专利名称：高浓度粉气混合物旋流分配器的制作方法
技术领域：
本发明涉及到高浓度粉气两相混合物(混合比大于20kg粉/kg气)的旋流分配装置，可广泛用于所有高浓度粉状物料的“一点供料、多点用料”过程的实现。如高炉富氧煤粉喷吹时高浓度煤粉在高炉炉前的均匀分配。
美国专利320449442及4527776介绍的分配装置是一个中心装有粉气供应入口的直立圆筒，在圆筒侧壁同一水平面上设有许多等角布置的出口以达均匀分配粉料的目的，直立圆筒底部为倒锥形以防粉料沉积。为改进这种结构的分配装置中出现的因入射粉气流与中心位置的偏差而导致的不均匀分配，美国专利4027920在直立圆筒中心增加一个空心圆筒以保持入射的粉气流的中心方位从而均匀分配粉料。前苏联专利885293、日本专利59211513也提出了与之类似的分配装置。
前东德经常使用锥形分配装置，它是中心装有分配锥、粉料进入分配装置后由分配锥分割成多个相等的扇形流股从出口流出来均匀分配粉料的。我国专利CN038600U在结构上与该锥形分配装置相似。
以上各种粉气混合物分配装置输料能力小，只能对稀相粉气流均匀分配，而高浓度粉气混合物(尤其是混合比大于20kg粉/kg气时)的分配偏差大；同时由于稀相粉气流在分配装置内速度高，分配装置磨损严重，使用寿命短。此外，这些分配装置均要求进口在垂直方向且必需保证足够长的垂直进口段便现场安装不便。
本发明的目的是提供一种适于高浓度高混合比粉气两相混合物均匀分配、设计合理、使用寿命长、制造安装简便的旋流分配装置。
本发明旋流分配器的
附图1是本发明分配装置的结构图，附图2是其局部剖示图，其旋流分配器的结构(1)半球形顶盖，(2)中心空心圆筒，(3)直立外圆筒，(4)圆盘形底座，(5)进口，(6)出口，(7)螺栓，(8)环形槽，(9)堆焊材质，(10)定位销钉。
本发明旋流分配装置的内容是由半球形顶盖(1)、圆柱主体(包括中心空心圆筒(2)和直立外圆筒(3))和圆盘形底座(4)组成。高浓度粉气流由设在中心空心圆筒(2)和直立外圆筒(3)之间的下部的进口(5)进入分配装置后形成沿直立外圆筒(3)内侧壁的螺旋上升的均匀贴壁流，经由半球形顶盖(1)从中心空心圆筒(2)顶部均匀旋转下降至底部，由底部圆盘形底座(4)上均匀分布的出口(6)均匀流出。中心空心圆筒(2)与直立外圆筒(3)之间的流场和中心空心圆筒(2)内的流场均保持强旋流。
进口(5)不与直立外圆筒(3)相连的一端制成法兰状与输料总管相连，进口(5)可设在直立外圆筒(3)圆周方向的任意切向位置。出口(6)等角均匀分布在圆盘形底座(4)上並加工出内螺纹与各支管相连。进口(5)与出口(6)总横截面积之比为1∶(0.5～1)，进口(5)与中心空心圆筒(2)横截面积之比为(0.005～0.015)∶1，进口(5)内径与直立外圆筒(3)高度之比为1∶(2.5～4)，半球形顶盖(1)球内半径为中心空心圆筒(2)内径与进口(5)内径之和的(1～1.5)倍，中心空心圆筒(2)伸入半球形顶盖(1)部分的高度为半球形顶盖(1)球内半径的(0.3～0.6)倍，中心空心圆筒(2)顶部外缘有倒角，圆盘形底座(4)中心处球形腔的球内半径与半球形顶盖(1)的相同。
为防止粉料渗漏，半球形顶盖(1)-圆柱主体-圆盘形底座(4)相连接时需加垫片，连接面加工成附图1所示的具有凹或凸缘的形状及环形槽(8)，环形槽(8)内有密封圈，用螺栓(7)(均匀分布，视具体条件定其数量)连接本发明半球形顶盖(1)、直立外圆筒(3)和圆盘形底座(4)，为装配定位方便，在底座(4)上有至少3个以上等角布置定位销钉(10)，圆柱主体上加工相应的定位孔。
为延长使用寿命，本发明涉及的旋流分配装置采用高强度耐磨铸铁HT337，进口(5)、出口(6)内表面采用等离子喷涂Al2O3或Si02等氧化物耐磨处理，圆盘形底座(4)中心采用先堆焊667焊料，后加工成与半球形顶盖(1)具有相同球内半径的球形空腔形状。
采用本发明设计了一种适于1500m3以上高炉、总风量在1000～1500Nm3/h条件下喷吹高浓度高混合比(大于20kg煤粉/kg空气)煤粉的旋流分配装置，其进口、出口内径分别为89mm和25.4mm，12个出口，中心空心圆筒内径及高度分别为410mm和413mm，直立外圆筒高度为243mm，半球形顶盖球内半径为330mm。
采用本发明亦设计了一种适于总风量在35～70Nm3/h，混合比在20～60kg粉/kg气的旋流分配装置，其进口、出口内径分别为25.4mm和9mm，12个出口，中心空心圆筒内径及高度分别为85mm及140mm，直立外圆筒高度为110mm，半球形顶盖球内半径为147mm。试验表明本发明的旋流分配装置的分配偏差在5％左右，分配精度高，试验结果见表1，表1中n＝12分配偏差＝
表1高浓度粉气混合物旋流分配装置试验结果
>本发明高浓度粉气混合物旋流分配装置与现有的粉末分配装置相比输料能力大，分配精度高，加工制造及安装简便，使用寿命长等特点。
权利要求
1.一种用于高浓度粉气混合物如煤粉-空气(混合比大于20)、具有中心空心圆筒、进口在切向、进出口设在水平方向的旋流分配装置，其特征在于包括半球形顶盖(1)、圆柱主体(由中心空心圆筒(2)和直立外圆筒(3)组成)及圆盘形底座(4)，进口(5)在直立外圆筒(3)的下部切向进入分配装置，出口(6)辐射状均匀分布在圆盘形底座(4)上。
2.根据权利要求1所述旋流分配装置，其特征在于进口(5)和出口(6)的总横截面积之比为1∶(0.5～1)，进口(5)与中心空心圆筒(2)横截面积之比为(0.005～0.015)∶1，进口(5)直径与直立外圆筒(3)高度之比为1。(2.5～4)，进口(5)的切向方向可由右方向或左方向切向布置，半球形顶盖(1球内半径为中心空心圆筒(2)直径与进口(5)直径之和的(1～1.5)倍，中心空心圆筒(2)伸入半球形顶盖(1)的部分的高度为半球形顶盖(1)球内半径的(0.3～0.6)倍，中心空心圆筒(2)顶部外缘有倒角，圆盘形底座(4)中心处的球形空腔的球内半径与半球形顶盖(1)的相同。
3.根据权利要求1所述旋流分配装置，其特征在于半球形顶盖-圆柱主体-圆盘形底座由均匀分布的螺栓(7)连接，连接面具有凹或凸缘及环形沟槽(8)，槽内设有密封圈。
4.根据权利要求1所述旋流分配装置，其特征在于圆盘形底座(4)中心处为焊667堆焊(9)加工成与半球形顶盖(1)球内半径相同的球形空腔形状，圆盘形底座(4)上设有均匀分布定位销钉(10)，相应在圆柱主体上加工定位孔。
5.根据权利要求1所述旋流分配装置，其特征在于采用HT337高强度耐磨灰铸铁，进口(5)、出口(6)内表面采用等离子耐磨喷涂A12O3、SiO2等氧化物处理。
6.根据权利要求1～5所述旋流分配装置，设计了一种适于高浓度高混合比(混合比大于20)煤粉-空气混合物在1500m3以上容积高炉、总风量在1000～1500Nm3/h条件下进行高炉富氧煤粉喷吹时的旋流分配装置，其特征在于进口、出口内径分别为89mm和25.4mm，12个出口，中心空心圆筒内径及高度分别为410mm及413mm，直空外圆筒高度为243mm，半球形顶盖球内半径为330mm。
7.根据权利要求1～3所述旋流分配装置设计了一种适于总风量在35～70Nm3/h的旋流分配装置，其特征在于进口、出口内径分别为25.4mm及9mm，12个出口，中心空心圆筒内径及高度分别为85mm及140mm，直立外圆筒高度为110mm，半球形顶盖球内半径为147mm。
全文摘要
本发明涉及一种把单一总管中高浓度粉气两相混合物(混合比在20kg/kg以上)均匀分配到各支管的分配装置，特别适用于高炉富氧喷吹高浓度煤粉时煤粉在炉前的分配。
文档编号C21B7/00GK1114630SQ9410732
公开日1996年1月10日 申请日期1994年7月2日 优先权日1994年7月2日
发明者沈颐身, 洪江, 刘述临 申请人:北京科技大学