[發(fā)明專利]基于內(nèi)置通道的高效分離器及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110034227.8
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112871477A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱德志;韓東;王瑾程;紀妍妍;彭偉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B04C5/103
• 分類號: B04C5/103
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 韓天宇

1.一種基于內(nèi)置通道的分離器，其特征在于：包括外筒(3) 、導(dǎo)葉(2)、傘環(huán)形葉片(4)、內(nèi)螺旋葉片(5)、排氣管道(6)；

外筒(3)上端為分離器進口(1)；導(dǎo)葉(2)固定安裝于外筒(3)上半段內(nèi)部中心位置；若干傘環(huán)形葉片(4)由上而下依次布置在導(dǎo)葉(2)正下端，傘環(huán)形葉片(4)的壁面為內(nèi)凹漸擴的喇叭弧型結(jié)構(gòu)；內(nèi)螺旋葉片(5)固定安裝于傘環(huán)形葉片(4)中心內(nèi)部并連續(xù)穿過所有傘環(huán)形葉片(4)；排氣管道(6)固定安裝于分離器中心的底部，其上端伸入外筒(3)且與內(nèi)螺旋葉片(5)的底部留有一段距離，下端外伸出外筒(3)；排氣管道(6)為漸擴形式；

排氣管道(6)與外筒(3)之間為固相引出口(8)；

傘環(huán)形葉片(4)和內(nèi)螺旋葉片(5)組成了氣固兩相流下降的第一通道(8)；傘環(huán)形葉片(4)外壁與外筒(3)組成了氣固兩相流下降的第二通道(7)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)置通道的高效分離器，其特征在于：

所述傘環(huán)形葉片(4)與軸線夾角為20°~80°；傘環(huán)形葉片(4)的軸向高度為40mm~60mm，傘環(huán)形葉片(4)的內(nèi)徑為20~30mm，傘環(huán)形葉片(4)的外徑為40~70mm，相鄰傘環(huán)形葉片(4)的間距為10mm~15mm，傘環(huán)形葉片(4)的布置數(shù)量為3-8。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于內(nèi)置通道的高效分離器，其特征在于：

所述傘環(huán)形葉片(4)與軸線夾角具體根據(jù)進入進口(1)的氣固兩相流中大粒子的占比以及速度而定；大粒子的占比和速度越大，則傘環(huán)形葉片(4)與軸線夾角越大；

傘環(huán)形葉片(4)的軸向高度，傘環(huán)形葉片(4)的內(nèi)外徑，傘環(huán)形葉片(4)的間距，傘環(huán)形葉片(4)的布置數(shù)量，具體視外筒(3)長度以及粒子在氣固兩相流中的比重而定；外筒(3)長度越高，粒子在氣固兩相流中的比重越大，則傘環(huán)形葉片(4)的軸向高度越高，傘環(huán)形葉片(4)的間距越大，數(shù)量布置越多，借以避免因二次夾帶問題而導(dǎo)致的大粒子分離效率過低；

傘環(huán)形葉片(4)的內(nèi)外徑，視傘環(huán)形葉片(4)的夾角、間距、高度及外筒(3)的直徑而定；傘環(huán)形葉片(4)的夾角越大，傘環(huán)形葉片(4)的間距及高度越小，外筒(3)的直徑越小，則傘環(huán)形葉片(4)的內(nèi)徑越小，外徑越大。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)置通道的高效分離器，其特征在于：

上述進入進口(1)的氣固兩相流的流速為2.5~30m/s；所述內(nèi)螺旋葉片(5)螺旋線方向與軸線方向的夾角優(yōu)選30°~60°；內(nèi)螺旋葉片(5)頂端的螺旋線的切線方向與軸線方向的夾角為15°~30°。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于內(nèi)置通道的高效分離器，其特征在于：

上述進入進口(1)的氣固兩相流的流速具體使氣固兩相流中粒子的粒徑而定；粒徑越大，則所需流速越大。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于內(nèi)置通道的高效分離器，其特征在于：

所述傘環(huán)形葉片(4)壁面的內(nèi)凹弧度，根據(jù)進入第一通道(8)的固相中反彈粒子的粒徑以及氣流的速度而定；粒徑和速度越大，則內(nèi)凹的弧度越小。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的基于內(nèi)置通道的高效分離器的分離方法，其特征在于包括以下過程：

氣固兩相流由入口(1)流經(jīng)導(dǎo)葉(2)旋轉(zhuǎn)形成渦流，粒徑較大的粒子率先被分離而進入第二通道(7)，剩余粒子隨氣固兩相流進入第一通道(8)；

在第一通道(8)中，粒徑較大的粒子隨著氣固兩相流經(jīng)過內(nèi)螺旋葉片(5)而分離，經(jīng)傘環(huán)形葉片(4)的間隙分離至第二通道(7)；第二通道(7)的大粒子會連續(xù)反彈到外筒(3)及傘環(huán)形葉片(4)的外壁面，最終沉降到固相引出口(9)；

氣固兩相流經(jīng)過傘環(huán)形葉片(4)及內(nèi)螺旋葉片(5)得到純凈氣流，進入至排氣管道(6)。