[发明专利]气流通道入口惯性粒子分离器

说明书

技术领域

本发明涉及粒子分离器，具体是一种气流通道入口惯性粒子分离器。

背景技术

气流通道入口的进气中常不可避免地可能携带固体颗粒，为了净化气流通道入口的进气，分离气流与固体颗粒，常采用粒子分离器。所述粒子分离器包括许多种类，例如隔栅粒子分离器、旋风粒子分离器、管式粒子分离器、惯性粒子分离器等。其中，惯性粒子分离器由于其结构简单、重量轻、流动损失小，常用于高速气流通道入口处，例如燃气轮机发动机入口。

现有技术中的一种惯性粒子分离器的轴对称截面图如图1所示，包括外壳体1，分离舌2和内壳体3，通流方向为X方向，径向方向为R方向。所述外壳体1与所述分离舌2包围形成清除流道5，内壳体3与所述分离舌2包围形成中心流道6。所述外壳体1与所述内壳体2的前部构成面积减缩的加速通道，气流携带颗粒在其所述加速通道内加速。所述外壳体1与内壳体2的最大径向位置点11、21在通流方向上的位置几乎一致，形成喉部4。携带颗粒的气流通过所述喉部4后，大部分的固体颗粒伴随少量的气流——通常为惯性粒子分离器总流量的12~30%，称为流量损失——进入位于所述惯性粒子分离器外侧的所述清除流道5，并进而排出所述惯性粒子分离器。其他的大部分气体携带少量颗粒进入位于所述惯性粒子分离器内侧的所述中心流道6。通过上述过程，所述惯性粒子分离器即可实现颗粒分离的技术效果。

在实际工作中，对大尺度颗粒而言，其运动主要决定于自身的初始速度和惯性。所述大尺度颗粒针对颗粒密度为2200~2800kg/m³的固体颗粒，例如砂砾，通常指粒径在百微米以上的固体颗粒。一些大尺度颗粒可能与外壳体1、内壳体2和分离舌3发生碰撞后，反弹进入中心流道6，例如图2所示。图2中P1、P2颗粒分别与分离器壁面碰撞5次与4次后进入中心流道6。大尺度颗粒碰撞后进入中心流道6的技术问题，直接造成分离效率降低，所述惯性粒子分离器对大尺度颗粒的所述分离效率可能低至50%。为了保证颗粒分离效率，通常必须提高清除流道内的流量，因而造成较大的流量损失。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种气流通道入口惯性粒子分离器。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种气流通道入口惯性粒子分离器，包括外壳体、分离舌和内壳体，其中，所述外壳体与所述分离舌包围形成清除流道，所述内壳体与所述分离舌包围形成中心流道，所述外壳体的最大径向位置点与所述内壳体的最大径向位置点在通流方向上交错分布，所述外壳体的最大径向位置点在通流方向上位于所述内壳体的最大径向位置点的下游，所述气流通道入口惯性粒子分离器总长为L1，所述外壳体的最大径向位置点与所述内壳体的最大径向位置点在通流方向上的距离为L2，其中，L2：L1=0.05~0.3。

更进一步地，所述L2：L1=0.1～0.15。

更进一步地，所述L2：L1=0.125。

更进一步地，所述清除流道内的流量为气流通道入口惯性粒子分离器总流量的8%~20%。

更进一步地，所述清除流道内的流量为气流通道入口惯性粒子分离器总流量的10%。

更进一步地，所述气流通道入口惯性粒子分离器还包括入口隔栅，所述入口隔栅设置在气流通道入口处。

更进一步地，所述入口隔栅通过机械连接方式连接在气流通道入口处，所述机械连接方式包括螺纹连接、焊接、卡接或铆钉连接。

更进一步地，所述入口隔栅的开孔的形状为长方形、圆形或六边形。

更进一步地，所述入口隔栅的开孔的水力直径为1mm以上。

更进一步地，所述入口隔栅的开孔的水力直径为4mm以上。

本发明将外壳体的最大径向位置点与内壳体的最大径向位置点在通流方向上交错分布，外壳体的最大径向位置点位于所述内壳体的最大径向位置点下游；本发明解决现有技术的惯性粒子分离器中大尺度颗粒碰撞后进入中心流道的技术问题；实现提高大尺度颗粒分离效率，减小流量损失的技术效果，更进一步地可实现抵御大块异物冲击的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中的一种惯性粒子分离器的轴对称截面图；

图2为现有技术中的一种惯性粒子分离器内的大尺度颗粒运动与碰撞示意图；

图3为本发明轴对称截面图；

图4为本发明内的大尺度颗粒运动与碰撞示意图；

图5为本发明带有入口隔栅的惯性粒子分离器的轴对称截面图；