具有多个入口管道的旋流器的制造方法
【专利摘要】一种旋流器，其包括旋流器本体（4）、多个入口管道（12）、以及出口（10）。每个入口管道的第一端部（13）联接至下导管并且每个入口管道的第二端部（14）联接至旋流器本体。下导管（8）在接近旋流器本体处与旋流器本体同轴并且经由支撑件安装至旋流器本体，并且每个入口管道径向地（23）离开下导管并且切向地（24）进入旋流器本体。
【专利说明】具有多个入口管道的旋流器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种旋流器，尤其是一种用在炼铁单元的气体净化阶段中的旋流器。【背景技术】
[0002]借助标准单个进口旋流器，装置布局由于对用以切向地进入旋流器容器的含尘气体进口的需要而受到限制。该布置也限制了安装炉隔离阀的选择。期望的是，将隔离阀安装在竖直位置中，而这却会增加来自下导管的由旋流器切向支撑的复杂负荷，这是能够相当大的，最为尤其的是如果在旋流器之前结合有隔离阀。
[0003]EP2125239描述了一种单个切向进口旋流器，该旋流器具有分级器入口和小颗粒旁路装置，该小颗粒旁路装置允许在停炉期间或者在运行期间调整旋流器的效率，以在将污染物传送到湿法净化系统时使可回收材料的捕获优化。然而，直接切向地应用的下导管不可以在旋流器中提供足够的涡流效应。
[0004]US6610115描述了一种具有内部叶片的轴向进口旋流器以提供涡流效应。然而，大量的具有在其间的狭窄间隙的叶片能够在恶劣的操作条件下受到损坏并且变得堵塞，使得这些叶片不像其应当的那样有效地运行。
[0005]EP1907125描述了一种用于高炉气体的旋流分离器,该旋流分离器具有一对在向下的方向上倾斜的入口管道以便优化性能。
[0006]CN201288197描述了一种类似的设计，其中已经设置可移开的衬板。
【发明内容】
[0007]根据本发明，旋流器包括旋流器本体、多个入口管道、以及出口；其中，每个入口管道的第一端部联接至下导管并且每个入口管道的第二端部联接至旋流器本体；下导管在接近旋流器本体处与旋流器本体同轴并且经由支撑件安装至旋流器本体；并且，每个入口管道径向地离开下导管并且切向地进入旋流器本体。
[0008]该设计通过将下导管的端部在支撑件上安装至旋流器本体来处理来自下导管的结构负荷，同时允许为了维修而容易地更换部件并且维持借助在垂直于旋流器本体的纵向轴线的平面中的切向进口的分级效应的优点。
[0009]优选地，入口管道的第一端部具有圆形横截面。
[0010]耐火衬料在圆形管道中与矩形或方形管道相比通常是更稳定的，此外消除了在入口至圆形的隔离阀处在方形和圆形之间的附加的过渡的需要。
[0011]优选地，入口管道的第二端部具有矩形横截面。
[0012]这造成到旋流器容器中的更好的切向流动，因为矩形的边缘完全与旋流器容器的竖直边缘对齐，反之，圆形管道仅在一点处对齐。
[0013]优选地，旋流器包括三个或更多个入口管道。
[0014]这有助于产生良好的涡流效应。包括三个入口管道的旋流器提供管道尺寸的尤其良好的组合以防止阻塞及涡流效应。[0015]虽然入口管道可以布置成具有任何方便的间隔，例如以能够实现配装到现有的可用的空间中，但是优选地，入口管道绕旋流器彼此等距地间隔。
[0016]优选地，出口管道穿过支撑件离开。
[0017]虽然隔离阀能够以传统的方式安装在下导管中，但是优选地，隔离阀安装在每个入口管道中。
[0018]这避免了对在维修时允许进入的伸缩接头的需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]现在将参考附图描述根据本发明的旋流器的示例，在附图中:
[0020]图1示出具有带有单个进口的标准侧向进口旋流器的高炉排气系统；
[0021]图2a是根据本发明的旋流器的立体视图，其中具有多个进口 ；
[0022]图2b是图2a的旋流器的俯视图；
[0023]图3示出具有图2a和2b的旋流器的高炉排气系统；
[0024]图4是示出图2a和2b的旋流器的替选视图；
[0025]图5a是示出根据本发明的具有4个入口管道的旋流器的示例的局部视图；
[0026]图5b是示出根据本发明的具有4个入口管道的旋流器的俯视图；以及
[0027]图6a和6b示出传统的水平和倾斜进口旋流器的示例。
【具体实施方式】
[0028]图1示出具有标准侧向进口旋流器的传统的高炉排气系统。旋流器I具有基本上圆筒形的本体并且还包括具有区域3的入口管道2，该入口管道借助弯曲部5切向地进入本体4。来自高炉的顶部6的气体进入到排气系统7中、穿过下导管8、可选地穿过隔离阀9a、进入到旋流器I中并且通过出口 10从旋流器离开。借助单个进口，可能难以将来自配装有隔离阀和伸缩接头的排出管和下导管的所有负荷正确地传递至旋流器。至旋流器的侧向进口的另一问题是这限制了旋流器与炉的靠近程度。因此，这会引起与将具有侧向进口的旋流器改装至现有装置相关的问题。此外，旋流器自身会不均衡地加载以侧向进口，因此轴向式布置是优选的。
[0029]在单个进口旋流器中，来自高炉的含尘气体经由下导管8被传送至第一级净化装置，该下导管根据现场布局通常以在40度和55度之间的角度陡峭地倾斜。至旋流器I的进口处于水平面中并且在截面中是矩形的。使气体流动转入到水平面中而建立了分级器入口。在其他的应用中，可以使用内部导向叶片——通常为矩形截面——以改进进入旋流器的流动分布。
[0030]与传统的单个侧向进口设计相关联的问题在本发明中通过提供替代性的装置、例如下述旋流器来解决，所述旋流器的上部和连接件如在图2a和2b中示出。旋流器呈具有纵向轴线21的圆筒形并且设置有至少两个入口管道12a、12b、12c，但是更典型地，使用三个或四个入口管道以便促进旋流器内的更好的气体流动。图2a和2b以及图5的示例分别示出三个和四个入口管道。在优选的实施方式中，本发明提供三重进口切向旋流器。在本发明中，下导管8布置成使得在最靠近旋流器本体4的端部20处，下导管8的中心轴线基本上与旋流器本体4的纵向轴线21是同轴的。支撑件11设置在上部22和下导管8的端部20之间。支撑件也优选地与旋流器本体4的纵向轴线21是同轴的。在图2a中能够看到支撑件11的示例，其中下导管8设置有结构化支撑件，该支撑件可以是包绕件的形式，例如半球或截锥，或者可以是另一合适的形状，例如支柱的框架，该框架将负荷从下导管8传递到圆筒形的旋流器本体4的壁上。多个旋流器入口管道12a、12b、12c设置在下导管8和旋流器本体4的上部之间。管道可以是导管或管件，其横截面优选地变化，从连接至下导管8的第一端部13处的圆形的横截面变化成连接至旋流器的第二端部14处的矩形的横截面。导管径向地从下导管中伸出并且旋转/转弯以切向地进入旋流器。使用该设计，借助至少三个切向入口连同来自旋流器容器的轴向支撑，提供对下导管8的结构负荷的最优的传递。图2b示出从上面看的该示例。从入口管道12a、12b、12c的自下导管8的径向出口23到入口管道的至旋流器本体4的切向进口 24的变化能够清楚地在该视图中看到。
[0031]该设计能够实现负荷与旋流器容器是同心的。入口管道用作第一级分级器，在进入旋流器之前将大颗粒和细颗粒分离。通过使用这些小型分级器，允许分离过程在气体进入旋流器之前开始。下导管8中的气体流动在入口管道之间分开并且与离开下导管的流动方向成90度地进入旋流器。入口管道的数量不局限于仅三个并且可以是更多个，但是三个入口与使用少于三个相比是更稳定的并且借助三个进口这提供足够宽的孔以防止入口的阻塞一由于灰尘或碎屑、或者由于恶劣的操作环境中的环境条件，此外允许将负荷从上面传递到旋流器侧壁上的构造，因此避免旋流器上的传统的单个进口管件所承受的不均匀的负荷。
[0032]图3示出旋流器的修改的设计如何结合到排气系统7中以及如何支撑下导管8和可选的隔离阀9a和伸缩接头％。为了健康和安全的原因，期望的是，在下导管和旋流器之间设置隔离阀9a。这可以如在图3中示出的那样是在下导管自身中的单个的阀9a，或者替代性地，隔离阀(没有示出)也可以设置在入口管道12a、12b、12c的每一个中。根据本发明对下导管和旋流器本体的相对位置的修改使在竖直方向上设置隔离阀更实用，因为负荷传递到旋流器本体上，而不是需要如在图1中的由在单个入口中的弯曲部来支撑。隔离阀可以是滑板阀或封板，在需要时可以被操作。可以将封板插入，或者在停炉期间将其移开。也需要配装伸缩接头9b以能够实现为了维修目的而将阀移开。每个入口管道如在上文中描述的那样具有其自有的所配装的隔离阀的优点在于，这消除了对配装伸缩接头以用于阀维修移开目的的需要。将阀安装在管道中的另一优点在于，下导管负荷独立地传递到旋流器中，而没有将负荷在隔离阀和伸缩缝周围传递的复杂性。
[0033]图4示出具有改进的入口管道装置/布置的完整的旋流器。气体总管中的运送含尘气体的下导管轴向地接近旋流器，从而允许将炉隔离阀安装在竖直位置中并且在旋流器装置定位方面提供更大的灵活性。下导管可以修改成具有更大的直径，例如通过使用二级容器。在旋流器中的圆锥体25执行颗粒从气体供应中的分离并且延伸到旋流器本体的内部中的长的出口管道26将净化的气体向上回退地供给到出口 10中。该设计具有布置成切向地进入旋流器圆筒体的多于两个的入口管道12a、12b、12c。这确保涡流效应在旋流器入口周围均匀地分布并且通过使高速区域最小化来减小磨损。
[0034]图5a和5b示出本发明的具有四个入口管道的示例。在图5a中，为了清楚仅示出在旋流器的任一侧上的两个入口管道。如能够在图5b中的从上面的视图中看到的，入口管道12a、12b、12c、12d绕下导管8和旋流器本体4而间隔开、基本上彼此等距、从下导管径向地离开23并且切向地进入24旋流器本体。入口管道在第二端部14处具有中心轴线，该中心轴线处于垂直于旋流器本体4的纵向轴线21的平面中。
[0035]为了比较，图6a示出具有水平进口的传统的旋流器的示例并且图6b示出具有倾斜进口的传统的旋流器。
[0036]总之，本发明提供一种旋流器装置，该旋流器装置包括:下导管；和多个入口管道，优选地在下导管和旋流器之间的三个或更多个入口管道。优选地，旋流器包括三重进口切向旋流器。入口管道穿过旋流器本体的侧壁进入旋流器并且优选地在周向上绕旋流器间隔开。下导管的下游端部与旋流器的中心轴线是同轴的。入口管道可以径向地离开下导管并且切向地进入旋流器。本发明的旋流器提供与轴向定向的旋流器、结合多个切向进口相关联的优点结构负荷和装置布局优点，这包括容易更换包括外部管道在内的主要磨损部件。另一优点是移开通过使用若干凸缘接头而构造的管道，意味着旋流器能够完全与炼铁单元隔离，这对执行旋流器上的维修具有重要的安全意义。
【权利要求】
1.一种旋流器，包括旋流器本体、多个入口管道、以及出口 ； 其中，所述入口管道中的每个入口管道的第一端部联接至下导管并且所述入口管道中的每个入口管道的第二端部联接至所述旋流器本体；所述下导管在接近所述旋流器本体处与所述旋流器本体同轴并且在支撑件上安装至所述旋流器本体； 并且，每个入口管道径向地离开所述下导管并且切向地进入所述旋流器本体。
2.根据权利要求1所述的旋流器，其中，所述入口管道的所述第一端部具有圆形横截面。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的旋流器，其中，所述入口管道的所述第二端部具有矩形横截面。
4.根据任一前述权利要求所述的旋流器，其中，所述旋流器包括三个或更多个入口管道。
5.根据任一前述权利要求所述的旋流器，其中，所述入口管道绕所述旋流器本体彼此等距地间隔。
6.根据任一前述权利要求所述的旋流器，其中，所述出口的管道穿过所述支撑件离开。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋流器，其中，在每个入口管道中安装有隔离阀。
【文档编号】B04C5/04GK103501917SQ201280018946
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年4月18日 优先权日:2011年4月19日
【发明者】伊恩·默文·克雷格 申请人:西门子有限公司