带有双进口双出口的旋风分离器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化学工程非均相分离领域，具体涉及一种用于对气固(液)混合物进行连续分离，尤其要求单台处理量大、阻力低且需分离效率高的工况条件的带有双进口双出口的旋风分离器。
【背景技术】
[0002]旋风分离器是利用气态非均一系，在作高速旋转时所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气固分离设备。由于颗粒所受的离心力远远大于重力和惯性力，所以旋风分离器能经济地分离的最小粒径可达到5?10 μ m。此外，旋风分离器结构比较简单，操作、维护方便，性能稳定，又不受含尘气体的浓度、温度、物性等限制，且造价较低，所以已广泛地应用于石油、化工、煤炭、电力、环保及冶金等工业生产中。
[0003]由于旋风分离器内的气流运动极为复杂，属于三维湍流的强旋流，因此旋风分离器的结构型式将直接影响分离性能。二次涡流在旋风分离器中普遍存在，它由轴向速度与径向速度构成，二次涡流对旋风分离器的性能，尤其是对分离效率影响较大。几个影响旋风效率的二次涡流主要集中在旋风的头部(即旋风筒体以上部分)，如“上涡流(或称短路流)”，旋风除尘器顶盖、排气管外面与筒体内壁之间，由于径向速度与轴向速度的存在，将形成局部涡流(上涡流)，夹带着相当数量的尘粒向中心流动，并沿排气管外表面下降，最后随中心上升气流逸出排气管，影响了分离效率。再如“纵向旋涡流”，是以旋风除尘器内、外旋流分界面为中心的器内再循环而形成的纵向流动。由于排气管内的有效流通截面小于排气管管端以下内旋流的有效流通截面，因此在排气管管端处产生节流效应，从而使排气管管端附近的气体径向速度大大提高，致使气体对大颗粒的曳力超过了颗粒所受的离心力，而造成“短路”，影响了分离性能。因此实现尽量消除主要二次涡流的旋风头部结构是提高旋风分离效率的主要方向。
[0004]目前旋风分离器结构型式繁多，大多数的旋风针对消除主要二次涡流的结构并不鲜明，因而对细颗粒的分离效果不佳。例如中国专利公开号为CN2577970Y的技术方案公开了一种旋风分离器，但是该旋风分离器内件较为复杂，对较大颗粒分离具有一定效果，但消除主要的二次涡流的结构不明确，因此对于较细颗粒分离效果不佳。此外，例如中国专利公开号为CN101422757A的技术方案公开了一种旋风分离器,该旋风分离器米用了排气管下部的开锥口的结构，较明显地减小了上涡流的影响，对细颗粒的分离效率有较大提高，但其纵向旋涡流的影响仍然存在。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种尤其适用于要求单台处理量大、阻力低且需要分离效率高的工况条件，能够消除二次涡流，旋风效率高、旋风阻力低、操作弹性大、结构简单、适应性强、易于耐磨衬里且成本较低的带有双进口双出口的旋风分离器。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为: 一种带有双进口双出口的旋风分离器，包括旋风筒体，所述旋风筒体的下端依次设有锥体、中间灰斗和排污口，所述旋风筒体的上端设有进气组件和排气组件，所述进气组件包括分别布置与旋风筒体上的左进气口和右进气口，所述左进气口和右进气口分别沿着旋风筒体的切线方向布置且两者相对旋风筒体的轴线呈中心对称布置，所述左进气口、右进气口与旋风筒体之间的连通处分别设有弧形导流板，所述左进气口、右进气口的进气分别经过弧形导流板导流后进入旋风筒体内部，所述弧形导流板的顶部与旋风筒体之间设有间隙；所述排气组件包括排气外管、连接件和排气内管，所述排气内管插设布置于排气外管中且通过连接件与排气外管相连，所述排气内管与排气外管同轴布置，所述排气外管由相互连接的外管筒和外锥形管组成，所述排气内管由相互连接的内管筒和内锥形管组成，所述外管筒通过连接件与内管筒相连，所述内锥形管的侧壁上设有多个均匀布置的槽孔。
[0007]所述旋风筒体上分别设有与所述左进气口、右进气口——对应的开口，所述左进气口、右进气口分别通过对应的开口与旋风筒体的内腔连通，所述弧形导流板分别布置于开口的一侧，所述开口为梯形口。
[0008]所述弧形导流板的圆心角α大小为O?25° ;所述左进气口、右进气口的横截面均为长方形，所述长方形的长边与短边之间的比值为1.5?3.0，所述长方形的面积与旋风筒体的横截面积之间的比值为0.19?0.32 ;所述间隙的宽度与所述长方形的长边长度之间的比值为0.1?0.25。
[0009]所述外管筒的直径与内管筒的直径之间的比值为1.1?1.5 ;所述外锥形管下端的直径与内锥形管下端的直径之间的比值为1.1?1.5 ;所述外锥形管的高度与内锥形管的高度之间的比值为0.3?1.0 ;所述内锥形管下端的直径与旋风筒体的直径之间的比值为0.1?0.5 ;所有槽孔的总面积与外管筒的横截面积之间的比值为0.5?2.5。
[0010]所述槽孔为等腰梯形孔，所述等腰梯形孔的长底边位于内锥形管的上侧，所述等腰梯形孔的短底边位于内锥形管的下侧。
[0011]本发明带有双进口双出口的旋风分离器具有下述优点:
1、本发明的进气组件包括分别布置与旋风筒体上的左进气口和右进气口，左进气口和右进气口分别沿着旋风筒体的切线方向布置且两者相对旋风筒体的轴线呈中心对称布置，左进气口、右进气口与旋风筒体之间的连通处分别设有弧形导流板，左进气口、右进气口的进气分别经过弧形导流板导流后进入旋风筒体内部，弧形导流板的顶部与旋风筒体之间设有间隙，这种结构使旋风进口气流分布规律符合准自由涡(Ve/r=Const)，即促使进口气流趋向稳定的圆周运动，这样可以避免产生靠近器壁的外层气流向内流动，防止了阻滞粉尘颗粒流向排气管，极大地消弱了“纵向旋涡流”，相对于普通单进气口的旋风，其内部气流流场均勻对称，有利于分尚效率的提闻。
[0012]2、本发明的排气组件包括排气外管、连接件和排气内管，排气内管插设布置于排气外管中且通过连接件与排气外管相连，排气内管与排气外管同轴布置，排气外管由相互连接的外管筒和外锥形管组成，排气内管由相互连接的内管筒和内锥形管组成，外管筒通过连接件与内管筒相连，内锥形管的侧壁上设有多个均匀布置的槽孔。本发明通过上述排气组件结构，通过排气外管对排气内管提供了保护及整流作用，所以“上涡流(或称短路流)”对本结构型式的效率影响亦大为减小。而且，通过旋风分离器内流场及浓度场的研究表明，“上涡流(或称短路流)”主要集中在排气管的下部区域，本发明上述排气组件结构中内锥形管的侧壁上设有多个均匀布置的槽孔，通过槽孔增大了排气管的有效面积且降低了旋风阻力，使得排气内管的下端开口直径较其他旋风可设计的更小，可以进一步抑制“上涡流(或称短路流)”的产生。
[0013]综上所述，本发明通过对旋风筒体上部的进气组件、排气组件分别进行结构改进，能够针对“上涡流”和“纵向旋涡流”两个影响旋风效率主要的二次涡流均做到了尽可能地消除，在相同的工艺条件下，本发明比一般的高效旋风分离器的阻力可降低约25?35%，效率可提高2?3%，同时它操作弹性大、结构简单、适应性强、易于耐磨衬里且成本较低，尤其适用于要求单台处理量大、阻力低且需要分离效率高的工况条件。
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例的主视结构示意图。
[0015]图2为本发明实施例的俯视结构示意图。
[0016]图3为图1的A-A剖视结构示意图。
[0017]图4为图2的B-B剖视结构示意图。
[0018]图5为本发明实施例中排气组件的剖视结构示意图。
[0019]图6为本发明实施例中排气组件的俯视结构示意图。
[0020]图7为本发明实施例与现有技术的B型旋风分离器在各个进口气速的条件下的分离效率对比曲线示意图。
[0021]图8为本发明实施例与现有技术的B型旋风分离器在各个进口气速的条件下的阻力降对比曲线示意图。
[0022]图例说明:1、旋风筒体；11、开口 ；2、锥体；3、中间灰斗；4、排污口 ；5、进气组件；51、左进气口 ；52、右进气口 ；53、弧形导流板；54