內循環旋風分離器的製作方法

2023-11-02 07:59:57

專利名稱：內循環旋風分離器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣固幹法分離設備，特別是一種具有內循環分離結構的直流式旋風分離器。
目前，旋風分離器的結構形式主要有反轉式與直流式兩大類。反轉式旋風分離器的含塵氣體從分離器上部切向進入，其中的塵粒受離心力作用趨壁向下，匯集於分離器底部從排塵口排出；氣體旋轉向下至底端後反轉而上，從分離器頂部出氣管排出。這類旋風分離器的結構已屢經改進，如長錐體型、擴散錐型、帶旁室型、螺旋頂型、多孔切向進氣型、蝸殼人口型等，但總體上並未脫離傳統的反轉分離形式。因其進、出氣管靠近，器內氣固運動複雜，流場不規整，除了外旋向下又內旋向上的雙旋湍流流動，還有兩種流向相反的徑向流和許多局部位置的二次渦，故能量耗散一般較大，尤其對10微米以下細微粉塵的分離效率不高。直流式旋風分離器拉開了氣體進、出口位置，含塵氣流從分離器一端進入，通過人口軸向葉片產生旋轉除去塵粒後，淨氣直接從分離器另一端排出，濃相區氣塵則進入二次分離裝置。這樣的結構有利於消除反轉分離形式諸多不利於效率和壓降的因素，但軸向葉片產生的旋轉流場通常較弱，分離效率較低，濃相區氣塵的排離還需要額外的二次分離裝置，因而工業應用受到一定限制。
本實用新型的目的，是提供一種具有規整旋轉流場、強化氣塵分離的低阻高效型直流式旋風分離器。
為實現上述目的，本實用新型採用如下主要技術方案。
外筒體的頂端裝有螺旋面切向進氣管，底端與一集塵筒體連接並有排塵管。在筒體內部軸心上裝有內循環升氣管，其頂端封住底端敞口，上部周面均勻開有與管外含塵氣流旋轉方向一致的切向翼柵。濃相區氣體從升氣管底端進入，從升氣管上部翼柵開口處排出，切向匯人管外旋轉氣流，作為強化分離的二次風。內循環升氣管的下部管外套有分流筒體，筒體周壁亦開有切向翼柵沿圓周均布，開口朝向與氣流旋轉方向一致，以進一步除去氣體中的微粒，提高分離效率。分流筒體的底端連接螺旋面切向出氣管，從外筒體側面伸出。螺旋面切向出氣管的螺旋傾角的與筒體頂端的螺旋面切向進氣管相同或相近，二者配合使氣固分離的流場規整，減少能量耗散。
由於本實用新型的分離結構突破了傳統的反轉分離形式，並通過內循環設置，解決了直流式分離的旋轉流場強化和濃相流排離問題，故與旋風分離器的現有技術相比，本實用新型至少可以產生以下四個方面的積極效果1)取消了氣流的內旋與反轉，可從根本上消除反轉式旋風分離器內流場紊亂、能量耗散大和粉塵逃逸等不利現象，使壓力損失降低，分離效率提高。
2)設置分流筒體使濃相區氣體與稀相區、淨相區氣體分流，可以避免現有旋風分離器內部已沉積塵粒因與器壁衝撞反彈而重返淨氣流中的不利現象，提高細微粉塵的分離效率。
3)設置內循環升氣管使濃相區氣體在器內循環，作為強化分離的二次風，不僅可以強化直流式分離的旋轉流場，提高分離效率，而且還可以解決直流式分離的濃相流排離問題，提高了單體設備的應用能力。
4)設置氣體進、出口管的雙螺旋面切嚮導流裝置，可使氣塵分離的旋轉流場規整有序，大大降低壓力損失，同時有利於建立數學模型，進行工業裝置的性能預測與放大設計。
下面結合說明書附圖，對本實用新型的具體結構作詳細說明。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是
圖1的A-A平面剖視圖。
圖3是
圖1的B-B平面剖視圖。
外筒體7是一等徑或異徑的圓形筒體。筒體的頂端與螺旋面切向進氣管10的螺旋面導流蓋板垂直連接並封死。筒體的底端與集塵筒體2連接。
集塵筒體2是一圓錐形筒體，位於本實用新型的下部，底端接排塵管1。
螺旋面切向進氣管10由一段呈一定螺旋傾角的矩形進口管與一塊環狀的螺旋面導流蓋板連接而成，位於本實用新型的頂端。進口管的兩側壁面分別與外筒體7和內循環升氣管8的上部壁面相切。
分流筒體6套在外筒體7的內部。筒體壁面間隔開有長方形切向翼柵5，開口朝向與氣流的旋轉方向相同，沿圓周均布。筒體底端呈螺旋線形，與螺旋面切向出氣管3的螺旋面導流蓋板垂直連接並封死。定距杆4固定在外筒體7與分流筒體6之間，起定距和支撐作用。
螺旋面切向出氣管3由一段呈一定螺旋傾角的矩形出口管與一塊環狀的螺旋面導流蓋板連接而成。出氣管的兩側壁面分別與分流筒體6和內循環升氣管8的下部壁面相切，並從外筒體7的下部側面伸出。出氣管的螺旋傾角與進氣管10相近或一致。
內循環升氣管8位於本實用新型的軸心位置。上部是一段園形直管，頂端用圓形蓋板封死。園直管的壁面開有若干個長方形的切向翼柵9，為內循環氣體的出口。下部是一段直徑略小且底端帶有一擴錐形進氣口的垂直園管。中間由漸縮的圓錐形管過渡。切向翼柵9的開口朝向與管外含塵氣流的旋轉方向一致，開口位置按螺旋面切向進氣管10的螺旋傾角，從切點開始於一定轉角處，沿圓周均布。
因此，本實用新型的工作狀況為含塵氣流從螺旋面切向進氣管10進入後，沿外筒體7與內循環升氣管8之間的環隙空間高速旋轉而下。其中的塵粒在離心力作用下不斷向筒體7的壁面沉積，氣流則被分成貼近筒體7壁面的濃相區、靠近內循環升氣管8壁面的淨相區、和介於二者之間的稀相區。其中，淨相區氣流與稀相區氣流進入分流筒體6繼續高速旋轉，從切向翼柵5進一步除去少量因沉降速度小而來不及分離的細微粉塵後，作為淨化氣體從螺旋面切向出氣管3排出。而濃相區氣塵則通過分流筒6與外筒體7之間的環隙流道進入分流筒體6下方的降塵空間，塵粒由於減速和慣性沉降迅即從氣體中分離出來，匯集於集塵筒體2底端從排塵管1排出；氣體則進入內循環升氣管8向上旋轉，通過切向翼柵9返回到含塵氣體的入口空間，作為強化分離的二次風，重新開始一個完整的分離循環。
本實用新型在工業實施中可以單體使用，也可多體組合使用。
權利要求1.一種內循環旋風分離器，在外筒體(7)的頂端裝有螺旋面切向進氣管(10)，底端連接集塵筒體(2)並有排塵管(1)，下部側面開有出氣管口，其特徵在於1)在筒體(7)內部的軸線位置裝有一內循環升氣管(8)，其頂端封住，上部沿周面均勻開有帶切向翼柵(9)的循環氣體出口，切向翼柵(9)的開口朝向與管外含塵氣流的旋轉方向一致，底端敞口為循環氣體進口；2)在內循環升氣管(9)的下部管外套有分流筒體(6)，筒體(6)壁面亦開有切向翼柵(5)，開口朝向與氣流旋轉方向相同，沿圓周均布；3)在分流筒體(6)的底端連接螺旋面切向出氣管(3)，從外筒體(7)下部側面的出氣管口伸出，螺旋面切向出氣管的螺旋傾角與外筒體(7)頂端裝有的螺旋面切向進氣管相近，螺旋方向一致。
2.根據權利要求1所述的內循環旋風分離器，其特徵是所述的螺旋面切向進氣管(10)與螺旋面切向出氣管(3)均由一矩形管連接一環狀的螺旋面導流蓋板而成，進氣管(10)的兩側壁面分別與外筒體(7)和內循環升氣管(8)的上部壁面相切，出氣管(3)的兩側壁面分別與分流筒體(6)和內循環升氣管(8)的下部壁面相切。
3.根據權利要求1所述的內循環旋風分離器，其特徵是所述的內循環升氣管(8)上段是頂端帶有密封蓋板、周壁均勻開有切向翼柵(9)的園直管，下段是底端帶有擴錐形進氣口的園直管，中段是一過渡的錐形園管。
4.根據權利要求1所述的內循環旋風分離器，其特徵是所述的分流筒體(6)為一通過定距杆(4)固定在外筒體(7)內部的園直筒體，其底端呈螺旋線形，與螺旋面切向出氣管(3)的環狀螺旋面導流蓋板垂直連接並封住。
5.根據權利要求1所述的內循環旋風分離器，其特徵是所述的外筒體(7)是一圓形筒體，其頂端呈螺旋線形，與螺旋面切向進氣管(10)的環狀螺旋面導流蓋板垂直連接並封住。
專利摘要本實用新型涉及一種在外筒體內部裝有中心升氣管和分流筒體的內循環旋風分離器。它的進、出氣管均裝有螺旋面切嚮導流裝置,分別相切於外筒體與中心升氣管的上部和分流筒體與中心升氣管的下部,其配合作用使器內流場規整,能量耗散小。濃相區氣體通過中心升氣管在器內循環,形成強化分離的二次風,使分離效率提高。淨相區氣體則進入套置於中心升氣管外部的分流筒體,直接從螺旋面切向出氣管排出。本實用新型可廣泛用於化工、冶金、能源、建材、環保等工業領域的氣固幹法分離,具有低阻高效和處理量大的特點。
文檔編號B04C3/00GK2291974SQ9721870
公開日1998年9月23日 申請日期1997年6月10日 優先權日1997年6月10日
發明者張志群, 李景 申請人:北京化工大學