[发明专利]带颗粒导向槽的离心式分离机

说明书

本发明涉及一个离心式分离机，用于从气体流中分离出液态和/或固态的颗粒，离心式分离机具有一个分离机壳体和一个安装在壳体里的可以旋转的转子，分离机壳体包括一个未处理气体的进口，一个净气体的出口和一个颗粒出口，以及一个环绕在转子且位于转子径向外部一定距离的周壁，未处理的气体流能够轴向地导入转子并且能够在它的内部旋转，净气体流径向地从转子内向外流出，然后能够在转子的外周和周壁的内周之间排向净气体出口，转子具有分离颗粒的部件，通过这些部件从气体流中分离出来的颗粒经离心力作用能够被离心分离到周壁的内周上，这些在周壁上的颗粒能够被导向颗粒出口，并且在周壁的内周上至少布置了一条与转子的旋转轴倾斜的颗粒导向槽。

在WO2010/051994A1中公开了上述方式的离心式分离机。这种分离机已经在实践中得到验证，但它相对高的生产成本被视为不利因素。带有颗粒导向槽的周壁只有借助一个制作昂贵的带有一个心轴的铸造模才能作为浇注件或是压铸件一体式地加工生产。除此之外还发现了另一个缺点，带颗粒导向槽的周壁作为独立的套筒安装在分离机壳体内，这样导致装配成本提高。此外，这个离心式分离机已经在实验中证实，特别细小的颗粒仍然不能在预期的范围内按预期的效率被分离。

在WO2005/032723A1中公开了另一种离心式分离机。这种离心式分离机的周壁上设计了更多的，大部分是5到40条之间的颗粒导向槽，这些颗粒导向槽至少延伸到转子的上半部分，由此产生一项高额的生产费用。此处还特别设计有，周壁沿净气体流方向上锥形扩大，使得转子分离出颗粒的部分的外周和周壁内周间距沿净气体流方向到净气体出口处变大。这样的离心式分离机就像实验中得知的那样，大多数较大的颗粒在转子的下半部分被离心分离，同时较小的颗粒在转子的上半部分被离心分离。众所周知，小颗粒比大颗粒具有更小的惯性，由此在这个已知的离心式分离机上导致：在转子上半部分分离出的小颗粒由于相对大的间距而不能到达周壁，而是以一种非期望的方式，和净气体流一起被带到净气体出口。由此这个离心式分离机在小颗粒方面达不到理想的效率。

所以对本发明提出一个任务，研发一种按最初提及方式的离心式分离机，这个离心式分离机要避免已阐述过的缺点，并且它要达到高的分离效率，尤其对于更细小颗粒，同时这个离心式分离机要加工简单且生产成本低。

根据本发明一个按最初提及方式的离心式分离机找到了解决问题的方法，其特征在于，每条颗粒导向槽被设计为一个圆锥形的空间螺旋部分，每条颗粒导向槽走向上的半径沿着净气体流的方向到净气体出口处减小，转子的外周和周壁的内周的间距沿着净气体流的方向到净气体出口处变小。

本发明有利地实现，在从转子分离出细小颗粒的离心式分离机区域上，转子分离出颗粒部分的外周和周壁内周的间距是最小的。由此这些细小颗粒从转子的外周到达周壁的内周只须要经过一段相对短的路程。这样的话，尽管细小颗粒比大颗粒的惯性小,仍然可以碰在周壁上，细小颗粒被周壁拦截并在周壁的表面通过一条或多条颗粒导向槽排走。惯性较大的大颗粒经过转子外周到周壁内周之间较大的距离也能可靠地碰在周壁上，然后通过和小颗粒相同的方法被排出。通过根据本发明的这些条颗粒导向槽的几何形状，一方面实现了所期望的转子外周和周壁内周的间距变化和一个简单的柱形转子配合在一起，另一方面利于并促进碰在周壁上的液体和/或固态颗粒的排出。如果在分离出颗粒部分转子的直径是个常数，那么维持转子简易的加工。在转子的高度部分，通过改变转子的外径能够附加地影响转子外周和周壁内周的间距变化。

根据本发明进一步建议，半径的减小数值依据颗粒导向槽的宽度和颗粒导向槽的数量来设定，使得至少带有一条颗粒导向槽的周壁的分离机壳体作为浇铸件或者压铸件在加工时能够在轴向上无缝脱模。每条导向槽的几何形状，导向槽的数量和每条颗粒导向槽在径向上测得的宽度要互相调整，使得从轴向上看不存在颗粒导向槽之间的径向重叠。由此能够使在离心式分离机上带有这些颗粒导向槽部分的加工在制模技术上简化从而使得加工成本合理化，因为周壁在作为浇铸件或者压铸件生产时能够使用一个简单的，在轴向上进行的，自由旋转的脱模。从此不再需要一个带有一个心轴的复杂的铸造模。

离心式分离机进一步优化，每条颗粒导向槽在小于转子分离出颗粒部分的总高度上延伸。依据本发明的离心式分离机的实验结果显示，只在一部分分离出颗粒部分的高度上布置一条或者多条颗粒导向槽也能够完全实现所期望的功能。由此周壁的几何外形进一步简化，这样也相应地简化了周壁的生产加工。