专利名称：高效旋风分离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用离心力的作用来分离气体中粉尘的高效旋风分离器。
背景技术：
旋风分离器常用来分离气体中的粉尘，当气体中的粉尘随气流在旋风分离器内作旋转运动时，由于离心力的作用，气流中惯性质量较大的粉尘颗粒首先会偏离旋转运动的气流，朝旋风分离器的器壁运动，浓缩在旋风分离器的器壁附近并最终沿器壁落到高效旋风分离器的底部被集中排出，气体和惯性质量较小的粉尘颗粒则在旋风分离器内的圆筒壳体内作自上而下的大螺旋运动，进入锥筒壳体后气流会收缩螺旋运动半径并加速，惯性质量较小的粉尘颗粒也会被逐渐浓缩在旋风分离器的器壁附近并最终沿器壁落到旋风分离器的底部被集中排出，除尘后的气体再从旋风分离器的下部作自下而上的小螺旋运动，进入排气口并从排气管排出。现有的旋风分离器普遍存在的问题是由于在圆筒壳体上只设有一个进气管，含尘气流在进入圆筒壳体后，在圆筒形壳体2上端形成不对称的进气状态，由于进气气流流场不对称，造成的在圆筒形壳体2上端出现二次流，形成上灰环；此外，旋风分离器上部环行空间内沿器壁的含粉尘气流，在沿排气管外壁向下运动时，在排气管的进气口处会与作自下而上的小螺旋运动的清洁气流混合，使部分含粉尘颗粒直接从排气管排出，或者是含粉尘气流中的部分粗大颗粒与筒壁发生相互作用，产生弹跳现象，造成少量粗大颗粒直接从排气管排出，严重影响分离效率；在排尘口附近，由于向上返回的气流作用，也会造成粉尘返混进气流。在多管旋风分离器中，许多根旋风管共用进、排气室和灰斗，由于制造旋风管和安装位置的差异等因素，造成通过各旋风管的气流压降出现差异，进而造成气流在各旋风管之间窜流返混，降低了旋风分离器的分离效率。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种分离效率高，风阻小，能耗低，处理气量大，含尘气流对圆筒形壳体上部磨损少的高效旋风分离器。
本实用新型的另一目的是提供一种减少含尘气流对旋风分离器圆筒形壳体上部磨损的高效旋风分离器。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种高效旋风分离器，包括进气管、圆筒形壳体、排气管、锥筒形壳体、排尘口和位于锥筒形壳体下端的灰斗，所述进气管为两个或两个以上，其沿顺时针切向均匀分布于圆筒形壳体筒壁的上端，所述排气管的进气口端设有锥形的分流型芯管，分流型芯管的侧壁上设有若干个槽孔，槽孔的侧壁垂直于分流型芯管的侧壁或朝逆时针倾斜，分流型芯管下端口内径是圆筒形壳体内径的0.15～0.5倍，槽孔的流通面积之和是分流型芯管下端口面积的0.3～5倍，所述锥筒形壳体下端的外侧壁上锥角朝下地设有圆锥形的防返混锥，或在所述排尘口处锥角朝下地连接有圆锥形的开孔排尘锥，所述防返混锥的锥顶角为20°～50°，所述开孔排尘锥的锥顶角为8°～40°。
本实用新型的高效旋风分离器，其中所述进气管的内、外侧壁为弧形，其内侧壁为圆筒形壳体侧壁，外侧壁的圆弧半径大于圆筒形壳体侧壁半径。
本实用新型的高效旋风分离器，其中所述进气管的内外侧壁为平板形，并分别与圆筒形壳体侧壁相切。
本实用新型的高效旋风分离器，其中所述槽孔的侧壁与所述分流型芯管侧壁横截面上切线之间的夹角为90°～150°。
本实用新型的高效旋风分离器，其中所述分流型芯管下端口的面积与全部槽孔流通面积之和是排气管内径面积的0.5～1.6倍。
本实用新型的高效旋风分离器，其中所述防返混锥大端面积为所述排尘口面积的1.2～3倍，防返混锥高度是防返混锥大端直径的0.75～1.5倍，防返混锥小端面积为所述排尘口面积的15～75％，防返混锥大端侧壁上设有若干个对称布置的排尘孔，其小端设有若干个排尘槽，排尘孔和排尘槽的侧壁垂直于防返混锥的侧壁或朝顺时针方向倾斜，排尘孔和排尘槽的面积之和为所述防返混锥小端面积的5～60％。
本实用新型的高效旋风分离器，其中所述开孔排尘锥的大端侧壁与所述排尘口相连，其小端直径为大端直径的0.2～0.6倍，其高度是开孔排尘锥大端直径的1～1.5倍，其侧壁上设有若干个排尘孔和排尘槽，排尘孔和排尘槽的侧壁垂直于开孔排尘锥的侧壁或朝顺时针方向倾斜，排尘孔和排尘槽的面积之和为所述开孔排尘锥小端面积的3～52％。
本实用新型的高效旋风分离器，其中所述排尘孔为圆形或椭圆形，所述排尘槽为条形。
本实用新型的高效旋风分离器，其中所述排尘孔和所述排尘槽的侧壁与所述开孔排尘锥侧壁横截面上切线之间的夹角为90°～150°。
本实用新型的高效旋风分离器，其中所述开孔排尘锥侧壁与所述锥筒形壳体侧壁之间的夹角α为0～20°。
本实用新型的高效旋风分离器的优点和积极效果在于其进气管为两个或两个以上，沿顺时针方向切向均匀分布于圆筒形壳体筒壁的上端，使进气气流流场对称，可避免出现二次流，形成上灰环；再加上排气管的进气口端设有锥形的分流型芯管，锥筒形壳体下端锥角朝下地设有圆锥形的防返混锥或圆锥形的开孔排尘锥，故具有分离效率高，风阻小，能耗低，处理气量大，含尘气流对圆筒形壳体上部磨损少的特点。
以下结合附图对本实用新型的高效旋风分离器作进一步说明。
图1为本实用新型的高效旋风分离器的结构示意图的主视局部剖面图；图2是图1的弧形双进气管实施方式的横向剖面结构示意图；图3是图1的弧形三进气管实施方式的横向剖面结构示意图；图4是图1的另一种双进气管实施方式的横向剖面结构示意图；图5是图1的另一种三进气管实施方式的横向剖面结构示意图；图6是另一种分流型芯管的结构示意图的主视图；图7是图1的分流型芯管的结构示意图的俯视剖面图；图8为本实用新型高效旋风分离器的另一种实施方式结构示意图的主视局部剖面图；具体实施方式
由图1和图8可以看出，本实用新型的高效旋风分离器，包括进气管1、圆筒形壳体2、排气管4、锥筒形壳体3、排尘口5和位于锥筒形壳体3下端的灰斗6，所述进气管1为两个，也可以是两个以上，进气管1沿顺时针切向均匀分布于圆筒形壳体2筒壁的上端，所述排气管4的进气口端设有锥形的分流型芯管7，分流型芯管7的侧壁上设有若干个槽孔8，槽孔8的侧壁垂直于分流型芯管7的侧壁或朝逆时针方向倾斜，槽孔8可以是沿纵向的直条形，也可以是有序的曲线形，或者是如图6所示有序排列的圆孔型。
分流型芯管7的下端口9的内径是圆筒形壳体2内径的0.3倍，也可以是0.15～0.5倍，槽孔8的流通面积之和是分流型芯管7下端口9面积的2倍，也可以是0.3～5倍，所述锥筒形壳体3下端的外侧壁上锥角朝下地设有圆锥形的防返混锥10，或在所述排尘口5处锥角朝下地连接有圆锥形的开孔排尘锥11，所述进气管1也可以是沿逆时针方向切向均匀分布于圆筒形壳体2筒壁的上端，相应地分流型芯管7的侧壁上朝顺时针方向倾斜地设有若干个槽孔8。
由图2和图3可以看出，所述进气管1的内、外侧壁为弧形，其内侧壁为圆筒形壳体2侧壁，外侧壁的圆弧半径大于圆筒形壳体2侧壁半径。
由图4和图5可以看出，所述进气管1的内外侧壁为平板形，并分别与圆筒形壳体2侧壁相切。
由图7可以看出，槽孔8的侧壁与所述分流型芯管7侧壁横截面上切线之间的夹角Φ为135°，也可以是90°～180°。
所述分流型芯管7下端口9的面积与全部槽孔8流通面积之和是排气管4内径面积的1.1倍，也可以是0.5～1.6倍。
由图1还可以看出，所述防返混锥10的锥顶角为30°，也可以是20°～50°，防返混锥10大端面积为所述排尘口5面积的1.9倍，也可以是1.2～3倍，防返混锥10高度是防返混锥10大端直径的1.2倍，也可以是0.75～1.5倍，防返混锥10小端面积为所述排尘口5面积的55％，也可以是15～75％，防返混锥10大端侧壁上设有若干个对称布置的排尘孔12，其小端设有若干个排尘槽13，排尘孔12和排尘槽13的侧壁垂直于防返混锥10的侧壁或朝顺时针方向倾斜，排尘孔12和排尘槽13的面积之和为所述防返混锥10小端面积的45％，也可以是5～60％。
由图8可以看出，开孔排尘锥11的大端侧壁与所述排尘口5相连，开孔排尘锥11的锥顶角为30°，也可以是8°～40°，其小端直径为大端直径的0.4倍，也可以是0.2～0.6倍，其高度是开孔排尘锥11大端直径的1.2倍，也可以是1～1.5倍，其侧壁上设有若干个排尘孔12和排尘槽13，排尘孔12和排尘槽13的侧壁垂直于开孔排尘锥11的侧壁或朝顺时针方向倾斜，排尘孔12和排尘槽13的面积之和为所述开孔排尘锥11小端面积的32％，也可以是3～52％。如果进气管1是沿逆时针方向切向均匀分布于圆筒形壳体2筒壁的上端，相应地开孔排尘锥11侧壁上的排尘孔12和排尘槽13可朝逆时针方向倾斜。
所述排尘孔12为圆形或椭圆形，所述排尘槽13为条形。
所述排尘孔12和所述排尘槽13的侧壁与所述开孔排尘锥11侧壁横截面上切线之间的夹角为120°，也可以是90°～150°。
开孔排尘锥11侧壁与所述锥筒形壳体3侧壁之间的夹角α为10°，也可以是0～20°。
本实用新型的高效旋风分离器在使用时，含尘气流从两个进气管1进入，使进气气流流场对称，可避免出现二次流，排气管4的进气口端设有锥形的分流型芯管7可避免部分粗大颗粒与筒壁发生相互作用，产生弹跳现象，造成的少量粗大颗粒直接从排气管4排出，灰斗6内的排尘口5处锥角朝下地设有圆锥形的防返混锥10或圆锥形的开孔排尘锥11，可减少在排尘口附近由于向上返回的气流作用造成的粉尘返混进气流，影响分离效率。
实施例(一)旋风管直径为300mm，采用对称布置的双进气管1，所述进气管1的内、外侧壁为弧形，排气管4的直径为147mm，排气管4的进气口端安装有锥形的分流型芯管7，分流型芯管7侧壁上沿纵向设有18条3mm宽的槽孔8，槽孔8的中轴线与所述分流型芯管7侧壁横截面上切线之间的夹角φ为120°，排尘口5直径为125mm，防返混锥10的高度为375mm，防返混锥10的小端直径为85mm，其锥顶角为34°。以325目滑石粉进行冷态试验，入口处粉尘浓度为0.5～2g/m3，进气量为2000m3/h，其分离效率为99.2％。
权利要求1.高效旋风分离器，包括进气管(1)、圆筒形壳体(2)、排气管(4)、锥筒形壳体(3)、排尘口(5)和位于锥筒形壳体(3)下端的灰斗(6)，其特征在于所述进气管(1)为两个或两个以上，其沿顺时针切向均匀分布于圆筒形壳体(2)筒壁的上端，所述排气管(4)的进气口端设有锥形的分流型芯管(7)，分流型芯管(7)的侧壁上设有若干个槽孔(8)，槽孔(8)的侧壁垂直于分流型芯管(7)的侧壁或朝逆时针倾斜，分流型芯管(7)下端口(9)内径是圆筒形壳体(2)内径的0.15～0.5倍，槽孔(8)的流通面积之和是分流型芯管(7)下端口(9)面积的0.3～5倍，所述锥筒形壳体(3)下端的外侧壁上锥角朝下地设有圆锥形的防返混锥(10)，或在所述排尘口(5)处锥角朝下地连接有圆锥形的开孔排尘锥(11)，所述防返混锥(10)的锥顶角为20°～50°，所述开孔排尘锥(11)的锥顶角为8°～40°。
2.按照权利要求1所述的高效旋风分离器，其特征在于所述进气管(1)的内、外侧壁为弧形，其内侧壁为圆筒形壳体(2)侧壁，外侧壁的圆弧半径大于圆筒形壳体(2)半径。
3.按照权利要求1所述的高效旋风分离器，其特征在于所述进气管(1)的内外侧壁为平板形，并分别与圆筒形壳体(2)侧壁相切。
4.按照权利要求1、2或3所述的高效旋风分离器，其特征在于所述槽孔(8)的侧壁与所述分流型芯管(7)侧壁横截面上切线之间的夹角为90°～150°。
5.按照权利要求4所述的高效旋风分离器，其特征在于所述分流型芯管(7)下端口(9)的面积与全部槽孔(8)流通面积之和是排气管(4)内径面积的0.5～1.6倍。
6.按照权利要求1所述的高效旋风分离器，其特征在于所述防返混锥(10)大端面积为所述排尘口(5)面积的1.2～3倍，防返混锥(10)高度是防返混锥(10)大端直径的0.75～1.5倍，防返混锥(10)小端面积为所述排尘口(5)面积的15～75％，防返混锥(10)大端侧壁上设有若干个对称布置的排尘孔(12)，其小端设有若干个排尘槽(13)，排尘孔(12)和排尘槽(13)的侧壁垂直于防返混锥(10)的侧壁或朝顺时针方向倾斜，排尘孔(12)和排尘槽(13)的面积之和为所述防返混锥(10)小端面积的5～60％。
7.按照权利要求1所述的高效旋风分离器，其特征在于所述开孔排尘锥(11)小端直径为大端直径的0.2～0.6倍，其高度是开孔排尘锥(11)大端直径的1～1.5倍，其侧壁上设有若干个排尘孔(12)和排尘槽(13)，排尘孔(12)和排尘槽(13)的侧壁垂直于开孔排尘锥(11)的侧壁或朝顺时针方向倾斜，排尘孔(12)和排尘槽(13)的面积之和为所述开孔排尘锥(11)小端面积的3～52％。
8.按照权利要求6或7所述的高效旋风分离器，其特征在于所述排尘孔(12)为圆形或椭圆形，所述排尘槽(13)为条形。
9.按照权利要求8所述的高效旋风分离器，其特征在于所述排尘孔(12)和所述排尘槽(13)的侧壁与所述开孔排尘锥(11)侧壁横截面上切线之间的夹角为90°～150°。
10.按照权利要求9所述的高效旋风分离器，其特征在于所述开孔排尘锥(11)侧壁与所述锥筒形壳体(3)侧壁之间的夹角为0～20°。
专利摘要一种高效旋风分离器，包括进气管、圆筒形壳体、排气管、锥筒形壳体、排尘口和位于锥筒形壳体下端的灰斗，进气管为两个或两个以上，其沿顺时针切向均匀分布于圆筒形壳体筒壁的上端，排气管的进气口端设有锥形的分流型芯管，分流型芯管侧壁上设有若干个槽孔，槽孔的侧壁垂直于分流型芯管侧壁或朝逆时针倾斜，流型芯管下端口内径是圆筒形壳体内径的0.15～0.5倍，槽孔流通面积之和是分流型芯管下端口面积的0.3～5倍，锥筒形壳体下端外侧壁上锥角朝下地设有圆锥形的防返混锥，或在排尘口处锥角朝下地连接有圆锥形的开孔排尘锥。其目的是提供一种分离效率高，风阻小，能耗低，处理气量大，含尘气流对圆筒形壳体上部磨损少的高效旋风分离器。
文档编号B04C5/00GK2551346SQ0223589
公开日2003年5月21日 申请日期2002年5月17日 优先权日2002年5月17日
发明者刘隽人, 毛羽, 金友海, 时铭显, 张荣克, 王俊彪, 宣兴南 申请人:中国石油化工集团公司, 石油大学(北京), 中国石化工程建设公司