专利名称：输气管道高效旋风分离器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种输气管道高效旋风分离器，其适用于输气管道及其它气体处理过程中气体的净化。
在长距离输气管道中，气体中不可避免地含有少量固体和液体杂质，如泥沙、管道和设备中产生的腐蚀产物以及少量液态水和凝析油等杂质。这些粒度大小不同的固体和液体杂质不仅会磨损、堵塞、甚至损坏管道、设备、仪器和仪表等，影响正常输气，还会直接影响终端用户的气体质量，因此，长距离输气管道上必须安装气固(液)分离设备。目前使用的分离设备主要有重力式分离器和旋风分离器等，这些分离器普遍存在下述不足之处分离效率不高，不能很好地分离液体杂质，不能适应变气量输气，排尘(液)困难，只能人工排尘，费时费力，而且噪音大，不能适应长距离输气管道的要求。
本发明的目的在于提供一种分离效率高，既可以分离固体杂质又可以有效地分离液体杂质，而且能够适应变气量工况的输气管道高效旋风分离器。
本发明的一种用于输气管道的高效旋风分离器，其包含；一壳体1，该壳体1内孔腔由上隔板6和下隔板7分隔出排气室15、旋风分离室14和下灰斗13；含尘气体入口管2和净化气排出管4分别设置在排气室15的壳体1上，含尘气体入口管2水平进入排气室15，然后向下穿过上隔板6进入旋风分离室14；若干旋风管5设置在旋风分离室14内，下灰斗13的下部设有排尘口9；在旋风分离室14内的含尘气体入口管2的下端装配一预分离组件17，该预分离组件17由若干锥度相同、直径逐渐减小的锥形挡板件21顺序地彼此间隔地焊接在框架20上而形成，下隔板7设置成锥形，并且在下隔板的锥形底端开口接一排尘管19，该排尘管19穿过下灰斗13的底部与外部连通；在旋风分离室14内部设置喷水管11，上隔板6在壳体1内倾斜设置。
本发明所述的高效旋风分离器，其中，旋风管5的出气口39和出尘口40分别设置一法兰41，42。
本发明所述的高效旋风分离器，其中，在排气室15内接近上隔板6的较低处设置一上排尘口12。
本发明所述的高效旋风分离器，其中，在要求净化气体内所含灰尘颗粒为2-5μm以下时，在排气室15内装设若干个折叠式过滤器23或者将洁净气排气口3与一安装有折叠式过滤器23的单独过滤装置30直接连接，在排气室15和过滤装置30的壳体上都设置一放空口29、31。
本发明所述的高效旋风分离器，其中，折叠式过滤器23包含一折叠式滤筒24，一隔板26以及一反吹管28，所述折叠式滤筒24与所述隔板26下面固定，可以从喷管27对折叠式滤筒24进行脉冲反吹，也可以从反吹口28、35直接利用逆气流反吹折叠式滤筒24。
本发明所述的高效旋风分离器，其中，一底座47固定在隔板26上，一文氏管引射器25的出口置于底座空腔内，在文式管引射器25的凸缘和底座47之间设置有导杆48、50，在文式管引射器25和底座47之间设置有弹簧46、49，文氏管引射器25的出口与固定在隔板26上的底座47的上表面离开距离h，形成净化气流的环形通道45。
本发明所述的高效旋风分离器，其中，在旋风分离器的壳体1外围，包覆具有一定厚度由防声材料制成的、具有吸音结构的防噪声层16。
图1表示本发明中输气管道高效旋风分离器的局部剖开的结构示意图；图2表示本发明中旋风管的结构示意图；图3表示在图1所示的输气管道高效旋风分离器的排气室内安装有折叠式过滤器的局部剖开的结构示意图；图4表示单独的过滤装置的局部剖开的结构示意图；图5表示第一种折叠式过滤器的剖面示意图；图6表示第二种折叠式过滤器的剖面示意图；如图1和2所示，用于输气管道的高效旋风分离器包含一壳体1，该壳体1内孔腔由上隔板6和下隔板7分隔出排气室15、旋风分离室14和下灰斗13；含尘气体入口管2和净化气排出管4分别设置在排气室15的壳体1上，含尘气体入口管2水平进入排气室15，然后向下穿过上隔板6进入旋风分离室14；若干旋风管5设置在旋风分离室14内，下灰斗13的下部设有排尘口9；在旋风分离室14内的含尘气体入口管2的下端装配一预分离组件17，该预分离组件17由若干锥度相同、直径逐渐减小的锥形挡板件21顺序地彼此间隔地焊接在框架20上而形成，下隔板7设置成锥形，并且在下隔板的锥形底端开口接一排尘管19，该排尘管19穿过下灰斗13的底部与外部连通；在下灰斗13及旋风分离室14的上部设置喷水管10、11，上隔板6在壳体1内倾斜设置。在排气室15和下灰斗1 3的壳体上分别设置人孔3、22，在旋风分离室14的两相对侧分别设置两个检查孔18。预分离组件17的结构是由3-4个锥度相同、直径逐渐减小的锥形挡板件21顺序焊接在框架20上而形成。旋风管5的出气口39和出尘口40上分别焊有法兰41、42。在排气室15内、接近上隔板6的较低端处设置有排尘口12。
下面说明图1所示的高效旋风器的工作过程及各部件所起的作用。当含尘气体从入口管2进入进气管道后通过预分离组件17，气体中较大的固体杂质或液体被预分离组件17分离，落在呈锥形的下隔板7上，通过排尘管19从排尘口8排出；当杂质聚集的较多时，可以利用喷水管11喷水将杂质冲下来，由此减少大颗粒的粉尘或液体进入旋风分离室，从而减轻旋风管5的工作负荷。经过预分离的气体，由旋风管5进行进一步的固气或液气分离，经过分离的洁净气体从旋风管5出气口39进入排气室15；分离出的粉尘或液体从旋风管的出尘口40排出，进入下灰斗13，从下灰斗排尘口9排出，当杂质聚集的较多时，可以利用喷水管10喷水将杂质冲出来。
在本装置中使用的旋风管5的结构如图2所示，该旋风管5是根据输气管道操作条件进行优化组合及设计的高效旋风管，旋风管5的数量由输气量的大小决定。如果实际输气量低于设计额定气量，只需利用盲板堵住部分旋风管5的出气口39和出尘口40，即可适应减小气量的输气要求，且不会降低旋风分离室14的分离效率。当输气量重新增大时，只需拆去盲板，即可恢复该旋风管的分离作用。因此，通过这种简便易行的方法，就可以使旋风旋流器的分离效率基本保持恒定，而避免出现设备低效运转的情况。
当要求净化气体中所含粉尘颗粒在10-15μm以下时，就可以利用图1所示的设备，使含尘气体经过旋风分离室14进入排气室15，从净化气排气口4直接排出。当要求净化气体中所含粉尘颗粒在2-5μm以下时，如图3所示，就需要在排气室15内再安装若干个折叠式过滤器23，折叠式过滤器23通过其中的隔板26固定在壳体1上，隔板26将排气室15分为过滤室43和净化气排气室30，在过滤室43的壳体上设置一放空口29，在排气室30的壳体上设置一反吹口和一与引射器25正对的喷管27；或者采用图4所示的另一种方式，设置一个单独的过滤装置，其内安装若干个折叠式过滤器23，工作时就将过滤装置的进气口32通过管路(未示出)与图1所示的旋风分离器的净化气排出管4连接，从而起到进一步净化气体的作用。后一种方式的优点在于，在有不同工况要求的情况下，更便于拆装进一步过滤的装置。
图4所示的过滤装置的结构为在壳体37内安装图5所示的折叠式过滤器23，壳体37由隔板26分隔为过滤室43和净化气排气室30，在壳体下部设置有进气口32，过滤室内还设置有放空口31、排尘口33和入孔34；排气室的壳体上设置有正对折叠式过滤器23的引射器25的喷管27、反吹口35和排气口36。其工作过程与图3中装有折叠式过滤器的部分相同。
由于设置有折叠式过滤器，因此，就需要有使折叠式滤筒再生的反吹清灰过程。该反吹清灰过程有停气离线逆气流反吹清灰和不停气在线脉冲反吹清灰两种方式。如果采用停气离线逆气流反吹清灰方法时，所采用的设备是保留折叠式滤筒24和隔板26，不需要设置引射器25及喷管27，折叠式滤筒24通过将隔板26固定在壳体上而得以固定，同时，在壳体上设置一反吹口28、35和放空口29、31。清灰时，需先关闭进气阀门停止运行，再打开反吹口阀门，然后，从放空口泄气降压，以使净化气体从反吹口进行逆流反吹清灰，然后，再打开含尘气体进气阀门恢复运行。较好的方法是，采用逆气流反吹方法时，设置两台以上的过滤器并联操作，其中一台停气反吹清灰，其余各台照常运行操作。
采用不停气在线脉冲反吹清灰方法时，采用的折叠式过滤器的结构如图5、6所示，下面分别对图5、6所表示出的折叠式过滤器主要结构和操作过程进行说明。
如图5所示，底座47靠螺钉固定在隔板26上，或直接同轴安装在折叠式滤筒24的上口。文氏管引射器25出口处带有凸缘的部分位于底座47内。弹簧46在底座47圆周上间隔均布的4-6块定位板支撑的顶板和与引射器25外圆周固定的固定环44之间固定，在弹簧的作用下，文氏管引射器25被顶起一定高度h，从而在底座47和文氏管引射器25的凸缘之间形成作为过滤后的净化气流通过的环形分流通道45，4-6根导杆48利用已有技术将在顶板内外两侧的导杆48上拧有螺母，将导杆48固定在顶板上，该导杆的长度将文氏管引射器25被顶起的高度限制为h。底座47按照传统方法根据需要加工而成。4-6支弹簧46的工作负荷，应稍大于文氏管引射器25的重量。脉冲反吹清灰时，依靠自喷管27向下喷出的压缩空气流的冲力，将文氏管引射器25的凸缘压在底座47上，关闭环形分流通道45，在底座47和隔板26之间设有橡胶垫片，其起到密封和缓冲向下冲击力的作用，其中喷管喷出的净化气体的压力高于操作压力0.5-0.6MPa。反吹停止时，文氏管引射器25重新被弹簧46顶起h距离，恢复其分流作用。
如图6所示，底座47靠螺钉固定在隔板26上，或直接同轴安装在折叠式滤筒24的上口。出口处带有凸缘的文氏管引射器25位于底座47孔腔内，利用沿底座47圆周间隔均布的4-6块定位板定位对中。文氏管引射器25的凸缘，靠套在导杆50上的4-6根压缩弹簧49顶起一定高度h，在凸缘的下表面和固定在隔板26上的底座47的上表面之间形成环形分流通道45，使过滤后的净化气流通过，与各个弹簧对应的4-6根导杆50，一端利用已有技术例如螺纹连接固定在凸缘下面，另一端从底座47下面的底板上比导杆50大的孔中可滑动地穿出，在穿过底板的导杆50的端部设有螺母，通过调节该螺母，将文氏管引射器25被顶起的高度限制为h，导杆50还起到对弹簧49导向的作用。底座47按照传统方法根据需要加工而成。4-6支弹簧49的总工作负荷，应稍大于文氏管引射器25、凸缘及导杆50的总重量。脉冲反吹清灰时，依靠正对引射管25入口设置的喷管27向下喷出的压缩空气流的冲力，将文氏管引射器25的凸缘压在底座47上，关闭环形分流通道45，此时，固定在底座47上的橡胶垫圈起到密封和缓冲向下冲击力的作用。反吹停止后，文氏管引射器25又重新被弹簧49顶起，恢复其分流作用。凸缘被顶起的高度h，应使所形成的环形分流通道45及喉管通道总的气流速度保持在10-15米/秒左右。
在图1、3所示的三个排尘(液)口，即进气排尘口8、下灰斗排尘口9和上排尘口12中，各排尘口均有两种排尘方式，一种是利用手动球阀控制的人工排尘(液)，另一种是用电动球阀控制的自动排尘(液)。为了防止排尘口堵塞和便于排尘(液)，在旋风分离室及下灰斗的上部均设置有喷水管11、10，以便必要时用水冲洗。
为了解决噪声过大的问题，在壳体外包覆一定厚度的由防声材料制成的、具有吸音结构的防噪声层16，同时还起到外保温层的作用。
权利要求
1.一种用于输气管道的高效旋风分离器，其包含一壳体(1)，该壳体(1)内空间由上隔板(6)和下隔板(7)分隔出排气室(15)、旋风分离室(14)和下灰斗(13)；含尘气体入口管(2)和净化气排出管(4)分别设置在排气室(15)的壳体(1)上，含尘气体入口管(2)水平进入排气室(15)，然后向下穿过上隔板(6)进入旋风分离室(14)；若干旋风管(5)设置在旋风分离室(14)内，下灰斗(13)的下部设有排尘口(9)；其特征在于在旋风分离室(14)内的含尘气体入口管(2)的下端装配一预分离组件(17)，该预分离组件(17)由若干锥度相同、直径逐渐减小的锥形挡板件(21)顺序地彼此间隔地焊接在框架(20)上而形成，下隔板(7)设置成锥形，并且在下隔板的锥形底端开口接一排尘管(19)，该排尘管(19)穿过下灰斗(13)的底部与外部连通；在旋风分离室(14)内部设置喷水管(11)，上隔板(6)在壳体(1)内倾斜设置。
2.根据权利要求1所述的高效旋风分离器，其特征在于旋风管(5)的出气口(39)和出尘口(40)分别设置一法兰(41，42)。
3.根据权利要求2所述的高效旋风分离器，其特征在于在排气室(15)内接近倾斜设置的上隔板(6)的较低处设置一上排尘口(12)。
4.根据权利要求1所述的高效旋风分离器，其特征在于在要求净化气体内所含灰尘颗粒为2-5μm以下时，在排气室(15)内装设若干个折叠式过滤器(23)或者将洁净气排气口(3)与一安装有折叠式过滤器(23)的单独过滤装置(30)直接连接，在排气室(15)和过滤装置(30)的壳体上都设置一放空口(29，31)。
5.根据权利要求4所述的高效旋风分离器，其特征在于折叠式过滤器(23)包含一折叠式滤筒(24)，一隔板(26)以及一反吹管(28)，所述折叠式滤筒(24)与所述隔板(26)下面固定，直接利用逆气流反吹折叠式滤筒(24)。
6.根据权利要求5所述的高效旋风分离器，其特征在于一底座(47)固定在隔板(26)上，一文氏管引射器(25)的出口置于底座空腔内，在文式管引射器(25)的凸缘和底座(47)之间设置有导杆(48，50)，在文式管引射器(25)和底座(47)之间设置有弹簧(46，49)，文氏管引射器(25)的出口与固定在隔板(26)上的底座(47)的上表面离开距离h，形成净化气流的环形通道(45)。
7.根据上述权利要求中任何一项所述的高效旋风分离器，其特征在于在旋风分离器的壳体(1)外围，包覆具有一定厚度由防声材料制成的、具有吸音结构的防噪声层(16)。
全文摘要
一种用于输气管道的高效旋风分离器包含一壳体,其内腔由上隔板和下隔板分隔出排气室、旋风分离室和下灰斗;含尘气体入口管和净化气排出管分别在排气室的壳体上;若干旋风管位于旋风分离室内,下灰斗底部有排尘口;在旋风分离室内的含尘气体入口管的下端装配预分离组件,下隔板设置成锥形,并且在下隔板的锥形的底端开口接一排尘管通过进气排尘口与外部连通,在旋风分离室上部设置喷水管,上隔板在壳体内倾斜设置。
文档编号B04C5/00GK1373010SQ0110924
公开日2002年10月9日 申请日期2001年2月28日 优先权日2001年2月28日
发明者刘隽人, 何其翔, 孙国刚, 时铭显 申请人:石油大学(北京), 北京市联华粉体工程技术开发公司