一种旋风除尘器的制作方法

本实用新型涉及除尘装置领域，尤其涉及旋风除尘装置，具体涉及一种旋风除尘器。

背景技术：

旋风除尘器是除尘装置的一类。除尘原理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能影响旋风除尘器的效率和压力损失，其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径为主要影响因素。在使用时应注意，当超过某一界限时，有利因素也能转化为不利因素。另外，有的因素对于提高除尘效率有利，但却会增加压力损失，因而对各因素的调整必须兼顾。

但上述各个结构之间的比例尺寸关系在现有成熟的旋风除尘器制造领域早已成熟，现有市售的旋风除尘设备无论是单体还是双联体结构，其技术效果已能达到对粉尘离子至少80％的去除。但现有的旋风除尘器依旧存在待解决的问题。基于旋风除尘的离心原理，是将带有粉尘离子的混合气体通入旋风除尘器中做高速回旋运动，使得粉尘离子此时受到的离心力是自身重力的数倍至数百倍，甚至更多；故而，粉尘多集聚在旋风除尘器的内壁周围，在粉尘重力的综合作用下，粉尘逐渐向下运动掉入集尘腔或则收集仓中，以达到除尘的目的。然而，由于旋风除尘内的空气是不断流通的，针对小粒径的粉尘而言，在旋风除尘过程中，其运动轨迹并非完全按照旋风除尘器进行规则螺旋圆周运动，而更多的是存在不规则螺旋运动，甚至在气流作用下存在紊流，从而导致细微粉尘不能有效去除的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的旋风除尘器存在的细微粉尘在除尘过程中因气流扰流或者紊流引起的不规则运动导致随气流排出的细微粉尘较多，除尘率不够高的技术问题，本申请提供一种旋风除尘器，是基于现有的旋风除尘技术，根据对粉尘沉积和螺旋运动进行研究，研发出了一种新型的旋风除尘器，能够更加高效、快速的将大小颗粒尘土和细微粉尘进行有效清除，有效提高了针对小粒径粉尘的除尘率。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种旋风除尘器，包括进行旋风除尘的本体，用于安装和固定所述本体的机架，以及安装在本体上方侧壁的进气口，与本体顶部同轴连通的排气口，所述本体底部可拆卸连接有用于收集从本体内掉落的灰尘颗粒的收集仓，所述本体底部通过接头机构与收集仓连通，所述接头机构由分别连接在本体和收集仓上的带法兰的等直径套管组成；所述接头机构内还同心安装有导流锥，所述导流锥自上而下逐渐增大且导流锥的轴向长度大于所述接头机构的轴向长度。

工作原理：

带有粉尘的混合气流从进气口进入到本体中，由于旋风除尘器的进气口的轴线方向与本体采用切线设置，因此，高速进入到本体内的气体会产生回旋运动，气流速度越大，回旋的转速越高，粉尘随着气流在本体内做螺旋运动，从而在离心力的作用下都集中于本体内壁处。由于粉尘无时无刻不受到重力的作用，然而，粉尘在水平方向的离心力、螺旋斜向下的气体涡流作用力和重力的共同作用下，将不断的向下运动，最终掉落在收集仓内。上述过程是现有旋风除尘器的工作全过程，以及本申请在旋风除尘过程中的沉降原理。本申请在现有技术上还在作为旋风涡流除尘主体结构的本体的底部与收集仓之间连接的接头机构内还设置有导流锥。所述导流锥起到的作用就是防止气体涡流在本体底部因转角过大产生紊流，从而将原本整体成规则螺旋运动的粉尘再度卷入涡流中循环，并随着气体的高速排出，使得部分小粒径粉尘随气流通过排气口排出，导致有效除尘效率和除尘量降低。

增加导流锥的作用在于尽可能的避免涡流的紊流，使得原本在接头机构处的粉尘会因涡流的紊流又重新进入到涡流中循环或者随气流排出的问题得以避免。其原理如下：旋风除尘的涡流其实是可以分为内流和外流，外流即是紧贴本体内壁旋转，使得粉尘产生大于重力数十倍、数百倍的离心力的涡流；内流是指当涡流触底后，达到本体底部时，由于直径减小，旋转半径缩小导致气流动能明显减弱，再自下而上的沿外流的中心向排气口处流动并排出，形成完成的气流运动。然而，正是因此气流会在接头机构处进行近似于180°的转弯，因此，在此的气流速度会较低，对于小粒径的粉尘而言，其在丧失强大离心力的作用下，单靠自身重力已不足以能够自然沉降，故而很容易随着低速或者紊流气流运动，从而进入再循环或者排出，这将直接导致这部分粉尘的除尘失效。通过增设导流锥，能够在气体转弯前，将靠尚有离心力作用的旋转粉尘带入到导流锥与接头机构之间，此时，气流只能在环形空间内旋转，不能进行掉头、转弯导致紊流，当气体在狭窄的环形空间内旋转时，动能会急剧下降，使得粉尘有足够的时间和条件在重力的作用下掉落到收集仓内，避免了气体紊流导致的对细微粉尘作用的失效。采用上述结构设置，气体进行转弯的地方只能在导流锥的顶部上方，然而，那时气体涡流依然在进行，因此内流并不具备破坏具有强大动能的外流，因此并不会导致细微粉尘随气流排出的问题。

作为本申请的优选方式，所述导流锥的包括一体连接的锥体段和圆柱段，所述锥体段最大外径与圆柱段相同，锥体段的圆锥角为25°-35°，当锥体的角度过小，并不能有效的避免细微粉尘的紊流或者反流进行再循环；若锥体的角度过大，势必导致整个锥体段的长度过短，导致接头机构的内空增大，使得气流转弯引起的紊流并不能有效的遏制或者避免；锥体段的轴向长度为所述接头机构轴向长度的80％以上且锥体段的顶端尖部高于接头机构与本体的交界处。

优选地，所述导流锥与接头机构之间的环隙宽度为10-20毫米。环隙过大或者过小都将给粉尘沉降带来负面的技术效果；若环隙过大，则为紊流创造的条件，环隙过小，亦容易被大颗粒粉尘堵塞，影响粉尘后续沉降的收集效果。

优选地，所述本体自上而下包括依次固连的第一收敛段、平直段和第二收敛段；所述平直段内间隙配合安装有用于收集灰尘颗粒的分隔器，所述分隔器为两端开口的直筒状结构，与平直段同轴安装，所述分隔器上设置有多个集尘孔。所述分隔器与本体可拆卸固定连接，分隔器的外径与平直段的内径间隙为10-15毫米。分隔器设置的作用及带来的有益技术效果是：增大粉尘的有效收集量，提高除尘的效率，避免粉尘的反复循环导致单位除尘量低。在实际旋流除尘的过程中，由于增设了分隔器，导致气体的旋流只能在分隔器内壁进行，较大的颗粒正常的在重力和旋流作用下快速沉降掉落到收集仓内，较小的粉尘会在离心力的作用下，通过设置在分隔器上的集尘孔进入到本体内壁与分隔器外壁之间的间隙中，由于分隔器的阻挡作用，本体内壁与分隔器外壁之间的间隙中并不具有气体旋流运动，该空间是相对静止的空间，粉尘会在气流的作用下做轻微的不规则运动，然而，此空间内的粉尘主要的受力作用是重力，因此粉尘能够快速的从平直段的顶端或者中部掉落到平直段的底部并集中在本体的内壁上，紧接着快速进入第二收敛段，并在旋流作用下沿着本体的内壁螺旋滑落进入到收集仓中。

作为本实用新型的又一优选技术方案，在上述分隔器的结构基础上，所述第二收敛段内也设置有与第二收敛段结构相适应的分隔器，所述分隔器与第二收敛段之间的间隙与平直段之间的间隙保持一致。在旋流沉降过程中，由于在第二收敛段气流会有转弯反流的过程，故而，将分隔器覆盖第二收敛段能够使进入到分隔器内的粉尘很难再通过集尘孔重新进入到旋流气体中，从而实现提高粉尘收集量的技术效果。将本体采用分段收敛设置是将粉尘以粒径大小进行分段式沉降，配合分隔器进行粉尘收集，避免大量粉尘始终在旋流中循环，一来延长粉尘收集时间，二来也会导致更多的粉尘进入再循环，避免粉尘有效除尘量降低的问题。

作为优选安装方式，所述分隔器的下端头边缘所在水平位置低于所述导流锥沿本体轴线方向顶点。采用上述设置的目的主要是将粉尘精准带到有效沉降的导流锥与接头机构之间的环隙，避免粉尘反流，以实现有效沉降。

有益效果

本实用新型通过新增导流锥，能够分别降低气流反流引起的紊流，从而避免粉尘因紊流导致的再循环和随气流排出的问题。以及增设的分隔器能够加快粉尘沉降的速度和效率，大大提高粉尘收集的产量，使得粉尘一旦进入分隔器后就能有效的沉降，大大提高了粉尘的除尘效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2中沿剖切符号a-a的剖视图；

图4是图3中b区结构放大图；

图5是图1的立体图；

图6是分隔器的立体结构示意图；

图7是图6中c区结构放大图；

图8a为实际粉尘的运动轨迹俯视示意图，8b为理论粉尘旋流运动轨迹示意图；

图9为粉尘进入分隔器的流向示意图。

图中：1-排气口；2-进气口；3-本体；31-第一收敛段；32-平直段；33-第二收敛段；34-接头机构；4-收集仓；5-机架；6-导流锥；61-环隙；7-分隔器；71-集尘孔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

结合说明书附图1-4所示的一种旋风除尘器，包括进行旋风除尘的本体3，用于安装和固定所述本体3的机架5，以及安装在本体3上方侧壁的进气口2，与本体3顶部同轴连通的排气口1，所述本体3底部可拆卸连接有用于收集从本体3内掉落的灰尘颗粒的收集仓4，所述本体3底部通过接头机构34与收集仓4连通，所述接头机构34由分别连接在本体3和收集仓4上的带法兰的等直径套管组成；所述接头机构34内还同心安装有导流锥6，所述导流锥6自上而下逐渐增大且导流锥6的轴向长度大于所述接头机构34的轴向长度。

工作原理：

带有粉尘的混合气流从进气口2进入到本体3中，由于旋风除尘器的进气口2的轴线方向与本体3采用切线设置，因此，高速进入到本体3内的气体会产生回旋运动，气流速度越大，回旋的转速越高，粉尘随着气流在本体3内做螺旋运动，从而在离心力的作用下都集中于本体3内壁处。由于粉尘无时无刻不受到重力的作用，然而，粉尘在水平方向的离心力、螺旋斜向下的气体涡流作用力和重力的共同作用下，将不断的向下运动，最终掉落在收集仓4内。上述过程是现有旋风除尘器的工作全过程，以及本申请在旋风除尘过程中的沉降原理。本申请在现有技术上还在作为旋风涡流除尘主体结构的本体3的底部与收集仓4之间连接的接头机构34内还设置有导流锥6。所述导流锥6起到的作用就是防止气体涡流在本体3底部因转角过大产生紊流，从而将原本整体成规则螺旋运动的粉尘再度卷入涡流中循环，并随着气体的高速排出，使得部分小粒径粉尘随气流通过排气口1排出，导致有效除尘效率和除尘量降低。

增加导流锥6的作用在于尽可能的避免涡流的紊流，使得原本在接头机构34处的粉尘会因涡流的紊流又重新进入到涡流中循环或者随气流排出的问题得以避免。其原理如下：旋风除尘的涡流其实是可以分为内流和外流，外流即是紧贴本体3内壁旋转，使得粉尘产生大于重力数十倍、数百倍的离心力的涡流；内流是指当涡流触底后，达到本体3底部时，由于直径减小，旋转半径缩小导致气流动能明显减弱，再自下而上的沿外流的中心向排气口1处流动并排出，形成完成的气流运动。然而，正是因此气流会在接头机构34处进行近似于180°的转弯，因此，在此的气流速度会较低，对于小粒径的粉尘而言，其在丧失强大离心力的作用下，单靠自身重力已不足以能够自然沉降，故而很容易随着低速或者紊流气流运动，从而进入再循环或者排出，这将直接导致这部分粉尘的除尘失效。通过增设导流锥6，能够在气体转弯前，将靠尚有离心力作用的旋转粉尘带入到导流锥6与接头机构34之间，此时，气流只能在环形空间内旋转，不能进行掉头、转弯导致紊流，当气体在狭窄的环形空间内旋转时，动能会急剧下降，使得粉尘有足够的时间和条件在重力的作用下掉落到收集仓4内，避免了气体紊流导致的对细微粉尘作用的失效。采用上述结构设置，气体进行转弯的地方只能在导流锥6的顶部上方，然而，那时气体涡流依然在进行，因此内流并不具备破坏具有强大动能的外流，因此并不会导致细微粉尘随气流排出的问题。

作为本申请的优选方式，所述导流锥6的包括一体连接的锥体段和圆柱段，所述锥体段最大外径与圆柱段相同，锥体段的圆锥角为25°-35°，当锥体的角度过小，并不能有效的避免细微粉尘的紊流或者反流进行再循环；若锥体的角度过大，势必导致整个锥体段的长度过短，导致接头机构34的内空增大，使得气流转弯引起的紊流并不能有效的遏制或者避免；锥体段的轴向长度为所述接头机构34轴向长度的80％以上且锥体段的顶端尖部高于接头机构34与本体3的交界处。所述导流锥6与接头机构34之间的环隙61宽度为10-20毫米。环隙61过大或者过小都将给粉尘沉降带来负面的技术效果；若环隙过大，则为紊流创造的条件，环隙过小，亦容易被大颗粒粉尘堵塞，影响粉尘后续沉降的收集效果。

实施例2：

本实施例作为本申请的优选实施例，在实施例1的基础上，进一步结合附图6-9所示，所述本体3自上而下包括依次固连的第一收敛段31、平直段32和第二收敛段33；所述平直段32内间隙配合安装有用于收集灰尘颗粒的分隔器7，所述分隔器7为两端开口的直筒状结构，与平直段32同轴安装，所述分隔器7上设置有多个集尘孔71。所述分隔器7与本体3可拆卸固定连接，分隔器7的外径与平直段32的内径间隙为10-15毫米。分隔器7设置的作用及带来的有益技术效果是：增大粉尘的有效收集量，提高除尘的效率，避免粉尘的反复循环导致单位除尘量低。在实际旋流除尘的过程中，由于增设了分隔器7，导致气体的旋流只能在分隔器7内壁进行，较大的颗粒正常的在重力和旋流作用下快速沉降掉落到收集仓4内，较小的粉尘会在离心力的作用下，通过设置在分隔器7上的集尘孔71进入到本体3内壁与分隔器7外壁之间的间隙中，具体如图9所示。值得说明的是，粉尘的旋流只是整体性的，并非所有的粉尘都是如图8b所示的规则圆周运动，更多的是如图8a所示的非规则圆周运动，由于分隔器7的阻挡作用，本体3内壁与分隔器7外壁之间的间隙中并不具有气体旋流运动，该空间是相对静止的空间，粉尘会在气流的作用下做轻微的不规则运动，然而，此空间内的粉尘主要的受力作用是重力，因此粉尘能够快速的从平直段32的顶端或者中部掉落到平直段32的底部并集中在本体3的内壁上，紧接着快速进入第二收敛段33，并在旋流作用下沿着本体3的内壁螺旋滑落进入到收集仓4中。

作为本实用新型的又一优选技术方案，在上述分隔器7的结构基础上，所述第二收敛段33内也设置有与第二收敛段33结构相适应的分隔器7，所述分隔器7与第二收敛段33之间的间隙与平直段32之间的间隙保持一致。在旋流沉降过程中，由于在第二收敛段33气流会有转弯反流的过程，故而，将分隔器7覆盖第二收敛段33能够使进入到分隔器7内的粉尘很难再通过集尘孔71重新进入到旋流气体中，从而实现提高粉尘收集量的技术效果。将本体3采用分段收敛设置是将粉尘以粒径大小进行分段式沉降，配合分隔器7进行粉尘收集，避免大量粉尘始终在旋流中循环，一来延长粉尘收集时间，二来也会导致更多的粉尘进入再循环，避免粉尘有效除尘量降低的问题。

作为优选安装方式，所述分隔器7的下端头边缘所在水平位置低于所述导流锥6沿本体3轴线方向顶点。采用上述设置的目的主要是将粉尘精准带到有效沉降的导流锥6与接头机构34之间的环隙，避免粉尘反流，以实现有效沉降。

以相同的混合气来源做实验，分别采用安装有导流锥6和分隔器7的旋风除尘器(记为a组)和取消导流锥6和分隔器7的旋风除尘器(记为b组)在同一项目，不同时间段分别进行除尘量统计，除尘时间均为1小时，实验项目以本申请人于四川简阳的污泥干燥除尘项目车间进行。

经实验得知：a组收集仓4内收集粉尘重量38.4kg。

b组收集仓4内收集粉尘重量34.7kg。

由上实验结果可知，改进后的旋风除尘器能够将除尘量提高10％以上，且需要强调的是，该提高的10％并非是重量较大的大颗粒粉尘颗粒，而是粒径相对微小的，难以去除的粉尘，这对于除尘领域而言是极大的提高，对于后续粉尘处理工艺难度实现了极大的减轻，同时对排放的气体对环境的污染亦极大的降低，环保性能好。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。