一種用于增強(qiáng)旋流器或旋風(fēng)除塵器耐磨性的環(huán)縫內(nèi)襯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及旋流器和旋風(fēng)除塵器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于增強(qiáng)旋流器或旋風(fēng)除塵器耐磨性的環(huán)縫內(nèi)襯。
【背景技術(shù)】
[0002]旋流器又稱旋液分離器，是一種分離非均勻相混合物的分級(jí)設(shè)備?？梢杂脕硗瓿梢后w澄清、固相顆粒洗滌、液體除氣與除砂、固相顆粒分級(jí)與分類以及兩種非互溶液體的分離等多種作業(yè)。
[0003]旋流器工作原理比較簡單，主要是利用離心力原理。礦漿在壓力作用下經(jīng)給礦管沿切線方向進(jìn)入殼體，在殼內(nèi)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，礦漿中的粗顆粒受到較大的離心力而靠近器壁，并同時(shí)隨礦漿向下流動(dòng)，最終由底部沉砂嘴排出；而細(xì)顆粒由于受離心力較小，處于回轉(zhuǎn)流中心并隨礦漿液體向上運(yùn)動(dòng)，最終由溢流管成為溢流。
[0004]旋風(fēng)除塵器是一種干式氣固分離裝置，工作原理是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體所產(chǎn)生的離心力，將粉塵從氣流中分離出來的。旋風(fēng)除塵器作為一種常見的氣固分離裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)較低，在實(shí)際應(yīng)用過程中操作、維護(hù)方便，性能穩(wěn)定，對(duì)含塵氣體的濃度和溫度等因素的變化適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。旋風(fēng)除塵器主要應(yīng)用在工業(yè)除塵、空氣采樣、選粉、熱交換等方面，是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種除塵設(shè)備。但是由于高速含塵氣流對(duì)旋風(fēng)除塵器器壁的強(qiáng)烈沖刷，所以器壁的磨損十分嚴(yán)重。在惡劣情況下，數(shù)毫米厚的鋼板用不到半年甚至幾個(gè)月就被局部磨穿，從而嚴(yán)重地影響了整個(gè)除塵系統(tǒng)正常運(yùn)行。此外，靠近器壁處的高速旋轉(zhuǎn)氣流使已沉積于器壁的部分粉塵產(chǎn)生二次飛揚(yáng)，這正是旋風(fēng)除塵器的實(shí)際效率難以超過90%的主要原因。因此，進(jìn)一步提高旋風(fēng)除塵器的除塵效率和耐磨性能一直是除塵技術(shù)中兩項(xiàng)重要研究課題。
[0005]無論旋流器或旋風(fēng)除塵器在運(yùn)行時(shí)，固液懸浮液或氣固混合物在壓力作用下作劇烈的離心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在懸浮液或氣固混合物劇烈的沖刷磨蝕下，旋流器或旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁面極易磨損。這不僅會(huì)縮短旋流器或旋風(fēng)除塵器的使用壽命，而且會(huì)由于關(guān)鍵部位尺寸的改變而降低其分級(jí)、分離效率，改變溢流和底流量，從而惡化運(yùn)行效果。因此，旋流器或旋風(fēng)除塵器需采用耐磨材料制作，或用耐磨材料作內(nèi)襯。隨著旋流器在礦業(yè)、化工、石油、煤炭、輕工、環(huán)保、食品、醫(yī)藥、紡織等許多工業(yè)部門廣泛推廣應(yīng)用以及旋風(fēng)除塵器的廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外對(duì)旋流器和旋風(fēng)除塵器磨損問題的研究甚為重視。
[0006]磨損問題是旋流器和旋風(fēng)除塵器很難解決的問題，為緩解磨損問題，研究者們提出:采用耐磨材料制作旋流器或旋風(fēng)除塵器，或用耐磨材料作內(nèi)襯。在使用耐磨材料制作和在旋流器或旋風(fēng)除塵器中增設(shè)耐磨內(nèi)襯兩種方式的選擇上，從經(jīng)濟(jì)成本的角度考慮，大多傾向于后者，即在旋流器或旋風(fēng)除塵器內(nèi)部增設(shè)耐磨內(nèi)襯。目前，旋流器或旋風(fēng)除塵器內(nèi)襯耐磨材料種類很多，常用的耐磨材料有鑄石、碳化硅、氧化鋁陶瓷、耐磨橡膠及聚氨酯等。這些材料有其優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)又不同程度地存在著不足之處。鑄石、碳化硅及氧化鋁陶瓷等無機(jī)非金屬耐磨內(nèi)襯，雖然材料本身耐磨性能非常好，但這樣制成的耐磨內(nèi)襯整體性較差，在使用過程中，受到漿流或氣固混合物的沖刷后易于破碎、脫落。這不但影旋流器或旋風(fēng)分離器的分級(jí)分離效果，而且嚴(yán)重時(shí)碎片還會(huì)堵塞旋流器，從而造成停產(chǎn)。耐磨橡膠、聚氨酯等有機(jī)材料制作的耐磨內(nèi)襯，內(nèi)壁光滑，易于制作尺寸精度高的小型旋流器。在溫度較低、所處理物料粒度較小、硬度較低、粒形較渾圓的工況下，其耐磨性能較好；但是，在溫度較高、所處理物料粒度較粗、硬度較大、粒形較尖銳的工況下，其耐磨性能則較差。在使用普通碳筋板制作旋流器殼體時(shí)，無論是用鑄石、碳化硅、及氧化鋁陶瓷等無機(jī)非金屬材料，還是用耐磨橡膠、聚氨酯等有機(jī)材料作耐磨內(nèi)襯，均存在殼體與襯里材料在機(jī)械力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能方面的較大差異，這同樣會(huì)造成內(nèi)襯易于變形脫落，從而嚴(yán)重影響旋流器或旋風(fēng)除塵器的分級(jí)分離性能及使用壽命。
[0007]由上述論述可知，雖然在耐磨材料方面進(jìn)行了大量研究，但事實(shí)表明，旋流器或旋風(fēng)除塵器的磨損問題仍然存在。設(shè)計(jì)制造耐磨內(nèi)襯，提高旋流器或旋風(fēng)除塵器的耐磨性，延長它們的使用壽命一直是旋流器和旋風(fēng)除塵器領(lǐng)域沒有克服的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的在于提供一種成本低、制作工藝簡單、耐磨性強(qiáng)和適用于增強(qiáng)旋流器或旋風(fēng)除塵器耐磨性的環(huán)縫內(nèi)襯。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:在旋流器或旋風(fēng)除塵器圓柱筒體和圓錐體內(nèi)壁增設(shè)環(huán)縫內(nèi)襯。該內(nèi)襯由若干段圓柱筒體、若干段內(nèi)徑遞減的圓錐體、環(huán)縫、筋板、橢圓形進(jìn)口組成；圓柱筒體或圓錐體相鄰的兩段之間具有一段間距，形成環(huán)縫，環(huán)縫的垂直高度為5-40mm，各段圓柱筒體和圓錐體通過內(nèi)襯外壁的若干筋板垂直焊接固定成整體內(nèi)襯，筋板寬度為5-30mm，厚度為3_8mm，數(shù)量為3_5塊，均勻分布；在由上往下第一個(gè)圓柱筒體上設(shè)有橢圓形進(jìn)口，橢圓形進(jìn)口的短軸長度比旋流器或旋風(fēng)除塵器進(jìn)口內(nèi)徑略大，與旋流器或旋風(fēng)除塵器進(jìn)口對(duì)接；環(huán)縫內(nèi)襯圓柱筒體及圓錐體直徑，比旋流器或旋風(fēng)除塵器的筒體及圓錐體直徑小10-60_，即外壁焊接筋板寬度的兩倍，高度與旋流器或旋風(fēng)除塵器內(nèi)部高度一致，圓錐角與旋流器或旋風(fēng)除塵器一致。
[0010]由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提出的一種用于增強(qiáng)旋流器或旋風(fēng)除塵器耐磨性的環(huán)縫內(nèi)襯。環(huán)縫內(nèi)襯和旋流器或旋風(fēng)除塵器外殼不是焊接或粘連在一起，而是將環(huán)縫內(nèi)襯直接放置在旋流器或旋風(fēng)除塵器器壁內(nèi)，由環(huán)縫內(nèi)襯外壁焊接的筋板支撐抵住旋流器或旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁，從而固定環(huán)縫內(nèi)襯與旋流器或旋風(fēng)除塵器外殼，這樣即節(jié)省了工藝制作，又便于更換內(nèi)襯。
[0011]在旋流器或旋風(fēng)除塵器內(nèi)增設(shè)環(huán)縫內(nèi)襯后，其工作時(shí)，固液漿體或氣固混合物在離心力的作用下，首先對(duì)環(huán)縫內(nèi)襯進(jìn)行磨損，從而降低對(duì)旋流器或旋風(fēng)除塵器器壁的磨損，提高其耐磨性。而環(huán)縫內(nèi)襯主要的特點(diǎn)是環(huán)縫及環(huán)縫內(nèi)襯外壁筋板的設(shè)計(jì)，環(huán)縫內(nèi)襯外壁的筋板使環(huán)縫內(nèi)襯與器壁間距離為5-30mm，形成一定的環(huán)形空間，同時(shí)豎向垂直的筋板將此環(huán)形空間隔斷成半封閉環(huán)形空間。固液漿體或氣固混合物在離心力的作用下，顆粒較大的向邊壁靠近，繼而向下旋流，然而由于環(huán)縫的存在，靠近邊壁的下行流將較粗的固體顆粒穿過環(huán)縫，進(jìn)入環(huán)縫內(nèi)襯和器壁所形成的環(huán)形空間中，但由于環(huán)縫內(nèi)襯外壁焊接的筋板的存在，阻斷了進(jìn)入該空間內(nèi)固液漿體或氣固混合物的旋流，使進(jìn)入該空間的下行流速急劇衰減，從而形成低速漿流或低速氣流。漿流或氣流中的固體顆粒在此下行流速和自重作用下緩緩落下，從而不會(huì)對(duì)旋流器或旋風(fēng)除塵器器壁造成磨損。當(dāng)然固體顆粒物不可避免地要與環(huán)縫內(nèi)襯接觸，對(duì)環(huán)縫內(nèi)襯造成磨損，但環(huán)縫的存在，使靠近環(huán)縫內(nèi)襯的固液漿流或氣固混合物始終無法形成高速旋轉(zhuǎn)的液流或氣流，從而大大減輕了對(duì)內(nèi)襯的磨損。
[0012]另外，由于在旋流器或旋風(fēng)除塵器內(nèi)增設(shè)了環(huán)縫內(nèi)襯，在旋流器分級(jí)工作時(shí)，由于環(huán)縫及內(nèi)襯外壁筋板的存在使環(huán)縫內(nèi)襯及旋流器器壁之間形成一定的環(huán)形空間，固液漿體在離心力的作用下，較粗的顆粒穿過環(huán)縫進(jìn)入到了環(huán)縫內(nèi)襯及器壁形成的半環(huán)形空間中后，將難以再返混到環(huán)縫內(nèi)襯內(nèi)側(cè)的漿體中，不會(huì)影響到溢流管中分離的顆粒粒度，從而提高了旋流器的工作效率；同理，在增設(shè)環(huán)縫內(nèi)襯后，旋風(fēng)除塵器工作時(shí)，環(huán)縫內(nèi)襯將靠近器壁不利于粉塵收集的部分下行流變?yōu)橛兄诜蹓m收集的徑向流，極大地減少了二次揚(yáng)塵，提高了除塵效率。環(huán)縫的存在，將粉塵“吸入”器壁與環(huán)縫內(nèi)襯間的低速氣墊中，使除塵器內(nèi)無法形成上灰環(huán)和下灰環(huán)，從而減輕了對(duì)環(huán)縫內(nèi)襯的磨損。高速含塵氣流不與除塵器器壁接觸，所以增強(qiáng)了耐磨性能。由于環(huán)縫內(nèi)襯的加工制作簡單，使旋流器或旋風(fēng)除塵器的成本幾乎沒有增加，但效率、阻力損失、耐磨性各項(xiàng)指標(biāo)均有提高，使用壽命也大大延長。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1.為了提高旋流器或旋風(fēng)除塵器耐磨性，現(xiàn)有內(nèi)襯材料大多采用碳化硅、氧化鋁陶瓷等制造，雖然這些材料耐磨性較強(qiáng)，但其成本高，制造內(nèi)襯工藝也較復(fù)雜，因此不能大范圍的推廣應(yīng)用。而對(duì)于本實(shí)用新型，環(huán)縫內(nèi)襯材料直接采用普通碳鋼制造，制造成本低，且制造工藝簡單。
[0015]2.現(xiàn)有旋流器或旋風(fēng)除塵器，在使用普通碳鋼制作旋流器殼體時(shí)，無論是用鑄石、碳化硅及氧化鋁陶瓷等無機(jī)非金屬材料，還是用耐磨橡膠、聚氨酯等有機(jī)材料作耐磨內(nèi)襯，均存在殼體與襯里材料在機(jī)械力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能方面的較大差異，使內(nèi)襯和旋流器或旋風(fēng)除塵器外殼的焊接或粘接成為較大問題，并且這同樣會(huì)造成內(nèi)襯易于變形脫落；另外，這樣將內(nèi)襯與旋流器或旋風(fēng)除塵器外殼焊接或粘接在一起，當(dāng)內(nèi)襯磨損嚴(yán)重需要更換時(shí)，無法只更換內(nèi)襯且增加了更換的難度和成本。而對(duì)于本實(shí)用新型，環(huán)縫內(nèi)襯和旋流器或旋風(fēng)除塵器殼體是獨(dú)立分開的整體，將環(huán)縫內(nèi)襯直接放置于旋流器或旋風(fēng)除塵器中，由環(huán)縫內(nèi)襯外壁焊接的筋板進(jìn)行固定即可，避免了內(nèi)襯與旋流器或旋風(fēng)除塵器器壁的焊接或粘接問題，同時(shí)在內(nèi)襯磨損嚴(yán)重需要更換時(shí)，可以只更換環(huán)縫內(nèi)襯，這樣不僅節(jié)約成本且更換方便。
[0016]3.現(xiàn)有內(nèi)襯的設(shè)計(jì)都是一個(gè)完整的整體，將固液漿體或氣固混合物對(duì)旋流