[发明专利]带减阻装置的旋风分离器

说明书

技术领域

本发明是关于一种切流返转式旋风分离器，尤其涉及一种从气固混合气流中分离固体颗粒的带减阻装置的旋风分离器。

背景技术

旋风分离器是一种常见的气固分离设备，如图5A、图5B所示，现有的切流返转式旋风分离器9一般是由芯管91、筒体92、锥体93、灰斗94、料腿95组成；含尘气流由进气管96进入旋风分离器时，气流将由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒呈螺旋形向下，朝锥体93流动，通常称为外旋气流。含尘气流在旋转过程产生离心力，将密度大于气体密度的尘粒甩向器壁；尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下落，进入排灰管(灰斗94)。旋转下降的外旋气流在到达锥体93下端某个位置时，即以同样的旋转方向从旋风分离器中部，由下而上继续做螺旋形流动，即内旋气流；最后净化气流经芯管91排出分离器外部，一部分未被捕集的尘粒也由此逃逸。

旋风分离器的主要性能指标有两个，分别是分离效率和压降。分离效率表明了旋风分离器捕集颗粒的能力，压降则反映了旋风分离器消耗的能量。

旋风分离器能在高温、高压、高浓度、高腐蚀性等苛刻工况下长期稳定运行，因此在石油化工、电力环保等各行业得到广泛的研究和应用。但是在高温、高浓度条件下或捕集5μm以下的颗粒时，常是多级串联运行，能耗明显偏大，而且随着旋风分离器尺寸的增加，压降急剧增大。

经过长期的研究发现，旋风分离器的压降是由以下五部分的能量损失造成的：(1)进、出口管道的摩擦损失；(2)气体进入分离器内，因膨胀或压缩而造成的能量损失；(3)气体在分离器内与器壁摩擦所引起的能量损失；(4)分离器内因气体旋转而产生的能量损失；(5)芯管内气流强烈旋转静压能的损失等。在这五部分中，后两项气流的旋转运动是旋风分离器压降的主要组成部分，特别是芯管中气流的旋转运动，占到总压降的50％以上，因此，旋风分离器减阻增效还有相当大的潜力可以挖掘。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种带减阻装置的旋风分离器，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带减阻装置的旋风分离器，可以较好的将芯管中气流旋转动能转化为静压能，从而减少旋风分离器的总压降，达到减阻增效的作用。

本发明的目的是这样实现的，一种带减阻装置的旋风分离器，所述减阻装置设置在旋风分离器顶部的芯管内；所述芯管内设有一段与芯管同轴设置的圆管状叶片根，沿着所述叶片根周向设有多个叶片；叶片在叶片根外壁展开面上的内准线由上部的直线段和下部的光滑曲线构成，该直线段与圆管状叶片根的轴线平行。圆管状叶片根和叶片整体构成所述的减阻装置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述叶片外侧与芯管内壁接触或连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述叶片为正交直母线圆弧型叶片。

在本发明的一较佳实施方式中，所述叶片内准线中直线段的长度与圆管状叶片根的轴向长度的比值大于0小于等于0.8。

在本发明的一较佳实施方式中，所述圆管状叶片根的半径与芯管半径的比值大于0小于等于0.8。

在本发明的一较佳实施方式中，所述芯管的下部形成渐缩的锥面。

在本发明的一较佳实施方式中，所述叶片设置数量为3～24个。

在本发明的一较佳实施方式中，叶片内准线下部曲线底端处的切线方向与圆管状叶片根底面水平线的夹角大于0°小于等于60°。

在本发明的一较佳实施方式中，所述旋风分离器为切流返转式旋风分离器。

由上所述，本发明带减阻装置的旋风分离器，能够将芯管中气流的旋转运动，部分转为直线运动，将部分气流的旋转动能转化为静压能，可有效减少旋风分离器的总压降，进而达到减阻增效的作用。该减阻装置制做成本较低，结构简单，无运动部件，带该减阻装置的旋风分离器在复杂工况下能够长时间稳定工作。

附图说明

以下附图仪旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明中的减阻装置的结构示意图。

图2：为本发明中圆管状叶片根和一个叶片的连接结构示意图。

图3：为本发明中相邻两条内准线在圆管状叶片根外壁上的展开结构示意图。

图4：为本发明带减阻装置的旋风分离器剖面结构示意图。

图5A：为现有旋风分离器的结构示意图。

图5B：为图5A中A-A剖面示意图。

具体实施方式