CN109967271B - 一种旋风分离器及气体清洁*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械设备领域，提供了一种旋风分离器包括分离器主体、溢流管以及多根第一可旋转小柱，溢流管从分离器主体的顶部伸入至分离器主体内，分离器主体远离溢流管的一端设置有粉尘出口，分离器主体的侧壁设置有与分离器主体内部连通的进气管，进气管的进气方向与分离器主体相切，多根第一可旋转小柱设置于分离器主体内，靠近分离器主体内壁处，多根第一可旋转小柱沿分离器主体的内壁的周向分布，进气管通过进气口与分离器主体连通，分离器主体的内壁对应进气口处不设第一可旋转小柱。本发明还提供了一种气体清洁***，其包括上述的旋风分离器，该清洁***和旋风分离器均具有对粉尘的去除效率高以及去除率高的特点。

Description

一种旋风分离器及气体清洁***

技术领域

本发明涉及机械设备领域，具体而言，涉及一种旋风分离器及气体清洁***。

背景技术

旋风分离器，是用于气固体系或者液固体系的分离的一种设备。工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开。旋风分离器的主要特点是结构简单、操作弹性大、效率较高、管理维修方便，价格低廉，用于捕集直径5～10μm以上的粉尘，广泛应用于制药工业中，特别适合粉尘颗粒较粗，含尘浓度较大，高温、高压条件下，也常作为流化床反应器的内分离装置，或作为预分离器使用，是工业上应用很广的一种分离设备。

现有的旋风分离器的除尘效率和除尘率均还有提升空间。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明提供了一种旋风分离器，旨在进一步提高旋风分离器的除尘效率和除尘率。

本发明还提高了一种气体清洁***，其对含尘气体的除尘效率高，粉尘的去除率高。

本发明是这样实现的：

本发明提供的一种旋风分离器，包括分离器主体、溢流管以及多根第一可旋转小柱，溢流管从分离器主体的顶部伸入至分离器主体内，分离器主体远离溢流管的一端设置有粉尘出口，分离器主体的侧壁设置有与分离器主体内部连通的进气管，进气管的进气方向与分离器主体相切，多根第一可旋转小柱设置于分离器主体内，靠近分离器主体内壁处，多根第一可旋转小柱沿分离器主体的内壁的周向分布，进气管通过进气口与分离器主体连通，分离器主体的内壁对应进气口处不设第一可旋转小柱。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，分离器主体包括第一环形安装架，第一环形安装架与分离器主体的内壁连接，第一环形安装架设置有与第一可旋转小柱数量及大小匹配的第一安装孔，一个第一可旋转小柱通过一个第一轴承安装于第一安装孔内。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第一可旋转小柱沿分离器主体的内壁的周向均匀分布。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，溢流管的下部设置有多根第二可旋转小柱，每根第二可旋转小柱的一端靠近溢流管，每根第二可旋转小柱的另一端向靠近粉尘出口的方向延伸。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第二可旋转小柱沿溢流管的下部外周均匀分布。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，溢流管的下部设置有第二环形安装架，第二环形安装架设置有与第二可旋转小柱数量及大小匹配的第二安装孔，一个第二可旋转小柱通过一个第二轴承安装于第二安装孔内。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第二环形安装架与溢流管的下部转动连接。进一步地，在本发明较佳的实施例中，分离器主体远离溢流管的一端设置有粉尘排出管，粉尘排出管与粉尘出口连通。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，旋风分离器还包括水封池，水封池内盛放水封液，粉尘排出管伸入至水封池的液面以下。一种气体清洁***，包括上述的旋风分离器。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的旋风分离器，使用时，由于分离器主体内靠近侧壁的位置设置有多个第一可旋转小柱，在内部旋转气流的作用下发生旋转，气体中的粉尘碰撞到旋转的第一可旋转小柱上后或沿第一可旋转小柱侧壁向下沉降，或随第一可旋转小柱旋转被二次离心到分离器主体内壁上，沿分离器主体内壁向下沉降。同时第一可旋转小柱对分离器内部气流具有一定的分隔作用，使得第一可旋转小柱与分离器内壁之间的空间受分离器内部气流影响更小，且在第一可旋转小柱与分离器内壁之间的空间从第一可旋转小柱分离下来的粉尘旋转方向与分离器内部气流方向相反，能够使得含尘气体中的灰尘快速沉降，提高除尘效率，并且由于可旋转小柱侧壁均能起到粉尘碰撞作用，使得气体的撞击摩擦面积增大，还能够提高除尘率，使得除尘后的气体清洁度更高。在本发明优选的实施方案中，当溢流管下部设置多根第二可旋转小柱时，分离器内部旋转气流中心区向上旋转气流的作用下，第二可旋转小柱发生旋转(包括自转或公转)，同时中心向上气流中粉尘在离心力作用下与第二可旋转小柱发生碰撞，粉尘或沿第二可旋转小柱向下沉降或随第二可旋转小柱旋转进入到分离器旋转气流中，在旋转气流的离心力作用下与分离器侧壁发生碰撞而沿侧壁沉降排出，同时第二可旋转小柱的旋转可以将中心向上旋转气流与分离器主体旋转气流分隔开，降低了短路流的形成。由于第二可旋转小柱的摩擦作用降低了气流中心区向上旋转气流的旋转速度，则会降低中心强制涡的压力损失，同时增大了侧壁对粉尘的接触机会，能进一步地显著提高除尘效率和除尘率。

本发明通过上述设计得到的气体清洁***，由于包括上述的旋风分离器，故其除尘效率和除尘率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的旋风分离器的结构示意图；

图2是图1中分离器主体的结构示意图；

图3是图1中A-A处的剖视图；

图4是图1中B-B处的剖视图；

图5是图3中C区域的放大图。

图标：100-旋风分离器；110-分离器主体；120-溢流管；121-出气端；130-第一可旋转小柱；140-第一环形安装架；141-第一轴承；142-第一安装孔；150-第二可旋转小柱；160-第二环形安装架；161-第二轴承；162-第二安装孔；170-进气管；171-进气口；180-粉尘排出管；181-粉尘出口；190-水封池。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种旋风分离器100，包括分离器主体110、溢流管120以及多根第一可旋转小柱130。

具体地，溢流管120从分离器主体110的顶部伸入至分离器主体110内，分离器主体110远离溢流管120的一端设置有粉尘出口181，分离器主体110的侧壁设置有与分离器主体110内部连通的进气管170，进气管170的进气方向与分离器主体110相切，多根第一可旋转小柱130设置于分离器主体110内，靠近分离器主体110内壁处，多根第一可旋转小柱130沿分离器主体110的内壁的周向分布，进气管170通过进气口171与分离器主体110连通，分离器主体110的内壁对应进气口171处不设第一可旋转小柱130。

使用时，溢流管120的上端与风机连接，含尘气体从进气管170进入旋风分离器100内，在分离器主体110内部气体旋转流动，由于在分离器主体110的侧壁设置有多根第一可旋转小柱130，气体进入后会与第一可旋转小柱130产生碰撞，由于碰撞产生的撞击力和摩擦作用使得第一可旋转小柱130转动，将对旋风分离器100内的旋转气体形成滑移边界条件，减少了中间旋转气体的阻力，同时含尘气体中的粉尘在离心力作用下与第一可旋转小柱130碰撞，将沿着第一可旋转小柱130侧壁向下沉降或沿着第一可旋转小柱130转动过程中被甩到分离器主体110的侧壁向下沉降，最终从粉尘出口181排出。故第一可旋转小柱130的具体设置能够使得含尘气体中的灰尘快速沉降，提高除尘效率，并且由于气体的撞击摩擦面积增大，还能够提高除尘率，使得除尘后的气体清洁度更高。

具体地，分离器主体110的下部成倒锥形，粉尘出口181设置于锥底。

进一步地，为了使得去除效率和去除率更高，第一可旋转小柱130沿分离器主体110的内壁的周向均匀分布。

进一步地，如图3和图4所示，分离器主体110包括第一环形安装架140，第一环形安装架140与分离器主体110的内壁连接，第一环形安装架140设置有与第一可旋转小柱130数量及大小匹配的第一安装孔142，一个第一可旋转小柱130通过一个第一轴承141安装于第一安装孔142内，即第一可旋转小柱130一一对应安装于第一安装孔142。

通过第一环形安装架140以及第一轴承141使得第一可旋转小柱130可转动地设置于分离器主体110内。需要说明的是，在本发明的其他实施例中也可以采取其他的方式实现第一可旋转小柱130在分离器主体110内的转动，例如：第一可旋转小柱130通过连接件与分离器主体110的顶壁或下壁连接，并且与连接件之间通过轴承实现转动。

进一步地，第一可旋转小柱130在分离器主体110的侧壁上的投影能覆盖进气口171的两端。上述设置当含尘气体从进气口171进入后沿第一可旋转小柱130的靠近分离器中心的一侧的侧壁流动，同时气体旋转与第一可旋转小柱130产生撞击和摩擦，而使得除尘效率和除尘率更高。

具体地，在本实施例中，第一环形安装架140设置于分离器主体110的上部，第一可旋转小柱130的上部设置于第一环形安装架140上。在本发明的其他实施例中，第一环形安装架140也可以设置在分离器主体110的中部，第一可旋转小柱130的下部设置于第一环形安装架140上。

溢流管120的下部设置有多根第二可旋转小柱150，每根第二可旋转小柱150的一端靠近溢流管，每根第二可旋转小柱150的另一端向靠近粉尘出口181的方向延伸。

溢流管120下端设置的第二可旋转小柱150在气流旋转摩擦下也发生自转，其发生旋转的动力来源于旋风分离器100中心的强制涡，使得中心强制涡的旋转速度降低，从而降低了溢流管120中由于动压损失导致的总压降。同时溢流管120下部设置的第二可旋转小柱150的旋转阻挡了部分短路流。故第二可旋转小柱150的设置降低侧壁的阻力和中心强制涡的压力损失，同时增大了侧壁对粉尘的接触机会，能进一步地显著提高除尘效率和除尘率。

为了更进一步提高除尘效率和除尘率，第二可旋转小柱150沿溢流管120的下部外周均匀分布。

进一步地，如图4和图5所示，溢流管120的下部设置有第二环形安装架160，第二环形安装架160设置有与第二可旋转小柱150数量及大小匹配的第二安装孔162，一个第二可旋转小柱150通过一个第二轴承161安装于第二安装孔162内。

第二环形安装架160与第二轴承161的具体设置使得第二可旋转小柱150可转动地设置于溢流管120的下部外周。

优选地，在本实施例以外的其他实施例中，第二环形安装架160与溢流管120的下部转动连接。此处的转动连接可以是通过在第二环形安装架160与溢流管120的下部之间设置轴承来实现。该设置使得第二可旋转小柱150在气流旋转摩擦下不仅发生自转，而且还能围绕溢流管120发生公转，而进一步使得中心强制涡的旋转速度降低，从而降低了溢流管120中由于动压损失导致的总压降，进而提高除尘率和除尘效率。

进气管170通过进气口171与分离器主体110连接，溢流管120靠近粉尘出口181的一端为出气端121，进一步地，出气端121相对于进气口171更靠近粉尘出口181。

出气端121相对于进气口171更靠近粉尘出口181，即在旋风分离器100使用时，进气口171高于出气端121。

进一步地，分离器主体110远离溢流管120的一端设置有粉尘排出管180，粉尘排出管180与粉尘出口181连通。经旋风分离器100处理后沉降的粉尘经粉尘出口181从粉尘排出管180排出。

进一步地，如图1所示，旋风分离器100还包括水封池190，水封池190内盛放水封液，粉尘排出管180伸入至水水封池190的液面以下。本实施例中，水封液选择取用方便的水。

水封池190的设置起到水封作用，能避免粉尘排出时扬尘造成环境污染，且从某些工厂排出粉尘中含有较多营养元素，通过液体吸收粉尘后产生的泥还能回收利用，用于植物种植。

综上所述，本发明提供的旋风分离器，由于分离器主体内靠近侧壁的位置设置有多个第一可旋转小柱，使得含尘气体进入装置后与多根第一可旋转小柱产生碰撞，由于碰撞产生的撞击力和摩擦作用使得第一可旋转小柱转动，将对旋风分离器内的旋转气体形成滑移边界条件，减少了中间旋转气体的阻力，因此第一可旋转小柱的具体设置能够使得含尘气体中的灰尘快速沉降，提高除尘效率，并且由于气体的撞击摩擦面积增大，还能够提高除尘率，使得除尘后的气体清洁度更高。而由于溢流管下部设置多根第二可旋转小柱，使得第二可旋转小柱在气流旋转摩擦下也发生旋转，其发生旋转的动力来源于旋风分离器中心的强制涡，使得中心强制涡的旋转速度降低，从而降低了溢流管中由于动压损失导致的总压降。同时溢流管下部设置的第二可旋转小柱的旋转阻挡了部分短路流。故第二可旋转小柱的设置降低侧壁的阻力和中心强制涡的压力损失，同时增大了侧壁对粉尘的接触机会，能进一步地显著提高除尘效率和除尘率。

本发明还提供了一种气体清洁***，包括上述的旋风分离器。由于该气体清洁***包括上述的旋风分离器，故其除尘效率和除尘率高。

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

Claims (8)

1.一种旋风分离器，其特征在于，包括分离器主体、溢流管以及多根第一可旋转小柱，所述溢流管从所述分离器主体的顶部伸入至所述分离器主体内，所述分离器主体远离所述溢流管的一端设置有粉尘出口，所述分离器主体的侧壁设置有与所述分离器主体内部连通的进气管，所述进气管的进气方向与所述分离器主体相切，多根所述第一可旋转小柱设置于所述分离器主体内，靠近所述分离器主体内壁处，多根所述第一可旋转小柱沿所述分离器主体的内壁的周向分布，所述进气管通过进气口与所述分离器主体连通，所述分离器主体的内壁对应所述进气口处不设所述第一可旋转小柱；

含尘气体从进气管进入所述旋风分离器内，气体进入后会与所述第一可旋转小柱产生碰撞；

所述第一可旋转小柱沿所述分离器主体的内壁的周向均匀分布；

所述溢流管的下部设置有多根第二可旋转小柱，多根所述第二可旋转小柱环绕所述溢流管设置，每根所述第二可旋转小柱的一端靠近所述溢流管，每根所述第二可旋转小柱的另一端向靠近所述粉尘出口的方向延伸。

2.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，所述分离器主体包括第一环形安装架，所述第一环形安装架与所述分离器主体的内壁连接，所述第一环形安装架设置有与所述第一可旋转小柱数量及大小匹配的第一安装孔，一个所述第一可旋转小柱通过一个第一轴承安装于所述第一安装孔内。

3.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，所述第二可旋转小柱沿所述溢流管的下部外周均匀分布。

4.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，所述溢流管的下部设置有第二环形安装架，所述第二环形安装架设置有与所述第二可旋转小柱数量及大小匹配的第二安装孔，一个所述第二可旋转小柱通过一个第二轴承安装于所述第二安装孔内。

5.根据权利要求4所述的旋风分离器，其特征在于，所述第二环形安装架与所述溢流管的下部转动连接。

6.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于，所述分离器主体远离所述溢流管的一端设置有粉尘排出管，所述粉尘排出管与所述粉尘出口连通。

7.根据权利要求6所述的旋风分离器，其特征在于，所述旋风分离器还包括水封池，所述水封池内盛放水封液，所述粉尘排出管伸入至所述水封池的液面以下。

8.一种气体清洁***，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的旋风分离器。