[发明专利]内置涡核破碎翼的旋风分离器

说明书

技术领域

 本发明涉及一种旋风分离装置，包括：一个内部为空腔的由柱体段和锥体段组成的旋风分离室，与旋风分离室锥体段相连的收料斗，沿柱体段切向设置的与柱体段内腔相连通的进气口，位于柱体段顶端的中央排气口。

背景技术

旋风分离器是一种常见的用于将气体中的颗粒物与气体分离的装置，其基本的构造由：内部为空腔的由柱体段和锥体段组成的旋风分离器，与旋风分离器锥体段相连的收料斗，沿柱体段切向设置的与柱体段内腔相连通的进气口，以及位于柱体段顶端的中央排气口构成。旋风分离器是应用最广泛的设备之一，具有设备结构简单，体积小，制造费用低，维护、修理方便、易于敷设耐磨、耐腐蚀内衬，可净化腐蚀性粉尘，且使用寿命长等特点。但是旋风分离器在使用中无用压力损失较大，影响其使用的效果。如何在保证分离效率的前提下减少分离装置的无用压力损失是现阶段要解决的课题。

发明内容

本发明提供一种可克服现有技术不足，能够保证分离效率，减少无用压力损失的旋风分离装置。

本发明的内置涡核破碎翼的旋风分离器包括：一个由柱体段和锥体段组成的内部为空腔，横截面为圆的旋风分离室，与旋风分离室锥体段相连的收料斗，沿柱体段切向设置的与柱体段内腔相连通的进气口，位于柱体段顶端的中央排气口，在旋风分离器中沿旋风分离室的中心轴位置设置有一个固定轴,固定轴的下端位于锥形收缩段的1/2处，在固定轴上设置有固定轴的涡核破碎翼片。

本发明的内置涡核破碎翼的旋风分离器中，涡核破碎翼片的水平投影长度近似等于旋风分离室纵向剖面上几何中心到强制涡与自由涡交界处距离的两倍，涡核破碎翼片宽度和翼片数量的乘积大于零小于固定轴长度。

本发明实施例中，位于分离室柱体段部分的涡核破碎翼片为长度近似等于为中央排气口直径、厚度近似等于固定轴直径的1/6的矩形块；旋风分离室锥体段部分的每个涡核破碎翼片为长度近似等于其所处横截面圆直径的1/2、宽度近似等于固定轴长度1/23、厚度近似等于固定轴直径的1/6的矩形块。需特别说明的本发明和涡核破碎翼片的厚度无特别要求，只要求其厚度能够保持一定的刚度，同时不致在使用中发生失效破坏即可。

本发明的内置涡核破碎翼的旋风分离器中，设置于固定轴最上端的涡核破碎翼的设置位置应稍低于中央排气口的下缘，位于固定轴最下端的涡核破碎翼片设置位置稍高于固定轴的下端。

本发明的内置涡核破碎翼的旋风分离器中，其固定轴上设置有8个涡核破碎翼，且各涡核破碎翼间每两个相邻的翼片等距正交布置，固定轴的直径为锥体段下端开口直径的1/2，固定轴下端位于旋风分离器锥体段的1/2处。

相关研究表明，旋风分离器工作时在其中心区域存在着向中央排气口流动的内旋流气流（也被称为强制涡），在旋风分离器中心区域至旋风分离器筒壁间存在着沿分离体壁旋转流动的外旋流（也被称为自由涡）。研究还表明旋风分离器的压力损失主要由内旋流的强制涡决定，而分离效率主要由外旋流的自由涡决定。压力损失和分离效率是衡量旋风分离器分离性能的主要指标，所以在保证分离效率的前提下，减小分离器中心区域的压力损失是改进旋风分离器的一个关键所在。

本发明的技术解决方案是：在旋风分离器的旋风分离室中心位置的强制涡区域内置一个由固定轴和附于上的涡核破碎翼片构成的不动体，用不动体代替和破坏强制涡，以减少压力损失。本发明中的固定轴和涡核破碎翼的长度及分布在理论上是根据强制涡与自由涡位置和形状设计，原则上讲所设置涡核破碎翼片长度应等于旋风分离器纵向剖面上几何中心到强制涡与自由涡交界处距离的两倍，使固定轴和涡核破碎翼片处于内旋流中，其作用是既破坏内旋流强制涡，减少压力损失，同时又不破坏外旋流自由涡，影响其收集效率。根据相关实验,涡核破碎翼片的边缘最好是位于强制涡与自由涡的交界处，同时应当尽可能保留大的外旋流所占空间，以减少对气流的流动和颗粒物质的下落形成阻碍，在满足这一前提下对涡核破碎翼的形状及设置并无其它的限制。

正是由于这一原因，结合现有的旋风分离装置的特点形成本发明上述的结构特征。

本发明通过在旋风分离器至内设置涡核破碎翼片，减小了强制涡的区域，减弱了强制涡强度，同时也减少了压力损失，可降低旋风分离装置工作时的能耗，而且本发明结构简单，容易实现，便于对现有装置进行改造。

附图说明