專利名稱：內循環(huán)旋風分離結構與裝置的制作方法
一種內循環(huán)旋風分離結構與裝置，涉及氣固分離機械技術領域。
目前，工業(yè)上使用的旋風分離裝置主要有反轉式與直流式兩大類。反轉式旋風分離裝置的氣體進、出口管靠近，器內流場復雜，其結構雖屢經改進，但能量耗散仍然較大，對10微米以下細微粉塵的捕集效率難以提高。直流式旋風分離裝置拉開了氣體進、出口管位置，含塵氣體從裝置一端進入，通過導向葉片產生旋轉除去塵粒后，直接從裝置另一端排出。這樣的結構有利于消除反轉式旋風分離裝置內諸多不利于效率和壓降的因素，但導向葉片產生的旋流強度較低，濃相區(qū)氣塵的排離還需要附加的二次分離設備。為了解決這一問題，現(xiàn)有技術通常從外界引入高壓二次氣流來加速含塵氣體旋轉。發(fā)明專利(公開號CN1075666A)通過使用新型管式旋流發(fā)生器取代普通的導葉旋流發(fā)生器，以改善裝置的分離性能和提高二次氣流利用率。但是，這些技術均需配置二次氣流動力裝置，工業(yè)應用受到一定限制。
本發(fā)明旨在是提供一種具有規(guī)整強化的旋轉流場、不需要任何附加設備就可以同時達到高效低阻的旋風分離結構與裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明旋風分離裝置的外筒體頂端裝有螺旋面切向進氣管，底端與一集塵筒體連接并有排塵管。在外筒體內部的軸心位置裝有底端敞口、頂端封住、上部周面均勻開有切向翼柵的內循環(huán)升氣管，使?jié)庀鄥^(qū)氣體從升氣管底端進入、經升氣管上部翼柵切向匯入管外旋轉的含塵氣流，在器內循環(huán)作為強化分離的二次風。升氣管的下部管外套有分流筒體，筒體周壁亦開有切向翼柵沿圓周均布，開口朝向與氣流旋轉方向一致。分流筒體的底端連接螺旋面切向出氣管，從外筒體側面伸出。螺旋面切向出氣管的傾角與螺旋面切向進氣管一致，二者配合使氣固分離的旋轉流場規(guī)整有序，以提高分離效率，減少能量耗散。
由于本發(fā)明突破了傳統(tǒng)的反轉式分離結構，并通過設置內循環(huán)升氣管，有效地解決了直流式分離的旋轉流場強化和濃相流排離問題，故與現(xiàn)有技術相比，至少可以產生以下四個方面積極效果1)取消氣流的內旋與反轉，可從根本上消除反轉式旋風分離裝置內流場紊亂、能量耗散大和粉塵逃逸等不利現(xiàn)象，使壓力損失降低，分離效率提高。
2)設置分流筒體使?jié)庀鄥^(qū)氣體與稀相區(qū)、凈相區(qū)氣體分流，可以避免現(xiàn)有旋風分離裝置內部氣塵混擾和已沉積塵粒因與器壁沖撞反彈而重返凈氣流中的不利現(xiàn)象，提高細微粉塵的捕集效率。
3)設置升氣管使?jié)庀嗔鳉怏w內循環(huán)，作為強化分離的二次風，在不需要任何二次分離設備或二次動力設備的條件下，提高了氣固分離的旋流強度，解決了濃相流排離問題，大大提高了直流式旋風分離裝置的工業(yè)應用能力。
4)設置雙螺旋面氣體切向進、出口導流，可使旋轉流場規(guī)整有序，降低壓力損失，同時有利于數學模型建立，進行工業(yè)裝置的性能預測和放大設計。
下面結合說明書附圖，進一步對本發(fā)明的具體實現(xiàn)作詳細說明。


圖1是本發(fā)明內循環(huán)旋風分離結構與裝置的示意圖。
圖2是圖1的A-A平面剖視圖。
圖3是圖1的B-B平面剖視圖。
外筒體7是一等徑或異徑的圓形筒體。筒體的頂端與螺旋面切向進氣管10的螺旋面導流蓋板垂直連接并封死。筒體的底端與集塵筒體2連接。
集塵筒體2呈園錐形，底端接排塵管1。
螺旋面切向進氣管10由一段呈一定螺旋傾角的矩形進口管與一塊環(huán)狀的螺旋面導流蓋板連接而成，位于外筒體7的頂端。進口管的兩側壁面分別與外筒體7和內循環(huán)升氣管8的上部壁面相切。
分流筒體6套在外筒體7的內部。筒體壁面間隔開有長方形切向翼柵5，開口朝向與氣流的旋轉方向一致，沿圓周均布。筒體底端呈螺旋線形，與螺旋面切向出氣管3的螺旋面導流蓋板垂直連接并封死。定距桿4固定在外筒體7與分流筒體6之間，起定距和支撐作用。
螺旋面切向出氣管3由一段呈一定螺旋傾角的矩形出口管與一塊環(huán)狀的螺旋面導流蓋板連接而成。出氣管的兩側壁面分別與分流筒體6和內循環(huán)升氣管8的下部壁面相切，從外筒體7下部的側面伸出。出氣管3的螺旋傾角與進氣管10一致。
內循環(huán)升氣管8位于外筒體7的軸心位置，其上部是一段園形直管，頂端用圓形蓋板封死。園直管的壁面開有若干個長方形的切向翼柵9，是內循環(huán)氣體的出口。內循環(huán)升氣管8的下部是一段直徑略小且底端帶有一擴錐形進氣口的垂直園管，中間由一漸縮的圓錐形管過渡。切向翼柵9的開口朝向與管外含塵氣流的旋轉方向一致，開口位置按切向進氣管10的螺旋傾角，從切點開始于一定轉角處沿圓周均布。
因此，本發(fā)明的工作狀況為含塵氣流從螺旋面切向進氣管10進入后，即被從升氣管切向翼柵9出來的內循環(huán)氣流加速，沿外筒體7與內循環(huán)升氣管8之間的環(huán)隙空間旋轉而下。塵粒在離心力作用下向筒體7的壁面沉積，氣流被分成貼近外筒體7壁面的濃相區(qū)、靠近內循環(huán)升氣管8壁面的凈相區(qū)、和介于二者之間的稀相區(qū)。隨氣流下行，凈相區(qū)與稀相區(qū)氣體進入分流筒體6，從切向翼柵5進一步除去少量因沉降速度小而來不及分離的細微粉塵后，作為凈氣從螺旋面切向出氣管3排出；濃相區(qū)氣塵則通過分流筒體6與外筒體7之間的環(huán)隙通道進入螺旋面切向出氣管3下方的降塵空間，其中的塵粒由于減速和慣性沉降迅即從氣體中分離出來，匯集于筒體2底端從排塵管1排出；氣體則進入內循環(huán)升氣管8旋轉向上，通過升氣管上部的切向翼柵9返回到含塵氣體的入口空間，重新開始一個完整的分離循環(huán)。
本發(fā)明在工業(yè)實施中可以單體使用，也可多體組合使用。
權利要求
1.一種內循環(huán)旋風分離結構與裝置，在外筒體(7)的頂端裝有螺旋面切向進氣管(10)，底端連接集塵筒體(2)并有排塵管(1)，下部側面開有出氣管口，其特征在于1)在外筒體(7)內部的軸線位置裝有一內循環(huán)升氣管(8)，其頂端封住，上部沿周面間隔開有帶切向翼柵(9)的循環(huán)氣體出口，切向翼柵(9)的開口朝向與管外含塵氣流的旋轉方向一致，底端敞口為循環(huán)氣體進口；2)在內循環(huán)升氣管(9)的下部管外套有分流筒體(6)，筒體(6)壁面亦開有切向翼柵(5)，開口朝向與氣流旋轉方向相同，沿圓周均布；3)在分流筒體(6)的底端連接螺旋面切向出氣管(3)，從外筒體(7)下部側面的出氣管口伸出，螺旋面切向出氣管的螺旋傾角與外筒體(7)頂端裝有的螺旋面切向進氣管相近，螺旋方向一致。
2.根據權利要求1所述的內循環(huán)旋風分離結構與裝置，其特征是所述的螺旋面切向進氣管(10)與螺旋面切向出氣管(3)均由一矩形管連接一環(huán)狀的螺旋面導流蓋板而成，進氣管(10)的兩側壁面分別與外筒體(7)和內循環(huán)升氣管(8)的上部壁面相切，出氣管(3)的兩側壁面分別與分流筒體(6)和內循環(huán)升氣管(8)的下部壁面相切。
3.根據權利要求1所述的內循環(huán)旋風分離結構與裝置，其特征是所述的內循環(huán)升氣管(8)上段是頂端帶有密封蓋板、周壁間隔開有切向翼柵(9)的園直管，下段是底端帶有擴錐形進氣口的園直管，中段是一過渡的錐形園管。
4.根據權利要求1所述的內循環(huán)旋風分離結構與裝置，其特征是所述的分流筒體(6)為一通過定距桿(4)固定在外筒體(7)內部的園直筒體，其底端呈螺旋線形，與螺旋面切向出氣管(3)的環(huán)狀螺旋面導流蓋板垂直連接并封住。
5.根據權利要求1所述的內循環(huán)旋風分離結構與裝置，其特征是所述的外筒體(7)是一圓形筒體，其頂端呈螺旋線形，與螺旋面切向進氣管(10)的環(huán)狀螺旋面導流蓋板垂直連接并封住。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在外筒體內部裝有中心升氣管和分流筒體的內循環(huán)旋風分離結構與裝置。它的進、出氣管均裝有螺旋面切向導流,分別相切于外筒體與中心升氣管的上部和分流筒體與中心升氣管的下部,其配合作用使氣固分離的旋轉流場規(guī)整有序,能量耗散小。凈相區(qū)氣體進入套置于中心升氣管外部的分流筒體,直接從螺旋面切向出氣管排出。濃相區(qū)氣體則通過中心升氣管在裝置內循環(huán),形成強化分離的二次風,使細微粉塵的捕集效率提高。本發(fā)明可廣泛應用于化工、冶金、能源、建材、環(huán)保等工業(yè)領域的氣固分離凈化場合,具有壓降低、效率高、彈性大、處理量大和單體設備應用能力強的特點。
文檔編號B04C5/00GK1173401SQ9711254
公開日1998年2月18日 申請日期1997年7月22日 優(yōu)先權日1997年7月22日
發(fā)明者張志群, 李璟 申請人:北京化工大學