过滤效果可自动调整的旋风分离器及方法与流程

本发明涉及一种过滤效果可自动调整的旋风分离器及方法。

背景技术：

旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。

旋风分离器是利用惯性离心力的作用从气流中分离出尘粒的设备。主体的上部为圆筒形，下部为圆锥形。各部件的尺寸比例均标注于图中。含尘气体由圆筒上部的进气管切向进入，受器壁的约束而向下作螺旋运动。在惯性离心力作用下，颗粒被抛向器壁而与气流分离，再沿壁面落至锥底的排灰口。净化后的气体在中心轴附近由下而上作螺旋运动，最后由顶部排气管排出。通常，把下行的螺旋形气流称为外旋流，上行的螺旋形气流称为内旋流。内、外旋流气体的旋转方向相同。外旋流的上部是主要除尘区。旋风分离器内的静压强在器壁附近最高，仅稍低于气体进口处的压强，往中心逐渐降低，在气芯处可降至气体出口压强以下。旋风分离器内的低压气芯由排气管入口一至延伸到底部出灰口。因此，如果出灰口或集尘室密封不良，便易漏入气体，把已收集在锥形底部的粉尘重新卷起，严重降低分离效果。

旋风分离器的应用已有近百年的历史，因其结构简单，造价低廉，没有活动部件，可用多种材料制造，操作条件范围宽广，分离效牢较高，所以至今仍是化工、采矿、冶金、机械、轻工等工业部门里最常用的一种除尘、分离设备。旋风分离器一般用来除去气流中直径在5μm以上的尘粒。对颗粒含量高于200g/m3的气体，由于颗粒聚结作用，它甚至能除去3μm以下的颗粒。旋风分离器还可以从气流中分离出雾沫。对于直径在200μm以上的粗大颗粒，最好先用重力沉降法除去，以减少颗粒对分离器器壁的磨损，对于直径在5μm以下的颗粒，一般旋风分离器的扑集效率已不高，需用袋滤器或湿法扑集。此外，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。流量过大时，气体流速过快，气体中的颗粒不能有效沉淀，导致出气口中颗粒浓度过高，流速过小，会造成整体结构过滤效率低。

技术实现要素：

本发明针对传统旋风分离器除尘效果及设备阻力受气量波动影响严重的问题，提出了过滤效果可自动调整的旋风分离器。

一种过滤效果可自动调整的旋风分离器，其特征在于：包括圆锥形外筒、圆柱形内筒和自动控制单元；上述圆锥形外筒大端在上，小端在下，竖直布置；圆锥形外筒上端侧方安装进气管，上端顶部安装上端盖，下端安装排料管；上述进气管设有流量调节栅板安装槽，流量调节栅板安装槽中安装有可绕连接端部转动的流量调节栅板；上述上端盖中间安装气体出口管，气体出口管的外壁面沿轴开设有齿条槽和挡板槽，挡板槽内安装外筒透明挡板；上述圆柱形内筒同轴布置于圆锥形外筒中间，其下端位于圆锥形外筒中，上端穿出圆锥形外筒的气体出口管，并与气体出口管紧密接触；上述圆柱形内筒上半截的外壁面与所述齿条槽对应的位置安装有齿条，与外筒透明挡板对应位置安装内筒透明挡板；上述自动控制单元包括位于外筒透明挡板处的光电传感器，包括与所述流量调节栅板配合的调节凸轮，还包括与所述齿条配合的调节齿轮。

工作时，含尘气体通过进气管进入圆锥形外筒内部，尘粒通过排料管排出，洁净气体从圆柱形内筒下端进入，从气体出口管排出；光电传感器透过外筒透明挡板、内筒透明挡板实时监控气体出口管排出气体的透光度，并将信号传递给自动控制单元处理操作；上述自动控制单元通过光电传感器的传递信号，通过驱动调节凸轮带动流量调节栅板转动从而调节进气管的含尘气体流速，通过驱动调整齿轮带动内套筒上下移动从而调节圆柱形内筒底部与圆锥形外筒底部的相对位置从而调整过滤后气体的内部出口位置及出口相对大小。

上述自动控制单元根据光电传感器的传递信号，当进气管气流流速波动时，可以通过自动控制单元驱动凸轮，从而压动流量调节栅板转动，调整进气管截面面积，对气流流速进行补偿，从而保持气流流速稳定，同时光电传感器可监控气体出口处排出气体的透光度，通过上述实时数据驱动调整齿轮，从而实现圆柱形内筒底面与排料管底面相对位置的调整，最终实现对出口气体中颗粒浓度的实时调整，从而调整过滤后气体的内部出口位置及出口相对大小，使经过充足过滤的气体能够透过气体出口管排除。

附图说明

图1为过滤效果可自动调整的旋风分离器整体结构示意图；

图2为过滤效果可自动调整的旋风分离器圆锥筒体结构示意图；

图3为过滤效果可自动调整的旋风分离器剖切示意图

图4为过滤效果可自动调整的旋风分离器内套筒结构示意图；

图5为过滤效果可自动调整的旋风分离器结构俯视图；

图中标号名称：1—圆锥形外筒，1-1—气体出口管，1-1-1—凹槽，1-1-2—外筒透明挡板，1-1-3—挡板槽，1-2—上端盖，1-3—排料管，1-4—流量调节栅板安装，1-5—进气管， 2—自动控制单元， 3—流量调节栅板，4—凸轮，5—光电传感器，6—圆柱形内筒，6-1—齿条，6-2—内筒透明挡板，7—调节齿轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实现方式做详细说明。

一种过滤效果可自动调整的旋风分离器，包括圆锥形外筒1、圆柱形内筒6和自动控制单元2；上述圆锥形外筒1大端在上，小端在下，竖直布置；圆锥形外筒1上端侧方安装进气管1-5，上端顶部安装上端盖1-2，下端安装排料管1-3；上述进气管1-5设有流量调节栅板安装槽1-4，流量调节栅板安装槽1-4中安装有可绕连接端部转动的流量调节栅板3；

上述上端盖1-2中间安装气体出口管1-1，气体出口管1-1的外壁面沿轴开设有齿条槽1-1-1和挡板槽1-1-3，挡板槽1-1-3内安装外筒透明挡板1-1-2；

上述圆柱形内筒6同轴布置于圆锥形外筒1中间，其下端位于圆锥形外筒1中，上端穿出圆锥形外筒1的气体出口管1-1，并与气体出口管1-1紧密接触；上述圆柱形内筒6上半截的外壁面与所述齿条槽1-1-1对应的位置安装有齿条6-1，与外筒透明挡板1-1-2对应位置安装内筒透明挡板6-2；

上述自动控制单元2包括位于外筒透明挡板1-1-2处的光电传感器5，包括与所述流量调节栅板3配合的调节凸轮4，还包括与所述齿条6-1配合的调节齿轮7。

一种过滤效果可自动调整的旋风分离器的工作方法，工作时，含尘气体通过进气管1-5进入圆锥形外筒1内部，尘粒通过排料管1-3排出，洁净气体从圆柱形内筒6下端进入，从气体出口管1-1排出；

光电传感器5透过外筒透明挡板1-1-2、内筒透明挡板6-2实时监控气体出口管1-1排出气体的透光度，并将信号传递给自动控制单元2处理操作；

上述自动控制单元2通过光电传感器5的传递信号，通过驱动调节凸轮4带动流量调节栅板3转动从而调节进气管1-5的含尘气体流速，通过驱动调整齿轮7带动内套筒6上下移动从而调节圆柱形内筒6底部与圆锥形外筒1底部的相对位置从而调整过滤后气体的内部出口位置及出口相对大小。