[发明专利]一种拟序涡抑制器

说明书

本发明公开了一种拟序涡抑制器，拟序涡抑制器用声波或超声波抑制流体流场中拟序涡的产生和扩大，其设置于旋风除尘器内腔超细粉尘浓度高区域，拟序涡抑制器的轴线与旋风除尘器的轴线重合；拟序涡抑制器包括振动波发生装置和振动波传送装置，振动波发生装置为振动波传送装置提供不同于拟序涡频率和能量的振动波，包括导流曲面和共振器，共振器设置于导流曲面上方。在旋风除尘器分离腔内中心区域下端，也正是超细粉尘较浓的区域加入本发明拟序涡抑制器，拟序涡抑制器发出声波或超声波，抑制和破坏旋风除尘器内部流场中拟序涡的产生和增大，避免超细粉尘被拟序涡扩散到强制涡区，从而提高旋风除尘器对超细粉尘的分离效率。

技术领域

本发明属于气固分离技术领域，特别涉及一种拟序涡抑制器。

背景技术

自1886年摩尔斯发明了旋风除尘器以来，许多学者对其理论研究和结构改进做出了卓越的贡献。使旋风除尘器的应用越来越广泛。至今一直是环保除尘和粉料生产中气固分离最主要的在役设备。然而，旋风除尘器对粒径＜5μm的超细颗粒一直无法有效分离。根据前人的研究成果，按理想状态，旋风分离器内部流场形成向下(沿分离腔内壁面)和向上(沿分离腔中心区)的螺旋流。

传统旋风除尘器的结构原理如图1所示。从旋风分离器的分离轴线垂直圆截面看螺旋流的切向速度分布如图2所示，轴向速度分布如图3所示。从切向速度分布图中可以看到切向速度分为准自由涡区和强制涡区。在准自由区，从分离腔内壁面向中心轴方向的切向速度呈非线性逐步增加，达到最大值；从最大切线向速度到中心轴的点，切向速度呈线性下降，中心点的速度为零。切向速度呈线性下降的区域称强制涡区。在准自由涡和强制涡之间形成一个分界圆柱面，在该分界面上的粉尘有一半的可能被分离进入灰斗，另一半进入强制涡区。恰恰在强制涡区的轴向速度如图3所示是向上的轴向速度，且轴向速度值为最大。进入强制涡区的粉尘在较大的轴向速度携带下逃逸出旋风除尘器。显然，只要避免粉尘进入强制涡区，就可提高旋风除尘器的分离效率。如何避免呢?真实状态是是旋风分离器内部的流场是处于湍流流动。湍流流动的特点是：湍流兼有随机性和拟序性，基本结构之一是各种尺度的涡，既有大量的随机的小涡构成的背景流场，又有大尺度的拟序的涡结构在统计意义上存在。这些大小尺寸不等涡，涡动频率也不等。

根据研究，拟序涡是由有边界层脱落的小涡相互吸引团聚形成较大尺度的拟序涡，大尺度涡能够将气体中的粉尘颗粒裹挟扩散。在除尘器的流场中一旦粉尘被扩散到强制涡区。粉尘就被上升气流带出除尘器，这是超细粉尘分离效率降低的原因之一。同时在旋风除尘器的灰斗中还有返混现象造成超细粉尘进入强制涡区逃逸，返混在一定程度上也是拟序涡所引发。

综上所述抑制拟序大涡和消弱返混现象就可提高超细粉尘的分离效率。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能提高超细粉尘分离效率的拟序涡抑制器。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种拟序涡抑制器，其特征在于：所述拟序涡抑制器用声波或超声波抑制流体流场中拟序涡的产生和扩大，所述拟序涡抑制器设置于旋风除尘器内腔超细粉尘浓度高区域，其轴线与所述旋风除尘器的轴线重合；

所述拟序涡抑制器包括振动波发生装置和振动波传送装置，所述振动波发生装置为所述振动波传送装置提供不同于拟序涡频率和能量的振动波。

如上所述一种拟序涡抑制器，其特征在于：所述振动波传送装置包括导流曲面和共振器，所述导流曲面的曲面向下凸起，所述共振器设置于所述导流曲面上方。

如上所述一种拟序涡抑制器，其特征在于：所述导流曲面的曲面形状是圆球面、椭球面、抛物面其中之一的薄壁结构。

如上所述一种拟序涡抑制器，其特征在于：所述共振器为长圆锥筒薄壁结构或曲面薄壁结构。