一種分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣液或氣固分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種從氣流中分離固體顆粒或液滴的分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器。
【背景技術(shù)】
[0002]旋風(fēng)分離器是一種常見(jiàn)的氣固分離設(shè)備。普通的旋風(fēng)分離器由排氣芯管、進(jìn)氣管、直筒段、分離錐段和灰斗組成。其工作原理具體如下:
[0003]含塵氣流由進(jìn)氣管切向進(jìn)入旋風(fēng)分離器，氣流將由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿直筒段內(nèi)壁呈螺旋形向下朝分離錐段流動(dòng)，通常稱為外旋氣流。含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程產(chǎn)生離心力，將密度大于氣體密度的塵粒甩向器壁。塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠外旋流向下的動(dòng)量和向下的重力沿壁面下落，進(jìn)入灰斗。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流在到達(dá)分離錐段下端某個(gè)位置時(shí)，即以同樣的旋轉(zhuǎn)方向從旋風(fēng)分離器中部，由下而上繼續(xù)做螺旋形流動(dòng)，即內(nèi)旋氣流。最后凈化氣體經(jīng)排氣芯管排出旋風(fēng)分離器外，一部分未被捕集的塵粒也同時(shí)被夾帶而逃逸。旋風(fēng)分離器的主要性能指標(biāo)有兩個(gè)，分別是分離效率和壓降。分離效率表明了旋風(fēng)分離器捕集顆粒的能力，壓降則反映了旋風(fēng)分離器的能耗。
[0004]1980年代以來(lái)，由于石油化工、高效燃煤發(fā)電技術(shù)(如PFBC、IGCC)的發(fā)展以及對(duì)粉塵排放的嚴(yán)格控制，要求對(duì)含塵氣體進(jìn)行更加精細(xì)的分離，所以工業(yè)界對(duì)高效率低能耗的旋風(fēng)分離器的需求日益突出。但由于這些應(yīng)用領(lǐng)域要求苛刻，條件特殊，關(guān)于粒徑在5-10μπι工況下旋風(fēng)分離性能很難滿足需求，所以需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化組合。
[0005]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器，以實(shí)現(xiàn)旋風(fēng)分離器高效率低能耗的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)含塵氣體分離過(guò)程中高效率、低能耗的需求，并滿足日趨嚴(yán)格的含塵氣體排放環(huán)保需求。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器，包括殼體，所述殼體包括上下連接的直筒段和直徑向下漸縮的過(guò)渡錐段，所述直筒段的側(cè)壁頂部設(shè)置有分隔進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，所述直筒段的頂板上穿設(shè)有連通殼體內(nèi)部和外部的分流型芯管，所述過(guò)渡錐段的底部連接有過(guò)渡型灰斗。
[0008]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述分流型芯管包括密封穿設(shè)通過(guò)所述頂板的芯管直筒段，所述芯管直筒段下方密封連接有直徑向下漸縮的第一芯管錐段，所述第一芯管錐段下方連接有分流直筒段，所述分流直筒段下方連接有直徑向下漸縮的分流錐段。
[0009]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述分流直筒段的側(cè)壁上周向均勻平行設(shè)置有多道開(kāi)口方向與所述分流直筒段側(cè)壁的切線方向呈第一夾角設(shè)置的第一縱向縫孔;所述分流錐段的側(cè)壁上均勻設(shè)置有多道開(kāi)口方向與所述分流錐段側(cè)壁的切線方向呈第二夾角設(shè)置的第二縱向縫孔。
[0010]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述第一夾角的范圍是30°?60°，所述第二夾角的范圍是30°?60°。
[0011]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述分隔進(jìn)氣結(jié)構(gòu)包括兩端開(kāi)口的270°蝸殼結(jié)構(gòu)，所述270°蝸殼結(jié)構(gòu)的頂部設(shè)置有與所述頂板一體成型的蝸殼頂板，所述270°蝸殼結(jié)構(gòu)的底部設(shè)置有蝸殼底板，所述270°蝸殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置有分隔板，所述分隔板與所述270°蝸殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁之間形成第一進(jìn)氣通道，所述分隔板與所述270°蝸殼結(jié)構(gòu)的外側(cè)壁之間形成第二進(jìn)氣通道，所述內(nèi)側(cè)壁、所述外側(cè)壁、所述分隔板均與所述直筒段的側(cè)壁相切連接。
[0012]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述直筒段的側(cè)壁頂部徑向?qū)ΨQ設(shè)置有第一進(jìn)氣孔和第二進(jìn)氣孔，所述第一進(jìn)氣通道的出口與所述第一進(jìn)氣孔密封連接，所述第二進(jìn)氣通道的出口與所述第二進(jìn)氣孔密封連接。
[0013]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述內(nèi)側(cè)壁為一立板結(jié)構(gòu);所述分隔板包括第一直立板和第一弧形板，所述第一直立板與所述內(nèi)側(cè)壁平行設(shè)置，所述第一弧形板的一端與所述第一直立板連接，所述第一弧形板的另一端于相對(duì)于所述內(nèi)側(cè)壁與所述直筒段的側(cè)壁連接處呈135°處與所述直筒段的側(cè)壁相切連接;所述外側(cè)壁包括第二直立板、第二弧形板和第三弧形板，所述第二直立板與所述內(nèi)側(cè)壁平行設(shè)置，所述第二弧形板的一端與所述第二直立板連接，所述第二弧形板的另一端于相對(duì)于所述內(nèi)側(cè)壁與所述直筒段的側(cè)壁連接處呈135°處與所述第三弧形板的一端相切連接，所述第三弧形板的另一端于相對(duì)于所述內(nèi)側(cè)壁與所述直筒段的側(cè)壁連接處呈270°處與所述直筒段的側(cè)壁相切連接。
[0014]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述過(guò)渡型灰斗包括頂部設(shè)置的與所述過(guò)渡錐段的底部連接的直徑向下漸增的灰斗第一錐段，所述灰斗第一錐段的錐角為60°;所述灰斗第一錐段的下方依次連接有灰斗第一直筒、直徑向下漸縮的灰斗第二錐段和設(shè)置于底部的灰斗第二直筒。
[0015]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述直筒段的高度與所述直筒段的直徑之間的比例為2.5?4。
[0016]在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述過(guò)渡錐段的高度與所述直筒段的直徑之間的比例為2?3，所述過(guò)渡錐段的底部直徑與所述直筒段的直徑之間的比例為0.38?0.42。
[0017]由上所述，本發(fā)明提供的分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器，采用分流型芯管，能夠在不降低分離效率的同時(shí)大幅度降低旋風(fēng)分離器的壓降，達(dá)到低能耗的生產(chǎn)需求;本發(fā)明提供的分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器采用分隔式進(jìn)氣方式減少分離過(guò)程的短路流，增加顆粒在旋風(fēng)分離器中的停留時(shí)間，提升整體的分離效率;本發(fā)明提供的分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器采用過(guò)渡型灰斗結(jié)構(gòu)，削弱灰斗頂部的灰環(huán)，降低灰斗中氣流的夾帶返混，提升了分離效率;本發(fā)明提供的分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器對(duì)粒徑為5?ΙΟμπι的極細(xì)微粒的分離效果明顯增強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0019]圖1:為本發(fā)明的分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2a:為本發(fā)明的分流型芯管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2b:為圖2a中A-A處剖視圖。
[0022]圖2c:為圖2a中B-B處剖視圖。
[0023]圖3:為本發(fā)明的分隔進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0025]如圖1所不，本發(fā)明提供的分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器100，包括殼體I，殼體I包括上下連接的直筒段11和直徑向下漸縮的過(guò)渡錐段12，直筒段11的側(cè)壁頂部設(shè)置有分隔進(jìn)氣結(jié)構(gòu)2，直筒段11的頂板111上穿設(shè)有連通殼體I內(nèi)部和外部的分流型芯管3，過(guò)渡錐段12的底部連接有過(guò)渡型灰斗4。本發(fā)明的分隔進(jìn)氣分流排氣的旋風(fēng)分離器100采用加長(zhǎng)型的直筒段11和加長(zhǎng)型的過(guò)渡錐段12，直筒段11的高度Hl與直筒段11的直徑Dl之間的比值為2?4，過(guò)渡錐段12的高度H2與直筒段11的直徑Dl之間的比值為2?3，過(guò)渡錐段12的底部直徑D2與直筒段11的直徑Dl之間的比值為0.38?0.42。直筒段11和過(guò)渡錐段12組成的殼體I的長(zhǎng)度較現(xiàn)有技術(shù)中旋風(fēng)分離器的殼體長(zhǎng)度大，增加了氣流的自然旋風(fēng)長(zhǎng)度，提升了旋流的穩(wěn)定性，有助于提尚分尚效率。
[0026]進(jìn)一步，如圖1、圖2a、圖2b、圖2c所示，分流型芯管3包括密封穿設(shè)通過(guò)頂板111的芯管直筒段31，芯管直筒段31下方密封連接有直徑向下漸縮的第一芯管錐段32，第一芯管錐段32下方連接有分流直筒段33，分流直筒段33下方連接有直徑向下漸縮的分流錐段34。
[0027]進(jìn)一步，如圖1、圖2a、圖2b、圖2c所示，分流直筒段33的側(cè)壁上周向均勻平行設(shè)置有多道開(kāi)口方向與分流直筒段33側(cè)壁的切線方向呈第一夾角α設(shè)置的第一縱向縫孔331;分流錐段34的側(cè)壁上均勻設(shè)置有多道開(kāi)口方向與分流錐段34側(cè)壁的切線方向呈第二夾角β設(shè)置的第二縱向縫孔341。在本實(shí)施方式中，第一夾角α的范圍是30°?60°，第二夾角β的范圍是30°?60°。第一縱向縫孔331和第二縱向縫孔341的數(shù)量為18?24條。分流錐段34底部的直徑D6與直筒段11的直徑Dl之間的比值為0.22?0.32。第一縱向縫孔331和第二縱向縫孔341起到了氣流通道的作用，增大了氣流的出口面積，能夠有效降低壓降，同時(shí)，第一縱向縫孔331和第二縱向縫孔341的開(kāi)口方向與側(cè)壁的切線方向呈一定夾角設(shè)置并順著氣流旋轉(zhuǎn)方向，氣流在此急劇變向后才可以通過(guò)縱向縫孔進(jìn)入分流型芯管3內(nèi)側(cè)，在這樣的流動(dòng)方式下氣流中夾帶的顆粒會(huì)因慣性大而難以進(jìn)入縱向縫孔，從而確保分離效率不會(huì)下降。
[0028]進(jìn)一步，如圖1、圖3所示，分隔進(jìn)氣結(jié)構(gòu)2包括兩端開(kāi)口的270°蝸殼結(jié)構(gòu)21，270°蝸殼結(jié)構(gòu)21的頂部設(shè)置有與頂板111 一體成型的蝸殼頂板211，270°蝸殼結(jié)構(gòu)21的底部設(shè)置有蝸殼底板212，270°蝸殼結(jié)構(gòu)21的內(nèi)部設(shè)置有分隔板213，為了使得氣流進(jìn)入殼體I的切向速度控制在分離效果較佳的范圍內(nèi)(考慮到氣流切向速度以及顆粒在分離器內(nèi)的停留時(shí)間這兩個(gè)因素的綜合作用)，270°蝸殼結(jié)構(gòu)21的入口的高寬比為2.55?2.7，直筒段11的橫截面積與270°蝸殼結(jié)構(gòu)21的入口的面積之比為4.0?7.5;分隔板213與270°蝸殼結(jié)構(gòu)21的內(nèi)側(cè)壁214之間形成第一進(jìn)氣通道22，分隔板213與270°蝸殼結(jié)構(gòu)21的外側(cè)壁215之間形成第二進(jìn)氣通道23，第一進(jìn)氣通道22與第二進(jìn)氣通道23的寬度比為0.9?1.0。本發(fā)明的旋風(fēng)分離器為切流返轉(zhuǎn)式旋流分離器，內(nèi)側(cè)壁214、外側(cè)壁215、分隔板213均與直筒段11的側(cè)壁相切連接，270°蝸殼結(jié)構(gòu)21與直筒段11的側(cè)壁相切，其構(gòu)成的較大的包角增加了氣流中顆粒在進(jìn)氣入口階段的停留時(shí)間，可以有效減少短路流，提升分離效率。
[0029]在本實(shí)施方式中，如圖1、圖3所示，直筒段11的側(cè)壁頂部徑向?qū)ΨQ設(shè)置有第一進(jìn)氣孔112和第二進(jìn)氣孔113，第一進(jìn)氣通道22的出口與第一進(jìn)氣孔112密封連接，第二進(jìn)氣通道23的出口與第二進(jìn)氣孔113密封連接。分流型芯管3插入直筒段11內(nèi)的深