本实用新型属于气固分离技术领域，特别涉及一种静电旋风除尘器中辅助导流装置。
背景技术：
自1886年摩尔斯实用新型了旋风除尘器以来，许多学者对其理论研究和结构改进做出了卓越的贡献。使旋风除尘器的应用越来越广泛。至今一直是环保除尘和粉料生产中气固分离最主要的在役设备。然而，旋风除尘器对粒径＜5μm的超细颗粒一直无法有效分离。原因是在旋风除尘器的灰斗中有返混现象和螺旋流在分离锥筒段和灰斗之间的一段轴线区域内有龙摆尾现象。这两种原因造成超细粉尘的分离效率无法提高。
返混使超细颗粒无法被分离的现象是：参看图1，进入灰斗的流量占整个旋风除尘器入口流量的40％左右，这40％左右的气体含有90％以上的粉尘。显然，这部分气流中含有较浓的粉尘。而粉尘浓度的分布是在灰斗中直筒段内壁面附近浓度较高，粉尘的粒径多为大粒径粉尘。在灰斗中心区域浓度较低，主要是超细粉尘。气体触及灰斗底部料层表面后反转向上形成向上的螺旋流。为分析方便，将螺旋流分解成切向速度和轴向速度。图1中旋风除尘器内腔中的箭头表示整个旋风除尘器轴向速度的流动轨迹。在灰斗中、分离锥筒段和分离直筒段垂直轴线取截面，在截面上其直径方向的切向速度分布如图2所示，轴向速度分布如图3所示。由图2的切向速度分布图可知，在强制涡区靠近中心的区域切向速度较小，离心力较小，粉尘一旦进入该区就无法被再分离。准自由涡区域的切向速度值较高。该区域内的固体颗粒所受离心力交大。由图3的轴向速度分布可知，在强制涡靠中心区域的轴向速度向上，速度值较大。所以该区域粉尘被轴向速度携带逃逸出旋风除尘器。
龙摆尾现象是指在分离锥筒段轴向的下部区域和灰斗中的一段轴向距离内出现的螺旋涡中心线径向的摆动现象，此段正是粉尘较浓的区域。出现龙摆尾现象会使灰斗直筒段靠近内壁面和旋风除尘器分离锥筒段靠近内壁面的轴向速度本来是向下运动，结果变成向上运动，且轴向速度值变大，反而切向速度值变小。使上升螺旋流将浓度较高区域的粉尘携带出旋风除尘器。
为了提高旋风除尘器对超细粉尘的分离效率，现有技术在旋风除尘器中引入静电除尘器的原理，称静电旋风除尘器。静电旋风除尘器的结构原理如4所示。两者结合可使粉尘颗粒在静电旋风除尘器中受到离心力和静电力的复合作用而被分离。因此它的除尘效率比单一旋风除尘器高。经试验研究和应用证实，静电旋风除尘器的效率变化规律与普通旋风除尘器相同。施加电场后静电旋风除尘器的效率较未加电场时的效率有所提高。即随着入口风速的增大，除尘效率也增大。在相同风速下，外加电压越高，除尘效率越高；随着风速降低，施加电场后效率提高的幅度逐渐增大。风速增加越大，施加电场后使效率增加的程度变小，效率曲线渐趋平缓，加电和不加电的静电旋风除尘器的除尘器效率将随入口风速的提高最终趋向于一致。也就是说，当进口风速较高时，静电旋风除尘器与普通旋风除尘器的分离效率相同，静电并没有发挥效果。
在进口风速较大时，静电在旋风除尘器中的分离效果不会再增加。这是因为进口风速增加，螺旋流的速度加大，被气体携带的固体颗粒在旋风除尘器中停留时间短，当附加的电荷引力一定时，处于强制涡中心区域的固体颗粒在静电力推动下向半径方向移动的路程就短，也就是当处于强制涡区域的颗粒还没有进入准自由涡区域就已经被气流带出旋风除尘器，所以加和不加电场对分离效率没有影响。
技术实现要素：
为了克服静电旋风除尘器在入口风速较高时，也能体现静电旋风除尘器的优点，本实用新型的目的在于提供一种能提高超细粉尘分离效率的静电旋风除尘器中辅助导流装置。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
静电旋风除尘器中辅助导流装置，所述静电旋风除尘器包括设置于所述静电旋风除尘器内腔轴线上的电晕丝和与所述电晕丝连接的高压直流电源；
其特征在于：所述导流装置设置于所述电晕丝上，其轴线与所述静电旋风除尘器内腔轴线重合；
所述导流装置包括导流曲面和与所述导流曲面上部连接的定海锥，所述导流曲面的曲面向下凸起改变所在区域上升螺旋气流的流动方向，所述定海锥为细长圆锥筒状，所述定海锥抑制经过所述导流曲面上升的螺旋气流产生拟序涡。
如上所述静电旋风除尘器中辅助导流装置，其特征在于：所述导流装置个数为1个，所述导流装置最下端位于所述静电旋风除尘器的灰斗直筒段中部，最上端位于所述静电旋风除尘器的升气管下端一段距离。
如上所述静电旋风除尘器中辅助导流装置，其特征在于：所述导流装置设置有多个，最下端的所述导流装置安装于所述静电旋风除尘器的灰斗直筒段中部至分离锥筒段中部之间，最上端的所述导流装置安装于所述静电旋风除尘器的升气管下端一段距离。
如上所述静电旋风除尘器中辅助导流装置，其特征在于：所述电晕丝分为上下两段，所述高压直流电源包括第一高压直流电源和第二高压直流电源，所述第一高压直流电源和第二高压直流电源供应高电压，所述第一高压直流电源电压比所述第二高压直流电源电压高，上段的所述电晕丝与第一高压直流电源连接，下段的所述电晕丝与第二高压直流电源连接，上下两段的所述电晕丝由设置于任一个所述导流装置内部的绝缘子连接。
如上所述静电旋风除尘器中辅助导流装置，其特征在于：下段的所述电晕丝外设有绝缘套管，所述绝缘套管一端固定在所述导流装置上，另一端固定在所述静电旋风除尘器外壁上。
如上所述静电旋风除尘器中辅助导流装置，其特征在于：所述导流装置与电晕丝导电连接。
如上所述静电旋风除尘器中辅助导流装置，其特征在于：所述导流装置与电晕丝绝缘连接。
如上所述静电旋风除尘器中辅助导流装置，其特征在于：所述定海锥的圆锥筒轴向长度为底面直径的数倍。
如上所述静电旋风除尘器中辅助导流装置，其特征在于：所述导流曲面下部的曲面形状为圆球面、椭球面、抛物面其中之一。
本实用新型的有益效果在于：静电旋风除尘器中设置本实用新型辅助导流装置，利用导流装置将强制涡区域的上升螺旋气流强行推向准自由涡区域，缩短了处于强制涡区域的固体颗粒沿径向向旋风除尘器内壁面运动的距离，同时可以抑制上升螺旋气流产生拟序涡结构，避免大尺度的拟序涡将分离到分离器内壁面的粉尘被再次裹挟到强制涡中心区域，进而被上升气流带出静电旋风除尘器，故此可以提高超细粉尘的分离效率。
附图说明
图1是传统旋风除尘器结构示意图；
图2是传统旋风除尘器气流切向速度分布图；
图3是传统旋风除尘器气流轴向速度分布图；
图4是传统静电旋风除尘器结构示意图；
图5是静电旋风除尘器中设置本实用新型辅助导流装置结构示意图；
图中：1、粉尘下料管；2、星型下料器；3、粉尘下料管直管段；4、灰斗锥筒段，5、绝缘套管，6、粉尘料堆，7、灰斗直筒段，8、绝缘连接组件，9、导流曲面，10、定海锥，11、分离锥筒段，12、分离直筒段，13、升气管，14进气口，15、第一高压直流电源，16、电晕丝，17、重锤，18、绝缘子，19、接地线，20、绝缘连接器件，21、高压导线，22、第二高压直流电源。
具体实施方式
为了更好地说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本实用新型做进一步描述。本实用新型可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本实用新型的构思充分传达给本领域技术人员，本实用新型将仅由权利要求来限定。
如图5所示，静电旋风除尘器中辅助导流装置，静电旋风除尘器包括设置于静电旋风除尘器内腔轴线上的电晕丝16和与电晕丝16连接的高压直流电源，导流装置设置于电晕丝16上，其轴线与静电旋风除尘器内腔轴线重合。
静电旋风除尘器从下到上依次包括粉尘下料管1、星型下料器2、粉尘下料管直管段3、灰斗锥筒段4、灰斗直筒段7、分离锥筒段11、分离直筒段12、升气管13、进气口14、高压直流电源、电晕丝16、接地线19，静电旋风除尘器中有粉尘料堆6。
星型下料器2，其功能是控制粉尘料堆6的上堆面浮动高度在图5中l所示的高度范围内。灰斗直筒段7与图1和图4所示的传统旋风除尘器和静电旋风除尘器的灰斗不同，没有分离锥筒段11的下端出口内径变小，然后再到灰斗直筒段7内径变大的突变。而是分离锥筒段11下端出口直径直接与灰斗直筒段7上端口直径同尺寸对接。这一尺寸的变更是为导流装置改变流场提供基本条件。
本申请中，导流装置包括导流曲面9和与导流曲面9上部连接的定海锥10，导流曲面9的曲面向下凸起改变所在区域上升螺旋气流的流动方向，定海锥10为细长圆锥筒状，定海锥10抑制经过导流曲面9上升的螺旋气流产生拟序涡。
导流曲面9下部的曲面形状为圆球面、椭球面、抛物面其中之一。导流曲面9的作用在于将旋风除尘器中的上升螺旋流经导流曲面9导流到准自由涡区，该涡区切向速度值大，被导流到该区域的粉尘颗粒受离心力较大。同时也缩短了原来强制涡区域粉尘颗粒从中心到分离锥筒段11和分离直筒段12内壁面的运动距离。被导流到准自由涡区的粉尘颗粒在离心力和静电力的作用下被分离到分离直筒段12和分离锥筒段11的内壁面。到达壁面后的粉尘颗粒在向下螺旋气流的带动下进入灰斗，达到二次分离的目的。
定海锥10的圆锥筒轴向长度为底面直径的数倍。定海锥10的功能是抑制经过导流曲面9的上升螺旋气流产生拟序涡结构。避免大尺度的拟序涡将分离到分离器内壁面的粉尘被再次裹挟到强制涡中心区域，进而被上升气流带出静电旋风除尘器。
粉尘所得的正电荷来源于电晕丝16与静电旋风除尘器的壳体构成的静电场所供。电晕丝16接正极。静电旋风除尘器壳体接地。
在静电旋风除尘器的分离腔内的电晕丝16上从下到上可在一台静电旋风除尘器中安装1个导流装置，也可安装多个导流装置。
当安装1个导流装置时，导流装置最下端位于静电旋风除尘器的灰斗直筒段7中部，最上端位于静电旋风除尘器的升气管13下端一段距离。
当安装多个导流装置时，最下端一个导流装置安装于静电旋风除尘器的灰斗直筒段7中部至分离锥筒段11中部之间，最上端一个导流装置安装于静电旋风除尘器的升气管13下端一段距离，且处于分离直筒段12。具体个数根据旋风除尘器的结构尺寸而定，至少可安装最下端和最上端两个导流装置。导流装置轴线、电晕丝和旋风除尘器轴线三者同线。
如图5所示为一个静电旋风除尘器内设置两个导流装置的结构示意图。下端的一个导流装置安装于灰斗直筒段7中部至分离锥筒段11中部之间，上端的一个导流装置安装于升气管13下端一段距离，且处于分离直筒段12。
电晕丝16分为上下两段，高压直流电源包括第一高压直流电源15和第二高压直流电源22，第一高压直流电源15和第二高压直流电源22供应高电压，第一高压直流电源15电压比第二高压直流电源22电压高，上段的电晕丝16与第一高压直流电源15连接，下段的电晕丝16与第二高压直流电源22连接，上下两段的电晕丝16由设置于任一个导流装置内部的绝缘子18连接。
第一高压直流电源15和第二高压直流电源22的区别仅仅在于提供的电压值大小不同。上段电晕丝16与分离直筒段12的距离较远，所以用较高电压值。下段电晕丝16与灰斗直筒段7和分离锥筒段11下端部分的距离较近，用较低的电压值。
下段的电晕丝16外设有绝缘套管5，绝缘套管5一端固定在导流装置上，另一端固定在静电旋风除尘器的灰斗锥筒段4外壁上。具体结构为：绝缘套管5一部分安装在旋风除尘器内，且其轴线与旋风除尘器轴线重合，一部分安装在旋风除尘器灰斗锥管段4的壁上，且穿过灰斗锥管段4壁厚。绝缘套管5与灰斗锥管段4通过绝缘连接器件20连接。绝缘套管5具有绝缘功能，支撑导流装置和固定电晕丝16，同时为穿过料堆的高压导线21提供绝缘和保护作用。
作为其中一种实施例，导流装置与电晕丝16导电连接。当导流装置与电晕丝16导电连接时，导流装置用金属材料。
带电导流装置的工作原理是导流曲面9和定海锥10与高压的电晕丝16导电连接，能够使静电场的两极之间距离变小。有利于其所在区域的粉尘颗粒荷电。不足是电场电压值不利于控制。要视静电旋风除尘器的结构尺寸来确定是否设置导流装置带电。
电晕丝16与传统静电除尘器中所用电晕丝相同，为其周围的粉尘提供正电荷。旋风除尘器的各段筒壁为负极，吸引带正电荷的固体颗粒向壁面运动。
作为另一种实施例，导流装置与电晕丝16绝缘连接。当导流装置与电晕丝16绝缘连接时，导流装置用非金属材料。
不带电导流装置的工作原理是导流曲面9改变所在强制涡中心区域上升螺旋气流的流动方向，使该部分气流进入螺旋流的高速流动区，即准自由涡区。处于高速流动区域的粉尘颗粒在离心力和静电力的共同作用下被推向静电旋风除尘器的内壁面，又被向下的螺旋气流带到灰斗中，达到二次分离的效果。气流中粉尘颗粒的正电荷是由电晕丝16与旋风除尘器的灰斗直筒段7、分离锥筒段11、分离直筒段12的内壁面构成的高压电场提供。电晕丝为正极，旋风除尘器的各筒段，即灰斗直筒段7、分离锥筒段11、分离直筒段12为负极。经过最下端第一个导流装置后，再向上的螺旋气流逐个碰到上方导流装置。其原理与上述相同。由此逐一实现上升螺旋气流中的粉尘被多次分离。导流曲面上部连接的定海锥能够保证上升的螺旋气流经过导流曲面后不至于发生大的拟序涡。避免粉尘颗粒被拟序大涡裹挟到强制涡区，进而被上升气流带出静电旋风除尘器。
本实用新型静电旋风除尘器中辅助导流装置的工作原理是：
含尘气体从旋风除尘器的进气口14以切向方向进入分离直筒段12的内腔，沿分离直筒段12内筒壁面呈螺旋流状态向下流经分离锥筒段11进入旋风除尘器的灰斗(由4、7构成)。一部分气体在向下流动过程中，由向下的螺旋流形态改变为向上的螺旋流进入升气管13，如图1的流线所示。大约有40％左右的含尘气体以螺旋流的状态进入灰斗。显然进入灰斗的气体含有较浓的粉尘。当高浓度含尘气体以螺旋流形态进入灰斗后，接触到粉尘料堆6的上端表面，螺旋气流反向形成向上的螺旋气流。灰斗中螺旋气流在正常工作状态形成双涡结构，涡的中心线与旋风除尘器的轴线重合，切向速度的双涡结构如图2所示，轴向速度如图3所示。由图2和图3可知，在强制涡的中心区域气流的切向速度值较小，气流中所含的超细粉尘所受的离心力也就小，但中心区域的轴向速度值较大，携带粉尘逃逸的力较大。
在灰斗直筒段7轴向的中上部强制涡的中心区域设置一个导流装置，该导流装置改变强制涡中心区域的流场结构。将中心区域不利于超细粉尘分离的上升螺旋流经导流曲面9导流到准自由涡区，准自由涡区切向速度值大，且粉尘浓度高。由于导流装置导流曲面9占据了原先强制涡中的中心区，所以导流装置与对应的灰斗直筒段7内壁面之间的切向速度会更大。粉尘获得的离心力更大。所以该区域的粉尘在离心力和静电力的共同作用下被驱赶到分离锥筒段11和分离直筒段12的内壁面。在内壁面区域附近有向下的螺旋气流，处于该区域的粉尘颗粒在向下的螺旋气流带动下进入灰斗。从而得到二次分离。当上升螺旋流流过导流曲面9后，进入定海锥10外壁面与分离锥筒段11内壁构成环形空间。由于设置的定海锥10的轴向尺寸是圆锥筒底面最大直径的数倍。所以流过导流曲面9后的气流不易形成大的拟序涡结构。可以避免大的拟序涡将被分离到分离锥筒段11内壁面的粉尘再次裹挟到强制涡区，进而被上升螺旋气流带出旋风除尘器。在分离锥筒段11上部和分离直筒段12的螺旋流中也有向心的径向流动气流，如图1的箭头所示。这部分气流会携带一些超细粉尘，所以在电晕丝16上设置多个导流装置，重复上述原理，可使进入强制涡中心区的粉尘颗粒被多次分离。被分离的粉尘在星型下料器2的控制下，被排出旋风除尘器。旋风除尘器中一旦有空气从底部进入分离腔，其分离效率会大大降低。因此必须保证灰斗底部有一定的粉尘料堆6密封下部。所以星型下料器2控制灰斗底部的粉尘料堆6的上端面在l的高度范围内，见图5所示。
气流中粉尘颗粒的正电荷是由电晕丝16与旋风除尘器的灰斗直筒段7、分离锥筒段11、分离直筒段12的内壁面构成的高压电场提供。电晕丝为正极，旋风除尘器的各筒段，即灰斗直筒段7、分离锥筒段11、分离直筒段12为负极。由于静电旋风除尘器中下部电晕丝16与灰斗直筒段7、分离锥筒段11之间的距离较近，所以第二高压直流电源22的电压值可以相对第一高压直流电源15的值低一些。相反由于上部电晕丝16与分离直筒段12之间的距离较远所以第一高压直流电源15的电压值相对高压直流电源22的值高一些。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的过程及原理举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。