CN219210293U - 一种高效净化的旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效净化的旋风分离器，涉及天然气及工业气体杂质分离技术领域，包括壳体和若干螺旋旋风子组；壳体内部从上至下依次设置有出气缓冲腔、进气缓冲腔和集污腔，出气缓冲腔、进气缓冲腔和集污腔上依次设置有出气管、进气管和排污管；若干螺旋旋风子组均竖直分布在进气缓冲腔内，螺旋旋风子组包括从上至下依次设置的升气管、螺旋旋风子和下椎体；升气管顶端连通至出气缓冲腔，螺旋旋风子侧壁上开设有进气口，内壁开设有螺旋槽，螺旋槽向下延伸至下椎体，下椎体底端连通至集污腔。螺旋槽结构有效的遏制了旋风子内部杂质飞溅问题，减少了杂质被上升气流带入出气缓冲腔的可能；有效的提升分离效率、加宽了理想流速范围。

Description

一种高效净化的旋风分离器

技术领域

本实用新型涉及天然气及工业气体杂质分离技术领域，更具体地说涉及一种高效净化的旋风分离器。

背景技术

天然气、煤气、液化石油气等管网气中含有一定量的液体和固体杂质，液体杂质主要有水和油，固体杂质有泥砂、岩石颗粒及长输管道内的铁锈等。这类杂质会影响后端设备的稳定运行，特别对过滤、计量及调压类设备的影响尤为严重，现常用旋风分离器对液固态杂质进行分离。

现行的旋风分离器的分离效率主要依靠旋风子产生的离心力，将液固态杂质甩向器壁，杂质沿器壁流向下方的积污腔，气相介质从上方进入主工艺管道，从而实现分离的目的。

在上述旋风分离器的分离过程中，介质进入离心区前，会经过一分配缓冲腔，腔内分布着数量不等的多根旋风子，排布方式有散落布置，也有沿旋风子进口顺时针切向布置或对称布置，介质直接进入腔内与旋风子撞击形成散乱气流，杂质飞溅，造成大量的能量损失。之后仅靠分离器前后压差作用进入旋风子，沿器壁作切向旋转运动，从而实现净化功能。离心区域的上行流，会将部分杂质直接带入后端工艺管道，降低净化效率。

另外，常规的旋风分离器，要保证理想的净化效率，旋风内部的流速需控制在20-25m/s区间内，但管道内流速在随下游用气量变化而不断变化，这就造成了旋风分离器的设计流量范围与实际工况背离的情况，当分离器在低流量工况运行时，净化效率变低或失效，使杂质进入后端，增加后端设备损坏风险。

还有，常规旋风分离器出气缓冲腔内因中心区域和外圆周区域排气管流速不同，形成一定的压力梯度，从而形成反向气流，最终形成乱流区造成分离效率降低。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种高效净化的旋风分离器，以解决现有技术中存在的杂质飞溅、上行流会将部分杂质直接带入后端工艺管道等问题。本实用新型通过在旋风子内设螺旋槽结构，有效的遏制了旋风子内部杂质飞溅问题，减少了杂质被上升气流带入出气缓冲腔的可能。同时螺旋槽起到了收集杂质的作用，直接将杂质分离，直接将杂质送入底部锥体，有效的提升分离效率的同时，也加宽了理想流速范围。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种高效净化的旋风分离器，包括壳体和若干螺旋旋风子组；

所述壳体内部从上至下依次设置有出气缓冲腔、进气缓冲腔和集污腔，所述出气缓冲腔、进气缓冲腔和集污腔上依次设置有出气管、进气管和排污管；

所述若干螺旋旋风子组均竖直分布在所述进气缓冲腔内，螺旋旋风子组包括从上至下依次设置的升气管、螺旋旋风子和下椎体；所述升气管顶端连通至所述出气缓冲腔，所述螺旋旋风子侧壁上开设有进气口，内壁开设有螺旋槽，所述螺旋槽向下延伸至所述下椎体，所述下椎体底端连通至所述集污腔。

进一步的是，所述进气管内设置有倾斜向内以使进气管内的进气腔体向内收缩的导流提速板。

进一步的是，所述升气管顶端出口的上方设置有挡板，所述挡板位于所述出气缓冲腔内。

进一步的是，若干螺旋旋风子沿进气管的进气方向在进气缓冲腔内呈轴对称分布，若干螺旋旋风子的进气口沿导流提速板切线方向逆时针顺序布置。

进一步的是，所述螺旋旋风子内的螺旋槽与螺旋旋风子的管轴线呈30°。

进一步的是，所述下椎体呈倒置的圆台型腔体结构。

进一步的是，所述壳体内部从上至下依次设置有上支撑板和下支撑板；所述上支撑板上方的腔体形成所述出气缓冲腔，所述上支撑板和下支撑板之间的腔体形成所述进气缓冲腔，所述下支撑板下方的腔体形成所述集污腔。

进一步的是，所述若干螺旋旋风子组固定装配在所述上支撑板和下支撑板上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的旋风分离器，螺旋旋风子侧壁上开设有进气口，内壁开设有螺旋槽，螺旋槽向下延伸至下椎体，螺旋旋风子内部的螺旋槽结构有效的遏制了旋风子内部杂质飞溅问题，减少了杂质被上升气流带入出气缓冲腔的可能；同时螺旋槽起到了收集杂质的作用，直接将杂质分离，直接将杂质送入底部锥体，有效的提升分离效率的同时，也加宽了理想流速范围。

本实用新型提供的旋风分离器，进气管内设置有倾斜向内以使进气管内的进气腔体向内收缩的导流提速板，导流提速板解决了常规旋风分离器的分气不均形成乱流的问题，同时实现了介质的局部加速，从而有效的扩展旋风分离器的理想流速范围。

本实用新型提供的旋风分离器，升气管顶端出口的上方设置有挡板，挡板位于出气缓冲腔内，螺旋旋风子组出口设挡板能对压力梯度，起到效果，从而减轻乱流，提升分离效率。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型俯视图中旋风子气流分布图；

附图标记：

1、壳体；2、螺旋旋风子组；3、出气缓冲腔；4、进气缓冲腔；5、集污腔；6、出气管；7、进气管；8、排污管；9、升气管；10、螺旋旋风子；11、下椎体；12、螺旋槽；13、导流提速板；14、挡板；15、上支撑板；16、下支撑板。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例1

一种高效净化的旋风分离器，如图1-3所示，包括壳体1和若干螺旋旋风子组2。

壳体1内部从上至下依次设置有出气缓冲腔3、进气缓冲腔4和集污腔5，出气缓冲腔3、进气缓冲腔4和集污腔5上依次设置有出气管6、进气管7和排污管8。

若干螺旋旋风子组2均竖直分布在进气缓冲腔4内，螺旋旋风子组包括从上至下依次设置的升气管9、螺旋旋风子10和下椎体11；升气管9顶端连通至出气缓冲腔3，螺旋旋风子10侧壁上开设有进气口，内壁开设有螺旋槽12，螺旋槽12向下延伸至下椎体11，下椎体11底端连通至集污腔5。

本实施例中，出气缓冲腔3、进气缓冲腔4和集污腔5分别用于出气缓冲、进气缓冲和排污收集；出气管6、进气管7和排污管8分别用于出气、进气和排污。

螺旋旋风子组2用于对物料（天然气、煤气、液化石油气等）中的液体和固体杂质进行螺旋旋风分离。其中，在螺旋旋风子10内壁开设有螺旋槽12，螺旋槽12向下延伸至下椎体11，螺旋旋风子组2的螺旋槽结构有效的遏制了旋风子内部杂质飞溅问题，减少了杂质被上升气流带入出气缓冲腔3的可能；同时螺旋槽12起到了收集杂质的作用，直接将杂质分离，直接将杂质送入底部下椎体11，有效的提升分离效率的同时，也加宽了理想流速范围。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上作进一步的阐述，如图2和3所示，进气管7内设置有倾斜向内以使进气管7内的进气腔体向内收缩的导流提速板13。

本实施例中，物料在进入进气管7后，经导流提速板13时，由于导流提速板13倾斜向内并使进气管7内的进气腔体向内收缩，因此对物料进行了导流和提速，解决了常规旋风分离器的分气不均形成乱流的问题，同时实现了介质的局部加速，从而有效的扩展旋风分离器的理想流速范围。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上作进一步的阐述，如图1所示，升气管9顶端出口的上方设置有挡板14，挡板14位于出气缓冲腔3内。

常规旋风分离器出气缓冲腔内因中心区域和外圆周区域排气管流速不同，形成一定的压力梯度，从而形成反向气流，最终形成乱流区造成分离效率降低。

本实施例中，在升气管9出口的正上方设置有挡板14，上行流沿升气管9经过挡板14对气流减速，气体从挡板14四周溢出，挡板14能对压力梯度，起到效果，从而减轻乱流，提升分离效率。

实施例4

本实施例在实施例3的基础上作进一步的阐述，如图3所示，若干螺旋旋风子10沿进气管7的进气方向在进气缓冲腔4内呈轴对称分布，若干螺旋旋风子10的进气口沿导流提速板13切线方向逆时针顺序布置。螺旋旋风子10内的螺旋槽12与螺旋旋风子10的管轴线呈30°。下椎体11呈倒置的圆台型腔体结构。

本实施例中，通过设置上述形式的螺旋旋风子组2，以对物料中的杂质进行螺旋旋风分离，遏制了旋风子内部杂质飞溅问题，减少了杂质被上升气流带入出气缓冲腔3的可能，有效的提升分离效率。

如图1所示，壳体1内部从上至下依次设置有上支撑板15和下支撑板16；上支撑板15上方的腔体形成出气缓冲腔3，上支撑板15和下支撑板16之间的腔体形成进气缓冲腔4，下支撑板16下方的腔体形成集污腔5。若干螺旋旋风子组2焊接在上支撑板15和下支撑板16上。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

在使用时，天然气从旋风分离器的进气管7进入进气缓冲腔4，在此过程中经过导流提速板13，导流提速板13可实现对介质的加速和导向，使介质沿切线方向加速进入若干螺旋旋风子组2内。

在螺旋旋风子组2内，螺旋旋风子10相对于传统的旋风子，在其内壁增设了一条螺旋槽12，螺旋槽12与管轴线呈30°，螺旋槽12延伸至下椎体11，介质沿切线方向加速进入螺旋旋风子10后，在螺旋槽12导流作用下形成涡旋气流向下，介质颗粒与尘埃在离心力作用下撞击设有螺旋槽12的螺旋旋风子10壁后减速，因自重原因下沉，同时介质颗粒与尘埃被螺旋槽12收集后，当到达下椎体11时，在下椎体11的聚集涡流作用下下行气流形成负压区转化为中心上行流，上行流沿升气管9向上，其出口正上方的挡板14对气流减速，气体从挡板14向四周溢出进入出气缓冲腔3，最后分离后的气体经出气缓冲腔3的出气管6排出，进入后端管网。

被分离的杂质经下椎体11进入集污腔5内，最后经集污腔5的排污管8被排出。

以上对本实用新型的实施方式进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种等同变型或替换，这些等同或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种高效净化的旋风分离器，其特征在于，包括壳体（1）和若干螺旋旋风子组（2）；

所述壳体（1）内部从上至下依次设置有出气缓冲腔（3）、进气缓冲腔（4）和集污腔（5），所述出气缓冲腔（3）、进气缓冲腔（4）和集污腔（5）上依次设置有出气管（6）、进气管（7）和排污管（8）；

所述若干螺旋旋风子组（2）均竖直分布在所述进气缓冲腔（4）内，螺旋旋风子组（2）包括从上至下依次设置的升气管（9）、螺旋旋风子（10）和下椎体（11）；所述升气管（9）顶端连通至所述出气缓冲腔（3），所述螺旋旋风子（10）侧壁上开设有进气口，内壁开设有螺旋槽（12），所述螺旋槽（12）向下延伸至所述下椎体（11），所述下椎体（11）底端连通至所述集污腔（5）。

2.如权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，所述进气管（7）内设置有倾斜向内以使进气管（7）内的进气腔体向内收缩的导流提速板（13）。

3.如权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，所述升气管（9）顶端出口的上方设置有挡板（14），所述挡板（14）位于所述出气缓冲腔（3）内。

4.如权利要求2所述的旋风分离器，其特征在于，若干螺旋旋风子（10）沿进气管（7）的进气方向在进气缓冲腔（4）内呈轴对称分布，若干螺旋旋风子（10）的进气口沿导流提速板（13）切线方向逆时针顺序布置。

5.如权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，所述螺旋旋风子（10）内的螺旋槽（12）与螺旋旋风子（10）的管轴线呈30^°。

6.如权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，所述下椎体（11）呈倒置的圆台型腔体结构。

7.如权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，所述壳体（1）内部从上至下依次设置有上支撑板（15）和下支撑板（16）；所述上支撑板（15）上方的腔体形成所述出气缓冲腔（3），所述上支撑板（15）和下支撑板（16）之间的腔体形成所述进气缓冲腔（4），所述下支撑板（16）下方的腔体形成所述集污腔（5）。

8.如权利要求7所述的旋风分离器，其特征在于，所述若干螺旋旋风子组（2）固定装配在所述上支撑板（15）和下支撑板（16）上。

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