一種用于分離和凈化氣態(tài)介質(zhì)流的旋風分離器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于提高使用氣態(tài)介質(zhì)流的旋風分離器的分離效率的方法，其中，經(jīng)過凈化的氣態(tài)介質(zhì)流通過進氣導管進入旋風分離器，最終在旋風分離器的錐形下半部分的底端，在旋風分離其內(nèi)部以不斷變化的旋轉(zhuǎn)流運動方式進入旋轉(zhuǎn)的龍卷流，流入相反的方向。
【背景技術(shù)】
[0002]在先有技術(shù)中，旋風分離器用于分離存在于氣流中的固態(tài)物質(zhì)。在旋風分離器中，氣態(tài)介質(zhì)流進入旋風分離器內(nèi)部后流入旋風分離器內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的離心流中，通常是從頂部向底部流動。當旋風分離器以豎立位置運行時，氣態(tài)介質(zhì)流的入口設(shè)置在旋風分離器的頂部邊緣，在這種情況下，氣態(tài)介質(zhì)流的流動方式為在圓柱形的旋風分離器內(nèi)部向下開始旋轉(zhuǎn)運動。當旋風分離器在保持其流動速度的同時旋轉(zhuǎn)介質(zhì)流向下流入旋風分離器的錐形底部分時，旋轉(zhuǎn)介質(zhì)流以特定的角速度加速。當旋轉(zhuǎn)介質(zhì)流到達旋風分離器的錐形底面部分的底端時，旋轉(zhuǎn)介質(zhì)流將在維持其旋轉(zhuǎn)方向的同時被迫向上轉(zhuǎn)向。那么，眾所周知，在旋風分離器的底端的最低點處就會形成所謂的龍卷風效應，例如夏季在大風旋轉(zhuǎn)時即可看見。
[0003]通常，灰塵和其他固態(tài)物質(zhì)會被吸入這樣的龍卷風漩渦中，被龍卷風漩渦帶動并被抬高到更高的位置。只有在龍卷風漩渦分解后，固態(tài)物質(zhì)才能夠自由落下并從龍卷風中分離出來。
[0004]原則上，在旋風分離器的錐形部分下端的內(nèi)部也會形成同樣的龍卷風。龍卷渦總是會攜帶一些灰塵或固態(tài)物質(zhì)顆粒與氣態(tài)介質(zhì)流一起進入旋風分離器。這就是為什么通常不會將旋風分離器視為好的灰塵分離器的原因，因為隨著龍卷流，甚至體積較大的灰塵顆粒都能夠從旋風分離器中流出，由于這個原因，使用先有技術(shù)的旋風分離器，不能夠?qū)崿F(xiàn)特別嚴格的分尚限值。
[0005]目前，有大量不同的旋風解決方案在使用，其中需要提及的是所謂的低壓、中壓和高壓旋風分離器。這是指在旋風分離器中氣態(tài)介質(zhì)流動時在流過標稱容積時所要求的壓力降。通常，低壓旋風分離器的直徑較大，相反地，高壓旋風分離器的直徑則相對較小。在高壓旋風分離器中，壓力降可能會高達2000帕，而在低壓旋風分離器中，壓力降則通常低于1000帕。高壓旋風分離器的結(jié)構(gòu)通常是成組的并排構(gòu)造，這種情況下的該等解決方案被稱為多管旋風分離器組。相對而言，這樣的多管旋風分離器組的制造較為困難，因為其由許多小型的旋風分離器組成，而其尺寸精度的要求非常高。這就是為什么多管旋風分離器組的制造較為昂貴的原因。同樣，由于壓力降的量級不同，與低壓旋風分離器的運行耗能相比，其運行需要相當多的能量。
[0006]旋風分離器的分離效率取決于旋風分離器內(nèi)部形成的離心力場。通常，普遍認為氣態(tài)介質(zhì)流的角速度越大，離心力場的強度越強，而離心力場的強度與介質(zhì)流的角速度的平方存在直接的正比例關(guān)系。這就是為什么與直徑較大的旋風分離器相比，直徑較小的旋風分離器是更加有效的分離器的原因。根據(jù)這一比例關(guān)系，在特殊解決方案中，即使多管旋風分離器的投資成本和能量消耗都較高，但卻越來越頻繁地使用多管旋風分離器。盡管如此，旋風分離器尚不能夠滿足高效分離的要求。
[0007]根據(jù)先有技術(shù)，通過龍卷風效應可以在合理范圍內(nèi)進行消減的方式了解一個解決方案。該解決方案包括在距離旋風分離器的中心管上的孔的合適距離處安裝龍卷風消除板，該板能夠防止龍卷流直接流入中心管內(nèi)。該先有技術(shù)解決方案的缺點是消除板的集中磨損以及消除板的尺寸可能產(chǎn)生對旋風分離器錐形部分的過度磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是對旋風分離器的先有技術(shù)解決方案進行改善。更加具體而言，本發(fā)明的目的是提供一種顯著提高旋風分離器的分離效率的方法。
[0009]—種用于分離和凈化氣態(tài)介質(zhì)流的旋風分離器，包括配有進氣導管的圓柱形上部、圓錐形底部以及中心管，在中心管的管壁上布置有進入口以及在相對的圓錐形底部的下端布置有排出口的組件流管，這樣處理后的組件流管延伸穿過中心管的內(nèi)部，輸入介質(zhì)流的組件流部分從中心管的外部位置穿過并且在旋風分離器的內(nèi)部穿過中心管的管壁進入組件流管，從組件流管流出并撞上在圓錐形底部的下端形成的龍卷流，這樣組件流分解了龍卷流并防止固態(tài)物質(zhì)與凈化后的氣態(tài)介質(zhì)的排出流混在一起被帶入中心管。
[0010]—種提高用于氣態(tài)介質(zhì)流的旋風分離器的分離和清潔效率的方法，在旋風分離器中，待凈化的氣態(tài)介質(zhì)流以輸入介質(zhì)流形式穿過進氣導管流入旋風分離器的內(nèi)部并且在基本上為圓筒形的旋風分離器的上部和旋風分離器的圓錐形底部的上部的內(nèi)部以旋轉(zhuǎn)流運動的方式流動，在旋風分離器的圓錐形底部的下部中氣態(tài)介質(zhì)流的旋轉(zhuǎn)流運動發(fā)生改變，成為與旋風分離器的錐形底部的上部中的旋轉(zhuǎn)流運動的方向相反的方向進行旋轉(zhuǎn)的龍卷流運動，固態(tài)物質(zhì)從旋風分離器中的氣態(tài)介質(zhì)中分離出來，從而引導分離出固態(tài)物質(zhì)的氣態(tài)介質(zhì)穿過旋風分離器的中心管，包括以下步驟:
[0011]布置組件流管，從而將中心管的管壁上的開口至少延伸至中心管的內(nèi)部的位置，
[0012]使輸入介質(zhì)流的組件流穿過中心管的外部位置和旋風分離器的內(nèi)部范圍并進入組件流管，以及引導組件流管中的組件流與龍卷流方向相對，這樣組件流會分解龍卷流并阻止固態(tài)物質(zhì)被攜帶著穿過中心管進入凈化后的氣態(tài)介質(zhì)的輸出流中。
[0013]進一步地包括控制從輸入介質(zhì)流中分離的組件流的量的步驟，這樣分離出的組件流的量會小于輸入介質(zhì)流體積的10%。
[0014]進一步地包括控制從輸入介質(zhì)流中分離的組件流的量的步驟，這樣分離出的組件流的量會是輸入介質(zhì)流體積的0.1%至5%。
[0015]進一步地包括確定相對于圓錐形底部的下端的組件流管的下端的位置的步驟，這樣就會有足夠的空間形成龍卷流。
[0016]其中，組件流管的直徑比中心管的直徑要小。
[0017]其中，使組件流穿過并進入組件流管的步驟包括，由于旋風分離器的圓錐形底部的下端中的龍卷流而形成真空的步驟，這樣在靠近旋風分離器的圓錐形底部的下端的組件流管的輸出端與組件流管的輸入端之間形成壓力差，穿過組件流管輸入介質(zhì)流成為組件流。
[0018]進一步地包括確定組件流管位置的步驟，這樣組件流管的圓柱形部分的中心軸與中心管的中心軸正好吻合。
[0019]其中，組件流管的布置應將中心管的外部和穿過中心管側(cè)壁的旋風分離器的內(nèi)部范圍內(nèi)的位置延伸至中心管的內(nèi)部。
[0020]其中，組件流從位于基本上為圓柱形的旋風分離器的上部分范圍內(nèi)的位置的輸入介質(zhì)流中分離開來。
[0021]—種用于分離和凈化旋風分離器中氣態(tài)介質(zhì)的方法，包括以下步驟:
[0022]引導使待凈化的氣態(tài)介質(zhì)穿過進氣導管以輸入介質(zhì)流的形式進入旋風分離器的內(nèi)部，以使得輸入介質(zhì)流在基本上為圓柱形的旋風分離器的上部以及旋風分離器的圓錐形底部的上部以旋轉(zhuǎn)流運動的方式流動，在旋風分離器的圓錐形底部的下端中的輸入介質(zhì)流的旋轉(zhuǎn)流運動方向改變?yōu)榕c旋風分離器的圓錐形底部的上部中的旋轉(zhuǎn)流運動方向相反的旋轉(zhuǎn)龍卷流運動方向，
[0023]引導旋風分離器中經(jīng)凈化后的氣態(tài)介質(zhì)穿過貫穿旋風分離器的圓柱形上部的中心管，
[0024]布置組件流管從而將中心管的管壁上的開口至少延伸至中心管內(nèi)，并且
[0025]使輸入介質(zhì)流的組件流部分穿過中心管外部和旋風分離器內(nèi)部范圍的位置并進入組件流管，以及
[0026]引導組件流管中的組件流與龍卷流方向相對，這樣組件流會分解龍卷流并阻止固態(tài)物質(zhì)被攜帶著穿過中心管進入凈化后的氣態(tài)介質(zhì)的輸出流中。
[0027]其中，組件流管的布置以將中心管的外部和穿過中心管側(cè)壁的旋風分離器的內(nèi)部范圍內(nèi)的位置延伸至中心管的內(nèi)部，并且組件流從位于基本上為圓柱形的旋風分離器的上部分范圍內(nèi)的位置的輸入介質(zhì)流中分離開來。
[0028]—種提高用于氣態(tài)介質(zhì)流的旋風分離器的分離效率的方法，包括以下步驟:
[0029]引導帶凈化的輸入氣態(tài)介質(zhì)流穿過進氣導管進入旋風分離器，這樣輸入介質(zhì)流最終以向下的方向流動，在輸入介質(zhì)流到達旋風分離器的圓錐形底部的底端前，旋風分離器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)流保持運動并變?yōu)樾D(zhuǎn)龍卷流，通常為與向下的方向相對的向上方向的旋轉(zhuǎn)流運動，
[0030]引導凈化后的氣態(tài)介質(zhì)的輸出流穿過旋風分離器中的中心管，
[0031 ] 在中心管