专利名称：内循环旋风分离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气固干法分离设备，特别是一种具有内循环分离结构的直流式旋风分离器。
目前，旋风分离器的结构形式主要有反转式与直流式两大类。反转式旋风分离器的含尘气体从分离器上部切向进入，其中的尘粒受离心力作用趋壁向下，汇集于分离器底部从排尘口排出；气体旋转向下至底端后反转而上，从分离器顶部出气管排出。这类旋风分离器的结构已屡经改进，如长锥体型、扩散锥型、带旁室型、螺旋顶型、多孔切向进气型、蜗壳人口型等，但总体上并未脱离传统的反转分离形式。因其进、出气管靠近，器内气固运动复杂，流场不规整，除了外旋向下又内旋向上的双旋湍流流动，还有两种流向相反的径向流和许多局部位置的二次涡，故能量耗散一般较大，尤其对10微米以下细微粉尘的分离效率不高。直流式旋风分离器拉开了气体进、出口位置，含尘气流从分离器一端进入，通过人口轴向叶片产生旋转除去尘粒后，净气直接从分离器另一端排出，浓相区气尘则进入二次分离装置。这样的结构有利于消除反转分离形式诸多不利于效率和压降的因素，但轴向叶片产生的旋转流场通常较弱，分离效率较低，浓相区气尘的排离还需要额外的二次分离装置，因而工业应用受到一定限制。
本实用新型的目的，是提供一种具有规整旋转流场、强化气尘分离的低阻高效型直流式旋风分离器。
为实现上述目的，本实用新型采用如下主要技术方案。
外筒体的顶端装有螺旋面切向进气管，底端与一集尘筒体连接并有排尘管。在筒体内部轴心上装有内循环升气管，其顶端封住底端敞口，上部周面均匀开有与管外含尘气流旋转方向一致的切向翼栅。浓相区气体从升气管底端进入，从升气管上部翼栅开口处排出，切向汇人管外旋转气流，作为强化分离的二次风。内循环升气管的下部管外套有分流筒体，筒体周壁亦开有切向翼栅沿圆周均布，开口朝向与气流旋转方向一致，以进一步除去气体中的微粒，提高分离效率。分流筒体的底端连接螺旋面切向出气管，从外筒体侧面伸出。螺旋面切向出气管的螺旋倾角的与筒体顶端的螺旋面切向进气管相同或相近，二者配合使气固分离的流场规整，减少能量耗散。
由于本实用新型的分离结构突破了传统的反转分离形式，并通过内循环设置，解决了直流式分离的旋转流场强化和浓相流排离问题，故与旋风分离器的现有技术相比，本实用新型至少可以产生以下四个方面的积极效果1)取消了气流的内旋与反转，可从根本上消除反转式旋风分离器内流场紊乱、能量耗散大和粉尘逃逸等不利现象，使压力损失降低，分离效率提高。
2)设置分流筒体使浓相区气体与稀相区、净相区气体分流，可以避免现有旋风分离器内部已沉积尘粒因与器壁冲撞反弹而重返净气流中的不利现象，提高细微粉尘的分离效率。
3)设置内循环升气管使浓相区气体在器内循环，作为强化分离的二次风，不仅可以强化直流式分离的旋转流场，提高分离效率，而且还可以解决直流式分离的浓相流排离问题，提高了单体设备的应用能力。
4)设置气体进、出口管的双螺旋面切向导流装置，可使气尘分离的旋转流场规整有序，大大降低压力损失，同时有利于建立数学模型，进行工业装置的性能预测与放大设计。
下面结合说明书附图，对本实用新型的具体结构作详细说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是
图1的A-A平面剖视图。
图3是
图1的B-B平面剖视图。
外筒体7是一等径或异径的圆形筒体。筒体的顶端与螺旋面切向进气管10的螺旋面导流盖板垂直连接并封死。筒体的底端与集尘筒体2连接。
集尘筒体2是一圆锥形筒体，位于本实用新型的下部，底端接排尘管1。
螺旋面切向进气管10由一段呈一定螺旋倾角的矩形进口管与一块环状的螺旋面导流盖板连接而成，位于本实用新型的顶端。进口管的两侧壁面分别与外筒体7和内循环升气管8的上部壁面相切。
分流筒体6套在外筒体7的内部。筒体壁面间隔开有长方形切向翼栅5，开口朝向与气流的旋转方向相同，沿圆周均布。筒体底端呈螺旋线形，与螺旋面切向出气管3的螺旋面导流盖板垂直连接并封死。定距杆4固定在外筒体7与分流筒体6之间，起定距和支撑作用。
螺旋面切向出气管3由一段呈一定螺旋倾角的矩形出口管与一块环状的螺旋面导流盖板连接而成。出气管的两侧壁面分别与分流筒体6和内循环升气管8的下部壁面相切，并从外筒体7的下部侧面伸出。出气管的螺旋倾角与进气管10相近或一致。
内循环升气管8位于本实用新型的轴心位置。上部是一段园形直管，顶端用圆形盖板封死。园直管的壁面开有若干个长方形的切向翼栅9，为内循环气体的出口。下部是一段直径略小且底端带有一扩锥形进气口的垂直园管。中间由渐缩的圆锥形管过渡。切向翼栅9的开口朝向与管外含尘气流的旋转方向一致，开口位置按螺旋面切向进气管10的螺旋倾角，从切点开始于一定转角处，沿圆周均布。
因此，本实用新型的工作状况为含尘气流从螺旋面切向进气管10进入后，沿外筒体7与内循环升气管8之间的环隙空间高速旋转而下。其中的尘粒在离心力作用下不断向筒体7的壁面沉积，气流则被分成贴近筒体7壁面的浓相区、靠近内循环升气管8壁面的净相区、和介于二者之间的稀相区。其中，净相区气流与稀相区气流进入分流筒体6继续高速旋转，从切向翼栅5进一步除去少量因沉降速度小而来不及分离的细微粉尘后，作为净化气体从螺旋面切向出气管3排出。而浓相区气尘则通过分流筒6与外筒体7之间的环隙流道进入分流筒体6下方的降尘空间，尘粒由于减速和惯性沉降迅即从气体中分离出来，汇集于集尘筒体2底端从排尘管1排出；气体则进入内循环升气管8向上旋转，通过切向翼栅9返回到含尘气体的入口空间，作为强化分离的二次风，重新开始一个完整的分离循环。
本实用新型在工业实施中可以单体使用，也可多体组合使用。
权利要求1.一种内循环旋风分离器，在外筒体(7)的顶端装有螺旋面切向进气管(10)，底端连接集尘筒体(2)并有排尘管(1)，下部侧面开有出气管口，其特征在于1)在筒体(7)内部的轴线位置装有一内循环升气管(8)，其顶端封住，上部沿周面均匀开有带切向翼栅(9)的循环气体出口，切向翼栅(9)的开口朝向与管外含尘气流的旋转方向一致，底端敞口为循环气体进口；2)在内循环升气管(9)的下部管外套有分流筒体(6)，筒体(6)壁面亦开有切向翼栅(5)，开口朝向与气流旋转方向相同，沿圆周均布；3)在分流筒体(6)的底端连接螺旋面切向出气管(3)，从外筒体(7)下部侧面的出气管口伸出，螺旋面切向出气管的螺旋倾角与外筒体(7)顶端装有的螺旋面切向进气管相近，螺旋方向一致。
2.根据权利要求1所述的内循环旋风分离器，其特征是所述的螺旋面切向进气管(10)与螺旋面切向出气管(3)均由一矩形管连接一环状的螺旋面导流盖板而成，进气管(10)的两侧壁面分别与外筒体(7)和内循环升气管(8)的上部壁面相切，出气管(3)的两侧壁面分别与分流筒体(6)和内循环升气管(8)的下部壁面相切。
3.根据权利要求1所述的内循环旋风分离器，其特征是所述的内循环升气管(8)上段是顶端带有密封盖板、周壁均匀开有切向翼栅(9)的园直管，下段是底端带有扩锥形进气口的园直管，中段是一过渡的锥形园管。
4.根据权利要求1所述的内循环旋风分离器，其特征是所述的分流筒体(6)为一通过定距杆(4)固定在外筒体(7)内部的园直筒体，其底端呈螺旋线形，与螺旋面切向出气管(3)的环状螺旋面导流盖板垂直连接并封住。
5.根据权利要求1所述的内循环旋风分离器，其特征是所述的外筒体(7)是一圆形筒体，其顶端呈螺旋线形，与螺旋面切向进气管(10)的环状螺旋面导流盖板垂直连接并封住。
专利摘要本实用新型涉及一种在外筒体内部装有中心升气管和分流筒体的内循环旋风分离器。它的进、出气管均装有螺旋面切向导流装置,分别相切于外筒体与中心升气管的上部和分流筒体与中心升气管的下部,其配合作用使器内流场规整,能量耗散小。浓相区气体通过中心升气管在器内循环,形成强化分离的二次风,使分离效率提高。净相区气体则进入套置于中心升气管外部的分流筒体,直接从螺旋面切向出气管排出。本实用新型可广泛用于化工、冶金、能源、建材、环保等工业领域的气固干法分离,具有低阻高效和处理量大的特点。
文档编号B04C3/00GK2291974SQ9721870
公开日1998年9月23日 申请日期1997年6月10日 优先权日1997年6月10日
发明者张志群, 李景 申请人:北京化工大学