专利名称：复合式高效旋风除尘器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种在多级离心力场复合情况下，将气体中含有的固体或液体微粒分离出去，并能在扩压器中将气体的动能转化为压力能以减少压力损失的净化气体设备。具体涉及一种复合式高效旋风除尘器。
背景技术：
利用机械力来捕集分离气体中含有的固体或液体微粒(以下统称含有固体或液体微粒的气体为含尘气体)，离心力除尘装置是其中最有效的，旋风除尘器是离心除尘装置中最常用的一种。
旋风除尘器大致分为两类(1)切流反转式，含尘气体切向进入，先下旋后上旋，从中间流出；(2)轴流式，通过导流叶片使气体在旋风器内旋转。这种除尘器一般比切流反转式除尘效率低一些，但处理气体的流量较切流式大。导流叶片产生的离心力常常不够，除尘精度不高。为此，常通过旋风子变细的办法来提高除尘精度，但常常仍不够理想。如有一种叫涡旋管分离器，当涡旋管分离器的直径小到25毫米时，它分离出去绝大部分粒子的粒径还大于10微米。而对于立式多管旋风除尘器，当旋风子直径大到250毫米时，导向器为螺旋型，当粒径为7微米时，除尘效率仍可达到75％以上。
已有资料载明，有关旋风器压力损失的结论压力损失的大部分(50-60％，有时达87％)并不对捕集分离起作用，而是在芯管内白白地消耗掉了，这充分说明旋风器仍存在很大潜力。前人已经用多个旋风子并联的办法解决旋风器的流量问题，用串联除尘器的办法解决单个除尘器除尘精度不高的问题。但串联必使阻力倍增，没有解决压力损失大部分白白耗掉的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑，除尘效率高，可捕集分离小粒子(5微米)节省能源的，将离心力场直接串联的复合式高效旋风除尘器。
本发明的技术方案如下一种复合式高效旋风除尘器，包括壳体和在其下侧壁设置的若干个灰尘收集箱，在壳体的内部分别设置有隔板，将壳体的内腔分隔为进气粗除尘室和净化气体排出室，进气粗除尘室和净化气体排出室之间设置一个或多个旋风子组件。上述旋风子组件由一端封闭且在侧壁上开有切向缝隙的圆筒、导向螺旋和扩压器组成，导向螺旋安装在圆筒的一端，扩压器安装在圆筒的另一端。其中导向螺旋可以设置1个或者2个。为了提高分离效率，也可在导向螺旋和之间设置导向叶轮，同时在圆筒中部侧开有小灰口。
为保持各个旋风子的压力状态相近，在净化气体排出室中也可斜置一个钢丝排气滤网。排气滤网主要起分流作用，它比进气滤网细一些，如果有漏掉的较大尘粒或在扩压器新形成的较大尘粒，排气滤网同时也有一定的过滤作用。灰尘收集箱、进气粗除尘室、旋风子组件和净化气体排出室分别收集相应部分的灰粒。
为利用重力对尘粒收集的作用，旋风子组件的轴线和水平面之间有一定的夹角(10°-30°)，左低右高。在旋风子组件左端底部中间还可以开一个小孔，能提高除尘效率。
进气粗除尘室和净化气体排出室通过法兰和外管道相连。进，排气法兰中心位于同一条直线上，该直线垂直于水平面。本实用新型结构紧凑、除尘精度高(可捕集5微米以下的尘粒)、除尘效率高(超过95％)。
图1实施例1的结构示意图图2实施例1中的旋风子结构示意图图3实施例1旋风子中切向进气缝隙的结构示意图图4实施例2的结构示意图图5实施例2中的旋风子结构示意图图6实施例3的结构示意图图7实施例3中的旋风子结构示意图其中1壳体 2进气粗除尘室3粗除尘滤网 4旋风子组件5切向缝隙 6导向螺旋7导向叶轮 8扩压器9中心小孔 10、11、12、13灰尘收集箱14、15、16隔板17净化气体排出室18排气滤网19小灰口20导向螺旋21、22小灰口23圆筒
具体实施方式
实施例1.由切向进气具有导向螺旋旋风子组件并联的旋风除尘器如图1所示，旋风除尘器壳体1和隔板14，16将旋风器分成三个部分前面(左)为进气粗除尘室2，中间是若干个并联的旋风子4，后面(右)是净化气体排出室17。进气粗除尘室2安置一个粗除尘滤网3，滤网3所截流的大尘粒由灰尘收集箱10收集。净化气体排出室17内也安置一个比粗除尘滤网3细一些的排气滤网18，排气滤网18截流的较大尘粒由灰尘收集箱13收集。
如图2、3所示。旋风子组件4是前端封闭的圆筒23，靠近前端圆筒23壁上均匀开四条切向缝隙5，使气流通过时沿着圆筒23切线方向旋转。为加强旋转，在切向缝隙5右面安装导向螺旋6，螺旋6的旋转方向和经缝隙5气流旋转方向相同。螺旋6的螺旋角在4°至8°之间。导向螺旋6右边的旋风子内壁渐渐收缩，收缩角度为20°-25°，最右端是扩压器8，设计为类似于文丘里管的喉部和扩压管。扩压管的扩张角是6°-7°。喉部外缘和旋风子组件4的圆筒23内壁之间有空隙，供分离出来的尘粒通行。喉部长度和扩压器进气口直径相近。在离心力作用下抛到旋风子组件4外部的尘粒又在重力作用下，沉降到灰尘收集箱12中。
如果含尘气体中含有水蒸气或其它可凝结蒸汽，扩压器8喉部气流速度保持在50-80米/秒，扩压器8出口气流速度15-20米/秒，在喉部由于气流速度变大而降温，有可能使蒸汽在气流中微小微尘周围凝结成液珠，小微粒之间可粘接成大颗粒，气体流到净化气体排出室17后，被室中排气滤网18所阻截，在灰尘收集箱13中收集。
实施例2.由切向进气具有导向螺旋和中心小孔旋风子组件并联的旋风除尘器如图4，5所示，旋风除尘器壳体1和隔板14，16将旋风除尘器分成三个部分前面(左)为进气粗除尘室2，中间是若干个并联的旋风子组件4，后面(右)是净化气体排出室17。
旋风子组件4的外形是一个圆筒23，左端封闭，中间开一个中心小孔9，边缘开一个小灰口19，往右是导向螺旋6，在圆筒23壁上均匀开四条切向缝隙5，在切向缝隙5的右面又安装另一个导向螺旋20，6和20可以连接起来，导向螺旋6、20和切向缝隙5都使气流同向旋转。在导向螺旋20的右端安装扩压器8，灰尘从扩压器8外面抛出，而在扩压器内较纯净的气流将恢复部分压力。其中导向螺旋20为定直径螺旋，螺旋角为4-8°。
由于离心力的作用，在切向缝隙5左右两个小圆筒都会有旋转灰环形成，对于右边，灰环前进到扩压器8前面，从扩压器8外缘抛到旋风子组件4的外面，在重力作用下被收集到灰尘收集箱13中。对于左边的灰环，移动到圆筒左边底部，将从灰口19抛出。一部分灰尘进入灰尘收集箱10，同时也有少量气体伴随灰尘流到旋风子外面。由于气体旋转，中心轴线附近将形成低压，旋风子组件外面含尘气体从底部中心小孔9流进旋风子组件4，其内外气体的循环流动有利于微细粒子的分离。
实施例3.为切向进气具有导向螺旋和导向叶轮旋风子组件并联的旋风除尘器如图6，7所示，这种旋风除尘器同样分成三个部分两端分别为进气粗除尘室2和净化气体排出室17。中部为若干个并联的旋风子组件4，包含前后两部分离心力场的串联，前面是由从缝隙5切向进气和导向螺旋6建立的离心力场，后面是导向叶轮7和另一个导向螺旋20加强的离心力场，这两个离心力场都要将气体中的尘粒外抛，通过小灰口21、22由两个灰尘收集箱11，12分别收集，需要用隔板14将下沉的灰尘隔开。其中导向叶轮7的倾斜角为25-30°，叶片的旋转方向和导向螺旋6的旋转方向相同。
本实用新型的工作过程如下工作时，含尘气体首先进入进气粗除尘室2，粗除尘滤网3将气流中的粗颗粒去除，粗颗粒在重力作用下收集在灰尘收集箱10中，这不但降低了旋风子组件4进气中含尘浓度，而且防止粗颗粒灰尘对切向缝隙5及其通路的堵塞。含尘气体从切向缝隙5进入旋风子组件4之后，变成旋转运动，导向螺旋6加强了这种旋转。这个离心力场将大部分灰尘抛到旋风子组件4的外面，在重力作用下被收集到灰尘收集箱11中。这样大大降低了气体中尘粒浓度。导向叶轮7插入到切向进气的离心力场之中，被切向进气的离心力场净化的气体进入导向叶轮7后，旋转加强，又有导向螺旋20加强离心力，气体中被切向进气离心力场除尘后剩余的较小尘粒，会被导向叶轮离心力场经扩压器8外缘抛到旋风子组件4的外面，在重力作用下收集在灰尘收集箱12中。被两个离心力场净化的气体在旋风子组件4内流过扩压器8，可以将气体动能转变为压力能。由于扩压器8基本上是按文丘里管设计的，在其喉部由于速度高，气体降温，如果气体中含有较丰富的水蒸气或其它易凝结蒸汽，在扩压器8喉部就会出现蒸汽凝结，即在经过两级离心力场净化的气体中，以更细颗粒为核心，凝成小液滴，小液滴间如果有碰撞，还会形成更大颗粒，流进净化气体排出室17，受到排气滤网18阻截后，在重力作用下落入灰尘收集箱13中。
复合式旋风除尘器可以适应各种粉尘负荷，0.01mg/m3～500g/m3的含尘气流，旋风除尘器都可以捕集分离。除尘效率可达95％以上，即使捕集分离5微米的粉尘效率还是很高的(可达82％)。如果含尘气体中含有较丰富的水蒸气或其它易凝结蒸汽，可以捕集5微米以下的粉尘。
本实用新型可广泛用于发电厂，采矿厂，水泥厂，医院，各种洁净室等需要气固分离的除尘单位，以及制药厂，化工厂，热电厂等需要气固或气液分离的工厂。
权利要求1.一种复合式高效旋风除尘器，包括壳体(1)和在其下侧壁设置的灰尘收集箱(10)、(11)、(12)、(13)，其特征在于在壳体(1)内部分别设置有隔板(14)、(16)，将壳体(1)的内腔分隔为进气粗除尘室(2)和净化气体排出室(17)，在进气粗除尘室(2)内设置有粗除尘滤网(3)，在净化气体排出室(17)内设置排气滤网(18)，在进气粗除尘室(2)和净化气体排出室(17)之间设置一个或多个旋风子组件(4)。
2.如权利要求1所述的复合式高效旋风除尘器，其特征在于上述旋风子组件(4)由一端封闭且在侧壁上开有切向缝隙(5)的圆筒(23)、导向螺旋(6)和扩压器(8)组成，导向螺旋(6)安装在圆筒(23)一端，扩压器(8)安装在圆筒(23)的另一端。
3.如权利要求1所述的复合式高效旋风除尘器，其特征在于上述旋风子组件(4)是由一端封闭且在侧壁上开有切向缝隙(5)的圆筒(23)、导向螺旋(6)、导向螺旋(20)和扩压器(8)组成，导向螺旋(6)、(20)分别设在圆筒(23)上的切向缝隙(5)的两侧，两个导向螺旋(6)和(20)可以连成一体，圆筒(23)的顶部开有中心小孔(9)，侧壁开有小灰口(19)。
4.如权利要求1所述的复合式高效旋风除尘器，其特征在于上述旋风子组件(4)是由一端封闭且在侧壁上开有切向缝隙(5)的圆筒(23)、导向螺旋(6)、导向螺旋(20)和扩压器(8)及位于导向螺旋(6)和(20)之间的导向叶轮(7)组成，圆筒(23)中部侧开有小灰口(21)、(22)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的复合式高效旋风除尘器，其特征在于导向螺旋(6)的螺旋角为4-8°，收缩角为20-25°。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的复合式高效旋风除尘器，其特征在于扩压器(8)设计为类似于文丘里管的喉部和扩压管。扩压管的扩张角是6-7°，喉部长度和扩压器(8)进气口直径相近。
7.根据权利要求3所述的复合式高效旋风除尘器，其特征在于导向螺旋(20)为定直径螺旋，螺旋角为4-8°。
8.根据权利要求4所述的复合式高效旋风除尘器，其特征在于导向叶轮(7)的倾斜角为25-30°，叶片的旋转方向和导向螺旋(6)的旋转方向相同。
专利摘要本实用新型属于一种在多级离心力场串联的系统中将固体或液体微粒分离出去的净化气体设备，具体涉及一种由若干个旋风子并联的复合式高效旋风除尘器。该除尘器包括壳体和在其下侧壁设置的灰尘收集箱，在壳体内部分别设置有隔板，将壳体的内腔分隔为进气粗除尘室和净化气体排出室，在进气粗除尘室内设置有粗除尘滤网，在净化气体排出室内设置排气滤网，在进气粗除尘室和净化气体排出室之间设置一个或多个旋风子组件。本实用新型结构紧凑、除尘精度高、效率高。可广泛用于发电厂、采矿厂、水泥厂、医院以及制药厂、化工厂、热电厂等需要气固或气液分离的场合。
文档编号B04C5/24GK2661315SQ0325845
公开日2004年12月8日 申请日期2003年9月18日 优先权日2003年9月18日
发明者周宗娴 申请人:周宗娴