專利名稱：帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種切流返轉(zhuǎn)式旋風(fēng)分離器，尤其涉及一種從氣固混合氣流中分離固體顆粒的帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器。
背景技術(shù)：
旋風(fēng)分離器是一種常見的氣固分離設(shè)備，如圖5A、圖5B所示，現(xiàn)有的切流返轉(zhuǎn)式旋風(fēng)分離器9 一般是由芯管91、筒體92、錐體93、灰斗94、料腿95組成；含塵氣流由進氣管96進入旋風(fēng)分離器時，氣流將由直線運動變?yōu)閳A周運動。旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓筒呈螺旋形向下，朝錐體93流動，通常稱為外旋氣流。含塵氣流在旋轉(zhuǎn)過程產(chǎn)生離心力，將密度大于氣體密度的塵粒甩向器壁；塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和向下的重力沿壁面下落，進入排灰管(灰斗94)。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流在到達(dá)錐體93下端某個位置時，即以同樣的旋轉(zhuǎn)方向從旋風(fēng)分離器中部，由下而上繼續(xù)做螺旋形流動，即內(nèi)旋氣流；最后凈化氣流經(jīng)芯管91排出分離器外部，一部分未被捕集的塵粒也由此逃逸。·旋風(fēng)分離器的主要性能指標(biāo)有兩個，分別是分離效率和壓降。分離效率表明了旋風(fēng)分離器捕集顆粒的能力，壓降則反映了旋風(fēng)分離器消耗的能量。旋風(fēng)分離器能在高溫、高壓、高濃度、高腐蝕性等苛刻工況下長期穩(wěn)定運行，因此在石油化工、電力環(huán)保等各行業(yè)得到廣泛的研究和應(yīng)用。但是在高溫、高濃度條件下或捕集5 μ m以下的顆粒時，常是多級串聯(lián)運行，能耗明顯偏大，而且隨著旋風(fēng)分離器尺寸的增加，壓降急劇增大。經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，旋風(fēng)分離器的壓降是由以下五部分的能量損失造成的(I)進、出口管道的摩擦損失；(2)氣體進入分離器內(nèi)，因膨脹或壓縮而造成的能量損失；(3)氣體在分離器內(nèi)與器壁摩擦所引起的能量損失；(4)分離器內(nèi)因氣體旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的能量損失；(5)芯管內(nèi)氣流強烈旋轉(zhuǎn)靜壓能的損失等。在這五部分中，后兩項氣流的旋轉(zhuǎn)運動是旋風(fēng)分離器壓降的主要組成部分，特別是芯管中氣流的旋轉(zhuǎn)運動，占到總壓降的50%以上，因此，旋風(fēng)分離器減阻增效還有相當(dāng)大的潛力可以挖掘。由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，可以較好的將芯管中氣流旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，從而減少旋風(fēng)分離器的總壓降，達(dá)到減阻增效的作用。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，所述減阻裝置設(shè)置在旋風(fēng)分離器頂部的芯管內(nèi)；所述芯管內(nèi)設(shè)有一段與芯管同軸設(shè)置的圓管狀葉片根，沿著所述葉片根周向設(shè)有多個葉片；葉片在葉片根外壁展開面上的內(nèi)準(zhǔn)線由上部的直線段和下部的光滑曲線構(gòu)成，該直線段與圓管狀葉片根的軸線平行。圓管狀葉片根和葉片整體構(gòu)成所述的減阻裝置。[0009]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述葉片外側(cè)與芯管內(nèi)壁接觸或連接。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述葉片為正交直母線圓弧型葉片。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述葉片內(nèi)準(zhǔn)線中直線段的長度與圓管狀葉片根的軸向長度的比值大于O小于等于O. 8。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述圓管狀葉片根的半徑與芯管半徑的比值大于O小于等于O. 8。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述芯管的下部形成漸縮的錐面。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述葉片設(shè)置數(shù)量為3 24個。在本實用新型的一較佳實施方式中，葉片內(nèi)準(zhǔn)線下部曲線底端處的切線方向與圓 管狀葉片根底面水平線的夾角大于0°小于等于60°。在本實用新型的一較佳實施方式中，所述旋風(fēng)分離器為切流返轉(zhuǎn)式旋風(fēng)分離器。由上所述，本實用新型帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，能夠?qū)⑿竟苤袣饬鞯男D(zhuǎn)運動，部分轉(zhuǎn)為直線運動，將部分氣流的旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，可有效減少旋風(fēng)分離器的總壓降，進而達(dá)到減阻增效的作用。該減阻裝置制做成本較低，結(jié)構(gòu)簡單，無運動部件，帶該減阻裝置的旋風(fēng)分離器在復(fù)雜工況下能夠長時間穩(wěn)定工作。

以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中圖I :為本實用新型中的減阻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 :為本實用新型中圓管狀葉片根和一個葉片的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖3 :為本實用新型中相鄰兩條內(nèi)準(zhǔn)線在圓管狀葉片根外壁上的展開結(jié)構(gòu)示意圖。圖4 :為本實用新型帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5A :為現(xiàn)有旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5B :為圖5A中A-A首I]面不意圖。
具體實施方式
為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
。如圖I、圖2、圖3和圖4所示，本實用新型提供一種帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，所述減阻裝置100設(shè)置在旋風(fēng)分離器頂部的芯管I內(nèi)；所述芯管I內(nèi)設(shè)有一段與芯管I同軸設(shè)置的圓管狀葉片根2，該葉片根2的兩端貫通，沿著所述葉片根2周向設(shè)有多個葉片3 ;所述葉片3是連續(xù)光滑的曲面，如圖3所示，葉片3在葉片根2外壁展開面上的內(nèi)準(zhǔn)線31由上部的直線段311和下部的光滑曲線312構(gòu)成；該直線段311與圓管狀葉片根的軸線平行。所述內(nèi)準(zhǔn)線31為葉片與圓管狀葉片根外壁的交線。如圖4所示，圓管狀葉片根2和葉片3整體構(gòu)成所述的減阻裝置100。所述減阻裝置100安裝在旋風(fēng)分離器的頂部出口處，所述旋風(fēng)分離器為切流返轉(zhuǎn)式旋風(fēng)分離器，該切流返轉(zhuǎn)式旋風(fēng)分離器除上述減阻裝置100，還包括有筒體4、錐體5、灰斗6和料腿7。[0027]使用時，含塵氣流由筒體4的進氣管8進入旋風(fēng)分離器，芯管I中的氣流運動方向由下至上，氣流為強烈的旋轉(zhuǎn)運動，經(jīng)過多個葉片3的導(dǎo)流后，部分氣流轉(zhuǎn)為直線運動，將部分氣流的旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，有效減少了旋風(fēng)分離器的總壓降，進而達(dá)到減阻增效的作用。該減阻裝置制做成本較低，結(jié)構(gòu)簡單，無運動部件，帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器在復(fù)雜工況下能夠長時間穩(wěn)定工作。進一步，在本實施方式中，所述葉片3的設(shè)置數(shù)量為3 24個；如圖2所示，所述葉片3的徑向?qū)挾葹閎，葉片3外側(cè)與芯管I的內(nèi)壁接觸設(shè)置。作為本實施方式的另一實施例，葉片3外側(cè)也可與芯管I的內(nèi)壁連接為一體。在本實施方式中，如圖2所示，所述圓管狀葉片根2的半徑R與芯管I半徑的比值大于O小于等于O. 8。進一步，在本實施方式中，如圖I所示，所述芯管I的下部形成漸縮的錐面。 所述葉片內(nèi)準(zhǔn)線31中直線段311的長度h與圓管狀葉片根2的軸向長度H的比值大于O小于等于O. 8。如圖3所示，在本實施方式中，葉片內(nèi)準(zhǔn)線31下部光滑曲線312底端處的切線方向與圓管狀葉片根2底面水平線的夾角β大于0°小于等于60°。在本實施方式中，所述葉片3為正交直母線圓弧型葉片。以下為帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器的一具體實例如圖4所示，筒體4直徑為300mm，芯管I頂部內(nèi)直徑為150mm，底部內(nèi)直徑為96mm，入口氣速20m/s，芯管I中葉片根2的外直徑為96mm，葉片根2上連接有8個正交直母線圓弧型葉片3，內(nèi)準(zhǔn)線下端點處的切線方向與水平線夾角為30°，葉片3和葉片根2整體固定安裝在芯管I內(nèi)部，芯管I中的氣流運動方向由下至上，氣流為強烈的旋轉(zhuǎn)運動，經(jīng)過葉片3的導(dǎo)流后，部分氣流轉(zhuǎn)為直線運動，安裝減阻裝置100前，測得旋風(fēng)分離器總壓降為4510Pa，安裝減阻裝置100后，測得旋風(fēng)分離器總壓降為3900Pa，降幅達(dá)13. 3%，實驗證明，部分氣流的旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為了靜壓能，有效地減少了旋風(fēng)分離器的總壓降，進而達(dá)到了減阻增效的目的。以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。
權(quán)利要求1.一種帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，其特征在于所述減阻裝置設(shè)置在旋風(fēng)分離器頂部的芯管內(nèi)；所述芯管內(nèi)設(shè)有一段與芯管同軸設(shè)置的圓管狀葉片根，沿著所述葉片根周向設(shè)有多個葉片；葉片在葉片根外壁展開面上的內(nèi)準(zhǔn)線由上部的直線段和下部的連續(xù)光滑曲線構(gòu)成，該直線段與圓管狀葉片根的軸線平行。
2.如權(quán)利要求I所述的帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，其特征在于所述葉片外側(cè)與芯管內(nèi)壁接觸或連接。
3.如權(quán)利要求I所述的帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，其特征在于所述葉片為正交直母線圓弧型葉片。
4.如權(quán)利要求I所述的帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，其特征在于所述葉片內(nèi)準(zhǔn)線中直線段的長度與圓管狀葉片根的軸向長度的比值大于O小于等于O. 8。
5.如權(quán)利要求I所述的帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，其特征在于所述圓管狀葉片根的半徑與芯管半徑的比值大于O小于等于O. 8。
6.如權(quán)利要求I所述的帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，其特征在于所述芯管的下部形成漸縮的錐面。
7.如權(quán)利要求I所述的帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，其特征在于所述葉片設(shè)置數(shù)量為3 24個。
8.如權(quán)利要求I所述的帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，其特征在于葉片內(nèi)準(zhǔn)線下部曲線的底端處的切線方向與圓管狀葉片根底面水平線的夾角大于0°小于等于60°。
9.如權(quán)利要求I所述的帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，其特征在于所述旋風(fēng)分離器為切流返轉(zhuǎn)式旋風(fēng)分離器。
專利摘要本實用新型為一種帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，減阻裝置設(shè)置在旋風(fēng)分離器頂部的芯管內(nèi)；減阻裝置設(shè)有一段與芯管同軸設(shè)置的圓管狀葉片根，沿著葉片根周向設(shè)有多個葉片；葉片是連續(xù)光滑的曲面，葉片在圓管狀葉片根外壁展開面上的內(nèi)準(zhǔn)線由上部的直線段和下部的光滑曲線構(gòu)成，該直線段與圓管狀葉片根的軸線平行。圓管狀葉片根和葉片整體構(gòu)成減阻裝置。該帶減阻裝置的旋風(fēng)分離器，能夠?qū)⑿竟苤袣饬鞯男D(zhuǎn)運動，部分轉(zhuǎn)為直線運動，將部分氣流的旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，可有效減少旋風(fēng)分離器的總壓降，進而達(dá)到減阻增效的作用。該減阻裝置制做成本較低，結(jié)構(gòu)簡單，無運動部件，帶該減阻裝置的旋風(fēng)分離器在復(fù)雜工況下能夠長時間穩(wěn)定工作。
文檔編號B04C5/107GK202590986SQ20122012692
公開日2012年12月12日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者劉豐, 陳建義, 盧春喜, 劉英聚, 宋健斐, 魏耀東 申請人:中國石油大學(xué)(北京)