加速通道，经导向器入口201进入导向器2内的气固混合体全部经造旋加速通道强制加速，造旋加速通道使流入导向器2的气固混合体中的固体颗粒排序更加规整，反之，如果导向器2中无内构件时，气固混合体进入导向器2后，部分气流不经旋转直接纵向短路至导向器出口202，使得流场分布较为混乱，干扰出口处固体颗粒的排序。同时，若无螺旋导向板204，当入口气量改变时，气流切向速度和轴向速度发生变化，气流在导向器2内旋转圈数随之改变，影响颗粒的排序效果，因此螺旋导向板204和导流体205结构，减少纵向短路流及气量变化的干扰，使得导向器2出口处的颗粒分布更有序。

综上所述，本实施例所述正向组合式旋风分离器至少具有以下优点：

1.通过在旋风分离器1的旋风分离器入口101上连接有导向器2，导向器2上部为导向器直筒段206下部为导向器锥段207，固体颗粒在离心力的作用下沿导向器2的外侧排出并经入口离心侧103进入旋风分离器1内，气固两相由导向器直筒段206运动至导向器锥段207，随着导向器1直径逐渐变小，其速度则逐渐增加，气固两相速度在径向上由中心向器壁大体上呈逐渐变小规律分布，气固两相速度在出口由入口向心侧104向入口离心侧103逐渐变小分布，相对于上下均为直筒的导向器，由导向器2中心向器壁具有更大的速度梯度。有利于保持固体颗粒具有较大的旋转半径，减弱其向心运动，更容易得到分离，即对强化较小固体颗粒的离心力，提高固体颗粒的分离效率，尤其是较小固体颗粒的分离效率得到明显提高；相比于未加导向器的旋风分离器1，固体颗粒经导向器2导向后进入旋风分离器1均偏向于离心侧，由于颗粒主要在入口离心侧103进入旋风分离器1，远离内旋流，因此短路流中的颗粒量很低，提高分离效率。

2.通过在导向器2内设置导向器导流体205和螺旋导向板204，且螺旋导向板204外边缘安装在导向器2内壁上，螺旋导向板204顶端与导向器入口201相连接，螺旋导向板204底端与导向器出口202相连接，在导向器2内形成造旋加速通道，将进入导向器2内的含尘气体进行强制导向和加速，使气流流动更加规整，减少纵向短路流及气量变化的干扰，使得导向器出口202处的颗粒分布更有序，防止进入旋风分离器1内的气固混合气体返混。

3.本实用新型所述正向组合式旋风分离器，旋风分离器1入口处设有旋风分离器入口隔板102，固体颗粒进入旋风分离器1入口时均偏向于入口离心侧103，设立旋风分离器入口隔板102可以防止固体颗粒在入口处发生反混，引导固体颗粒经过渡段3沿入口离心侧103进入旋风分离器1内，有利于提高固体颗粒分离效率。

本实施例的分离过程如下：

如图3所示，含尘的气固混合体经导向器2的导向器入口201进入导向器2内，经旋加速通道强制加速造旋后导出到导向器出口202，如图3中流股21所示。在离心力作用下，固体粉尘颗粒经导向器2加速后具有较大的旋转半径，沿着过渡段3进入旋风分离器1后均偏向于离心侧，经入口离心侧103进入旋风分离器1内；进入旋风分离器1内的粉尘大部分被甩向旋风分离器1的内壁上，并依靠内壁附近向下运动的气流将粉尘带至旋风分离器排尘口105，如图3中流股11所示。经过分离净化的气体经旋风分离器排气管106排出，如图3中流股12所示。

Claims (9)

1.一种正向组合式旋风分离器，在旋风分离器(1)的上部沿其切线方向设置有旋风分离器入口(101)，其特征在于：所述旋风分离器入口(101)内设置有旋风分离器入口隔板(102)，旋风分离器入口隔板(102)将旋风分离器入口(101)分隔成远离旋风分离器(1)中心的入口离心侧(103)和靠近旋风分离器(1)中心的入口向心侧(104)，入口离心侧(103)和入口向心侧(104)均与导向器(2)下部侧壁切线方向上设置的导向器出口(202)相连通，导向器(2)上部切线方向设置有导向器入口(201)，导向器(2)内设置有螺旋导向板(204)，且螺旋导向板(204)的外边缘环绕安装在导向器(2)的内壁上，螺旋导向板(204)顶端与导向器入口(201)相连接，螺旋导向板(204)底端与导向器出口(202)底端相连接，从而在导向器(2)内形成造旋加速通道。

2.根据权利要求1所述正向组合式旋风分离器，其特征在于：所述导向器(2)内设置有导向器导流体(205)，导向器导流体(205)顶端连接于导向器(2)内顶壁，导向器导流体(205)底端连接于内底壁，且螺旋导向板(204)内边缘固定安装在导向器导流体(205)上。

3.根据权利要求2所述正向组合式旋风分离器，其特征在于：所述导向器导流体(205)的中心线和导向器(2)的中心线相重合。

4.根据权利要求2所述正向组合式旋风分离器，其特征在于：所述螺旋导向板(204)和水平面的夹角大于0°小于60°。

5.根据权利要求4所述正向组合式旋风分离器，其特征在于：所述沿导向器导流体(205)轴向方向，螺旋导向板(204)的层数为m，1≤m≤5。

6.根据权利要求1所述正向组合式旋风分离器，其特征在于：所述旋风分离器入口(101)采用矩形入口，且旋风分离器入口隔板(102)竖直安装在旋风分离器入口(101)内，旋风分离器入口(101)宽度为b，旋风分离器入口隔板(102)距旋风分离器入口(101)离心侧壁的距离为b3，0.3≤b3/b≤0.7。

7.根据权利要求6所述正向组合式旋风分离器，其特征在于：所述导向器入口(201)为矩形且旋风分离器入口(101)的横截面面积不小于导向器入口(201)的横截面面积。

8.根据权利要求1所述正向组合式旋风分离器，其特征在于：所述导向器(2)包括导向器直筒段(206)和位于导向器直筒段(206)下方的导向器锥段(207)，且导向器直筒段(206)内径大于导向器锥段(207)底端内径，导向器入口(201)位于导向器直筒段(206)上，导向器出口(202)位于导向器锥段(207)上。

9.根据权利要求8所述正向组合式旋风分离器，其特征在于：所述导向器直筒段(206)内径与旋风分离器(1)的上部内径之比为1.0～1.5。

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