[實用新型]一種高速渦旋電場旋風分離器

有效

• 申請號: 201320583077.7
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN203525900U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 裴宏杰;鄭文杰;王貴成;沈春根;陶春鳴
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B04C9/00
• 分類號: B04C9/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本實用新型涉及一種高速渦旋電場旋風分離器，特別是一種將電場分離與旋風分離相結合的復合分離技術與裝置。

背景技術

工業生產中，在產生大量粉塵的場所或需要盡可能除去輸送氣體中攜帶的固體顆粒雜質和液滴，進行氣固液分離時往往會用到旋風分離器。旋風分離器具有如下優點：①無活動部件，運行可靠、安全；②維護成本低，日常維護簡單方便；③制造簡單，成本低；④氣體介質中雜質濃度越大，前后壓降越小，并且分離效果越好。

圖1是一般旋風分離器結構圖，包括入口段2、分離段6、排風管9和分離段底部的雜質排出口；分離段的上部為圓柱段，下段為錐體段。參照圖1解釋旋風分離器的作用原理。含雜質氣流由入口通道進入旋風分離器，氣流一方面沿著上部圓柱段和出口排風管之間的圓環形內腔外側作旋轉運動，旋轉運動產生離心力，將空氣中質量較大的雜質顆粒甩向內腔壁，雜質由于重力作用往下匯集，進入集塵室。另一方面，氣流將旋轉往下運動進入下部錐體段，此向運動加劇了雜質顆粒的往下匯集。氣流在錐體斜面上運動受向上阻力分力作用又會沿出口排風管軸向中心螺旋往上運動，形成內渦旋氣流，于是清潔氣體就由排風管排出。

由離心力公式可知，在旋風分離器已定的情況下要加強分離效果只有增大進氣流速，但流速的增加與能耗與設備成本有關，增幅不可能很大。此外，離心力與雜質顆粒質量有關，質量大的顆粒受到的氣流擾動小，更加易于分離，因此旋風分離器適用于分離含大顆粒雜質氣流。

實用新型內容

本實用新型針對旋風分離器的局限性，提出利用電場分離與旋風分離相結合的復合分離技術，其中旋風分離主要用來分離氣流介質中質量較大的雜質顆粒，而電場分離主要用來分離氣流中質量較小的雜質。兩種分離技術沒有明確的區分界限，只是根據某種分離方法對雜質的分離作用效果更好而定，兩種方法綜合作用，達到更好的分離效果。

以往的靜電吸附技術將電離電場與吸附分離電場合二為一，但是靜電吸附具有如下缺陷：①入口氣流速度不能過高，②需要較長的電離吸附通道，③需要振打裝置，定期清除吸附極板上的雜質，④易造成極板上所積粉塵的二次飛揚。針對如上缺陷，本實用新型提出了將靜電電離電場與吸附電場分離，利用渦旋電場來吸附雜質的方法。

本實用新型中，在旋風分離器內設置兩個相互獨立的電場，入口段為靜電場，分離段為渦旋電場；含雜質氣流通過由電極板和電暈極組成的入口段靜電場，雜質顆粒在靜電場中被電離，進入分離段的渦旋電場，帶電顆粒在電場中受到洛倫茲力和電場力的綜合作用而加速旋轉，通過調節電場參數使得雜質碰撞壁面而聚集分離。

本實用新型的高速渦旋電場旋風分離器，其結構如圖2、圖3所示。包括一旋風分離器本體，分為入口段、分離段、排風管9和雜質排出口，其中入口段設有電暈極和極板，分離段由上部分的金屬段和下部分的絕緣段組成，絕緣段表面纏繞線圈，組成螺線管。

在所述分離段中，金屬段和絕緣段是以入口段底部位置為分界，即分離段中，位于入口段下方位置的部分是絕緣段。

電暈極和極板分別接高壓直流電源的負極和正極，使入口段產生高壓靜電場。

絕緣段所纏繞的線圈通以高頻交變電流，使分離段內產生隨時間變化的磁場，變化的磁場又產生渦旋電場。

含雜質高速入口氣流被入口段的靜電場所電離，然后進入分離段，大顆粒雜質主要由旋風分離器產生的離心力所分離，小顆粒雜質由渦旋電場加速分離。

本實用新型與傳統旋風分離器相比，含雜質氣流介質進入旋風分離器，在入口段被高壓靜電場電離，然后進入分離段，由于旋轉離心分離和渦旋電場加速旋轉分離的綜合作用，雜質被甩向壁面，受重力作用而從下方雜質排出口排出。清潔氣流則向上形成內渦旋運動，從排風管排出，能達到更好的分離效果。

附圖說明

圖1為一般旋風分離器結構簡圖；

圖2為高速渦旋電場旋風分離器外形結構圖；

圖3為高速渦旋電場旋風分離器原理圖；

其中：1-旋風分離器本體，2-入口段，3-電暈極，4-極板，5-金屬段，6-分離段，7-絕緣段，8-線圈，9-排風管。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明：

如圖2所示，旋風分離器本體1由入口段2、分離段6以及排風管9構成，分離段6底部為雜質排出口。其中入口段2外側面設置極板4，中間為電暈極3；分離段6分為上半部分的金屬段5和下半部分的絕緣段7，絕緣段7表面纏繞線圈，組成螺線管；排風管9設置在金屬段5的中間，形成圓環狀氣流通道。