[發(fā)明專利]過濾效果可自動調(diào)整的旋風(fēng)分離器及方法

在審

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• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106733245A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐敦兵;楊俊;張思;張笑;朱海華;臧鐵鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué);南京航空航天大學(xué)無錫研究院
• 主分類號: B04C5/081
• 分類號: B04C5/081;B04C5/04;B04C5/12;B04C11/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 賀翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種過濾效果可自動調(diào)整的旋風(fēng)分離器及方法。

背景技術(shù)

旋風(fēng)分離器設(shè)備的主要功能是盡可能除去輸送氣體中攜帶的固體顆粒雜質(zhì)和液滴，達到氣固液分離，以保證管道及設(shè)備的正常運行。

旋風(fēng)分離器是利用慣性離心力的作用從氣流中分離出塵粒的設(shè)備。主體的上部為圓筒形，下部為圓錐形。各部件的尺寸比例均標注于圖中。含塵氣體由圓筒上部的進氣管切向進入，受器壁的約束而向下作螺旋運動。在慣性離心力作用下，顆粒被拋向器壁而與氣流分離，再沿壁面落至錐底的排灰口。凈化后的氣體在中心軸附近由下而上作螺旋運動，最后由頂部排氣管排出。通常，把下行的螺旋形氣流稱為外旋流，上行的螺旋形氣流稱為內(nèi)旋流。內(nèi)、外旋流氣體的旋轉(zhuǎn)方向相同。外旋流的上部是主要除塵區(qū)。旋風(fēng)分離器內(nèi)的靜壓強在器壁附近最高，僅稍低于氣體進口處的壓強，往中心逐漸降低，在氣芯處可降至氣體出口壓強以下。旋風(fēng)分離器內(nèi)的低壓氣芯由排氣管入口一至延伸到底部出灰口。因此，如果出灰口或集塵室密封不良，便易漏入氣體，把已收集在錐形底部的粉塵重新卷起，嚴重降低分離效果。

旋風(fēng)分離器的應(yīng)用已有近百年的歷史，因其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，沒有活動部件，可用多種材料制造，操作條件范圍寬廣，分離效牢較高，所以至今仍是化工、采礦、冶金、機械、輕工等工業(yè)部門里最常用的一種除塵、分離設(shè)備。旋風(fēng)分離器一般用來除去氣流中直徑在5μm以上的塵粒。對顆粒含量高于200g/m3的氣體，由于顆粒聚結(jié)作用，它甚至能除去3μm以下的顆粒。旋風(fēng)分離器還可以從氣流中分離出霧沫。對于直徑在200μm以上的粗大顆粒，最好先用重力沉降法除去，以減少顆粒對分離器器壁的磨損，對于直徑在5μm以下的顆粒，一般旋風(fēng)分離器的撲集效率已不高，需用袋濾器或濕法撲集。此外，氣量的波動對除塵效果及設(shè)備阻力影響較大。流量過大時，氣體流速過快，氣體中的顆粒不能有效沉淀，導(dǎo)致出氣口中顆粒濃度過高，流速過小，會造成整體結(jié)構(gòu)過濾效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器除塵效果及設(shè)備阻力受氣量波動影響嚴重的問題，提出了過濾效果可自動調(diào)整的旋風(fēng)分離器。

一種過濾效果可自動調(diào)整的旋風(fēng)分離器，其特征在于：包括圓錐形外筒、圓柱形內(nèi)筒和自動控制單元；上述圓錐形外筒大端在上，小端在下，豎直布置；圓錐形外筒上端側(cè)方安裝進氣管，上端頂部安裝上端蓋，下端安裝排料管；上述進氣管設(shè)有流量調(diào)節(jié)柵板安裝槽，流量調(diào)節(jié)柵板安裝槽中安裝有可繞連接端部轉(zhuǎn)動的流量調(diào)節(jié)柵板；上述上端蓋中間安裝氣體出口管，氣體出口管的外壁面沿軸開設(shè)有齒條槽和擋板槽，擋板槽內(nèi)安裝外筒透明擋板；上述圓柱形內(nèi)筒同軸布置于圓錐形外筒中間，其下端位于圓錐形外筒中，上端穿出圓錐形外筒的氣體出口管，并與氣體出口管緊密接觸；上述圓柱形內(nèi)筒上半截的外壁面與所述齒條槽對應(yīng)的位置安裝有齒條，與外筒透明擋板對應(yīng)位置安裝內(nèi)筒透明擋板；上述自動控制單元包括位于外筒透明擋板處的光電傳感器，包括與所述流量調(diào)節(jié)柵板配合的調(diào)節(jié)凸輪，還包括與所述齒條配合的調(diào)節(jié)齒輪。

工作時，含塵氣體通過進氣管進入圓錐形外筒內(nèi)部，塵粒通過排料管排出，潔凈氣體從圓柱形內(nèi)筒下端進入，從氣體出口管排出；光電傳感器透過外筒透明擋板、內(nèi)筒透明擋板實時監(jiān)控氣體出口管排出氣體的透光度，并將信號傳遞給自動控制單元處理操作；上述自動控制單元通過光電傳感器的傳遞信號，通過驅(qū)動調(diào)節(jié)凸輪帶動流量調(diào)節(jié)柵板轉(zhuǎn)動從而調(diào)節(jié)進氣管的含塵氣體流速，通過驅(qū)動調(diào)整齒輪帶動內(nèi)套筒上下移動從而調(diào)節(jié)圓柱形內(nèi)筒底部與圓錐形外筒底部的相對位置從而調(diào)整過濾后氣體的內(nèi)部出口位置及出口相對大小。

上述自動控制單元根據(jù)光電傳感器的傳遞信號，當進氣管氣流流速波動時，可以通過自動控制單元驅(qū)動凸輪，從而壓動流量調(diào)節(jié)柵板轉(zhuǎn)動，調(diào)整進氣管截面面積，對氣流流速進行補償，從而保持氣流流速穩(wěn)定，同時光電傳感器可監(jiān)控氣體出口處排出氣體的透光度，通過上述實時數(shù)據(jù)驅(qū)動調(diào)整齒輪，從而實現(xiàn)圓柱形內(nèi)筒底面與排料管底面相對位置的調(diào)整，最終實現(xiàn)對出口氣體中顆粒濃度的實時調(diào)整，從而調(diào)整過濾后氣體的內(nèi)部出口位置及出口相對大小，使經(jīng)過充足過濾的氣體能夠透過氣體出口管排除。

附圖說明

圖1為過濾效果可自動調(diào)整的旋風(fēng)分離器整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為過濾效果可自動調(diào)整的旋風(fēng)分離器圓錐筒體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為過濾效果可自動調(diào)整的旋風(fēng)分離器剖切示意圖

圖4為過濾效果可自動調(diào)整的旋風(fēng)分離器內(nèi)套筒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為過濾效果可自動調(diào)整的旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)俯視圖；