气动颗粒分离器的制作方法

本申请涉及颗粒分离器，尤其是一种气动颗粒分离器。

背景技术：

当前常见的颗粒分离器与除尘器原理包括气动、化学催化与吸收、吸附与过滤。气动颗粒分离器是一种利用压力差驱动、通过气动原理实现气固混合物气相、固相分离的装置，常用于汽车尾气处理、空气净化、颗粒回收等。

目前常见的气动颗粒分离器主要原理有过滤式、化学催化与旋风除尘器几种类型，其中过滤式颗粒分离器面临颗粒堵塞问题。化学催化面临反应不及时堵塞与反应高温问题，旋风除尘面临不能分离细小颗粒粒度的问题。

技术实现要素：

本申请提供一种新型的气动颗粒分离器。

本气动颗粒分离器，包括主分离装置和集尘装置，所述主分离装置包括：

第一进气通道，用于进气；

第一旋流器，所述第一旋流器安装在第一进气通道上；

以及分离腔，所述分离腔与第一旋流器相通，所述第一旋流器能够使气固混合物在分离腔内形成旋流，所述分离腔具有用于排出部分气固混合物的粉尘出口、用于将处理后的气体返回分离腔的返气口和用于排出气体的主排气口；

所述集尘装置包括：

第二进气通道，所述第二进气通道与粉尘出口连通；

第二旋流器，所述第二旋流器安装在第二进气通道上；

以及分离通道，所述分离通道与第二旋流器相通，所述第二旋流器能够使气固混合物在分离通道内形成旋流，所述分离通道具有用于排出所分离出的固相的排出口和用于将处理后的气体送回分离腔的次排气口。

作为所述气动颗粒分离器的进一步可选方案，所述分离通道竖向延伸设置时，所述次排气口位于分离通道的顶部，所述排出口位于分离通道的底部。

作为所述气动颗粒分离器的进一步可选方案，所述主分离装置还包括外壳和导流壳，所述外壳具有腔体，所述腔体具有进气口，所述导流壳容置在腔体内，并与外壳的腔壁形成所述第一进气通道。

作为所述气动颗粒分离器的进一步可选方案，所述分离腔开设在导流壳内，所述导流壳内的分离腔呈鼓形设置。

作为所述气动颗粒分离器的进一步可选方案，所述粉尘出口设置在分离腔直径最大的位置，所述返气口设置在分离腔的旋转中心轴且远离第一旋流器的位置，所述主排气口设置在分离腔旋转中心轴且对应于第一旋流器内侧的位置。

作为所述气动颗粒分离器的进一步可选方案，所述导流壳的外壁具有锥形的导流面。

作为所述气动颗粒分离器的进一步可选方案，还包括集尘容器，所述集尘容器安装在排出口上，用于收集分离通道内分离出来的固相。

作为所述气动颗粒分离器的进一步可选方案，所述集尘容器与排出口可拆卸式安装。

作为所述气动颗粒分离器的进一步可选方案，所述集尘容器为集尘罐，所述集尘罐位于分离通道的下方。

作为所述气动颗粒分离器的进一步可选方案，所述主排气口与外界大气或催化过滤装置连通。

本申请的有益效果是：

本气动颗粒分离器包括主分离装置和集尘装置。该主分离装置包括第一进气通道、第一旋流器和分离腔。集尘装置包括第二进气通道、第二旋流器和分离通道。该第一旋流器安装在第一进气通道上，分离腔与第一旋流器相通，第一旋流器能够使气固混合物在分离腔内形成旋流。且分离腔具有粉尘出口、返气口和主排气口，第二进气通道与粉尘出口连通，第二旋流器安装在第二进气通道上，分离通道与第二旋流器相通。第二旋流器能够使气固混合物在分离通道内形成旋流。分离通道则具有用于排出所分离出的固相的排出口和用于将处理后的气体送回分离腔的次排气口。气固混合物进入主分离装置的分离腔后，在压差与分离器的作用下高速旋转，固相与气相在离心力作用下分离，大部分固相和部分气体从粉尘出口进入到集尘装置，在集尘装置中再通过第二旋流器和分离通道进行分离，部分被分离的固相从排出口排出，而剩余气固混合物经返气口重新进入主分离装置继续分离。由于主分离装置和集尘装置可实现循环导通，利用折返的气流实现单级高效气固分离，而且分离器无运动部件，无需添加药剂，不存在堵塞的问题。

附图说明

图1为本申请气动颗粒分离器一种实施例的示意图；

图2为图1所示实施例中主分离装置部分的示意图；

图3为图1所示实施例中集尘装置部分的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右、前、后等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，在合理情况下(不构成自相矛盾的情况下)，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

本实施例提供一种气动颗粒分离器，可用于对气固混合物中的固相(如粉尘)和气相进行分离。

请参考图1-3，该气动颗粒分离器包括主分离装置和集尘装置。该主分离装置和集尘装置可循环进行多次分离操作。

具体地，该主分离装置包括第一进气通道100、第一旋流器200和分离腔300。该第一旋流器200安装在第一进气通道100上，分离腔300与第一旋流器200相通，第一旋流器200能够使气固混合物在分离腔300内形成旋流(旋转气流)。该旋流可使固相和气相沿不同的路径旋转，固相会靠近分离腔300的腔壁进行旋转，气相大部分在分离腔300中部。分离腔300具有粉尘出口301、返气口302和主排气口303，返气口302和主排气口303分别设置在分离腔300的两端。

集尘装置包括第二进气通道400、第二旋流器500和分离通道600。第二进气通道400与粉尘出口301连通，第二旋流器500安装在第二进气通道400上，分离通道600与第二旋流器500相通。第二旋流器500能够使气固混合物在分离通道600内形成旋流。分离通道600则具有用于将处理后的气体送回分离腔300的次排气口601和用于排出所分离出的固相的排出口602。

气固混合物进入主分离装置的分离腔300后，在压差与分离器的作用下高速旋转，固相与气相在离心力作用下分离，大部分固相和部分气体从粉尘出口301进入到集尘装置，在集尘装置中再通过第二旋流器500和分离通道600进行分离，部分被分离的固相从排出口602排出，而剩余气固混合物经返气口302重新进入主分离装置，继续分离。

由于主分离装置和集尘装置可实现循环导通，利用折返的气流实现单级高效气固分离，同时两级耦合的分离器进一步减少了排气残余粉尘量。而且分离器无运动部件，无需添加药剂，不存在堵塞的问题。

请参考图2，在一种实施例中，主分离装置还包括外壳700和导流壳800，该外壳700具有腔体，腔体具有进气口。导流壳800容置在腔体内，并与外壳700的腔壁形成上述的第一进气通道100。

当然，图2所示第一进气通道100的一种示例结构，在其他实施例中也可以由其他的进气结构。

进一步地，请继续参考图2，该分离腔300开设在导流壳800内，该导流壳800内的分离腔300呈鼓形设置，即图2所示形状。

其中，请参考图2，该粉尘出口301设置在分离腔300直径最大的位置，返气口302设置在分离腔300的旋转中心轴且远离第一旋流器200的位置，主排气口303设置在分离腔300旋转中心轴且对应于第一旋流器200内侧的位置。

将返气口302和主排气口303相对设置使得返气口302带来的冲击可以驱使气体向主排气口303移动，以便于气体从分离腔300中排出。

还可以使导流壳800的外壁具有锥形的导流面801，该导流面801与外壳700的壳壁配合形成第一进气通道100的环形导流部，使气固混合物能够均匀地成环形分配并进入第一旋流器200中。

该第一旋流器200是一种能够使气固混合物产生高速旋转运动的装置。

请参考图2，正常工作状态下，气固混合物由进气口进入，流经第一旋流器200变成高速旋转气流，如图2中箭头所示，固体和气体在导流壳800内靠近导流壳800的内壁，即远离分离腔300轴线方向上旋转分离，由粉尘出口301离开。气体在返气口302附近折返，经靠近导流壳800轴线的区域由主排气口303离开主分离装置。少量残余固体颗粒在分离腔300轴线附近高速旋转，循环流动，直到由粉尘出口(7)离开主分离器。

请参考图3，正常工作状态下，气固混合物由第二进气通道400进入，如图3中箭头所示，流经集尘装置变成高速旋转气流。在分离通道600内部旋转分离，固体颗粒被集尘容器收集，气体在排出口602附近折返，经靠近分离通道600轴线的区域由次排气口601离开集尘装置。

经集尘装置的分离后，只有气体及少量残余颗粒由次排气口601离开集尘装置。但离开集尘装置的气固混合物又会进入到主分离装置再次进行分离操作，由此循环多次，可减少了排气残余粉尘量，获得较好的分离效果。

请参考图3，在一种实施例中，可将分离通道600竖向延伸设置，次排气口601位于分离通道600的顶部，排出口602位于分离通道600的底部。

这样粉尘等固相在自身重力下从排出口602掉落，而气体则从上方的次排气口601再回到分离腔300中。

请继续参考图3，在一种实施例中，还包括集尘容器900，该集尘容器900安装在排出口602上，用于收集分离通道600内分离出来的固相。

进一步地，该集尘容器900与排出口602可拆卸式安装，例如通过螺钉锁紧等，以便清除集尘容器900内所收集粉尘等固相。

进一步地，该集尘容器900可以位于分离通道600的下方，以便固体颗粒在重力下自然落入集尘容器900内。

该集尘容器900可以为集尘罐。

对于主排气口303来说，其可以与外界大气。或主排气口303与催化过滤装置连通，进行过滤处理。

本装置在正常工作状态下，气固混合物经过主分离装置后，被分离为固相浓度高于主进气口的气固混合物(a)和固相浓度低于主进气口的气固混合物(b)，密相混合物(a)进入集尘装置二次分离，密相混合物(a)经过二次分离后成为固体颗粒(c)和二次分离稀相混合物(d)。固体颗粒(c)由集尘罐收集，二次分离稀相混合物(d)回到主分离装置汇入稀相混合物(b)，稀相混合物(b)在导流壳800内部继续分离，固相因离心力在主分离装置内部循环流动，直到流经粉尘出口301，在集尘装置与主分离装置间循环流动，直到被集尘罐捕获。

本申请中所述气动颗粒分离器凭借流体力学设计，通过第一、第二级分离器中气固混合物的高速旋转，实现携带微米级及以上直径颗粒的气固混合物的高效气固分离。分离器无运动部件，无需添加药剂，在进气口与主排气口间压差的驱动下工作。

尤其是当应用于柴油机等尾气处理时，由于尾气中碳烟固相为极细碳粉颗粒，固相被收集后被单独储存，可进行二次利用。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。