[发明专利]旋风分离器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在水泥生产设备中使用的旋风分离器，其包括筒形上部分和锥形下部分，其中，所述筒形上部分包括切向入口、上盖壁和居中布置的汲取管，所述居中布置的汲取管轴向穿过盖壁并突出到筒形部分中，并且其中，所述锥形下部分包括锥壁，该锥壁锥形地渐缩至与汲取管同轴布置的下出口。

背景技术

熟料和水泥生产中的一个关键部件是旋风分离器。它在悬浮预热器中用作错流式热交换器，或在生料磨机、水泥磨机和除尘应用中用作颗粒分离装置。旋风分离器是具有锥形部分的容器。承载灰尘的气流被切向地供应到旋风分离器中，其在容器内产生外涡流。外涡流是以螺旋模式从旋风分离器的顶部沿锥形渐缩部分到旋风分离器的底部处的窄端区域旋转的高速气体流动。在此，气体产生内涡流，其是向上流动并通过布置在旋风分离器的顶部处的汲取管离开旋风分离器的螺旋气流。内涡流布置在外涡流内并与外涡流同轴。

如下实现颗粒从气流的分离。旋转流中较重的颗粒具有太大惯性而不能跟随外涡流的小半径曲线，并在旋风分离器壁处被收集，在所述壁处这些较重的颗粒落下并经由下出口开口离开旋风分离器。在锥形系统中，当外涡流接近旋风分离器的窄端时，流的旋转半径减小，从而分离越来越小的颗粒。旋风分离器的几何形状连同流速限定旋风分离器的分割点（cut point）。

在气体悬浮预热器中使用的旋风级的数量从一个到六个不等。在生料磨机或较冷的除尘应用中，旋风分离器通常成对使用。需要以风机功率的形式的能量以抽吸气体通过旋风分离器。抽吸气体通过一系列旋风分离器所需的风机功率基本上与出现在旋风分离器中的累积的压降成比例。因此，在每个旋风分离器中出现的压降的降低将是期望的，以便减少抽吸气体通过一系列一定数量的旋风分离器所需的风机功率，或在不增加所需的风机功率的情况下增加一系列旋风分离器中的旋风分离器的数量。

旨在降低压降的现有旋风分离器修改通常改变旋风分离器入口和出口的形状，或者有时在出口中插入叶片，诸如作为汲取管的延伸部分安装的系统（由A TEC制造的Hurrivane®）。这些解决方案意味着以显著的成本对旋风分离器几何形状进行重大修改。

发明内容

因此，本发明的目的是以最小的结构修改和低的成本来降低旋风分离器中的压降。

为了解决这些和其他目的，本发明的特征在于，至少一个纵向挡板被布置在旋风分离器中，以沿轴向方向从汲取管延伸到锥壁。因此，本发明包括将竖直挡板插入在旋风分离器的汲取管和锥壁之间，准确地在入口和出口旋涡之间的界面处的高切向速率的区域中。虽然在旋风分离器壁处需要高的切向速率以达到高的分离效率，但是最高切向速率在入口涡流（向下前进）和出口涡流（向上前进）之间的界面处的核心部分附近被发现。本发明仅减小消耗大量动能处的这些核心部分界面切向速率，从而降低旋风分离器中的整体压降。旋风分离效率不受影响，因为本发明仅改变核心部分速率而不改变灰尘分离发生处的旋风分离器壁切向速率。

将挡板安装在汲取管和锥壁之间是相对简单且快速的过程，由此使成本和预热器的操作的中断时间最小化。尤其，挡板可以通过下出口开口或通过汲取管插入到旋风分离器中。

挡板在旋风分离器中沿轴向方向布置，使得其可以在外涡流和内涡流之间的界面处精确对准。以此方式，挡板的效率被最大化。

优选地，挡板的第一自由端连接至汲取管，并且挡板的第二自由端连接至锥壁。挡板到汲取管及锥壁的安装可以通过常规安装技术（诸如通过螺栓）来实现。优选地，挡板通过焊接连接到汲取管和/或锥壁。

根据本发明的尤其优选的实施例，挡板的第一自由端连接到汲取管，以便基本上与汲取管的筒形壁对准。

本发明的挡板具有基本上对应于汲取管的下边缘和锥壁之间的距离的纵向延伸部分。尤其，挡板由杆构成。

杆可以具有圆形、椭圆形或矩形横截面。

挡板的作用是阻止气体在外涡流和内涡流之间的切向速率最大的区域中发生螺旋流动，而不影响旋风分离器的分离功能。就此而言，试验已经表明，如果挡板，尤其是杆，具有沿径向方向测量的对应于旋风分离器的筒形部分的直径的3-5％的直径，则能够获得最好的结果。

此外，挡板，尤其是杆，优选地具有沿切向方向测量的延伸部分，该延伸部分不超过旋风分离器的筒形部分的直径的5％。

为了保证均匀的流动特性，本发明的优选实施例规定，挡板，尤其是杆，在其整个长度上具有沿径向方向测量的相同的直径。