嘴3,下 部锥体10、中间圆柱9与上部锥体8。所述旋流板5由多个旋流板叶片组成，焊接固定在中 间圆柱9与外壁6之间，旋流板叶片倾斜角度设计在45° -60°之间，叶片重叠区域12内 外宽度一致，Θ角约为5° -15°，其上部边界14可W是水平或倾斜的，但所有叶片上同半 径的点都在同一高度上，便于焊接固定分离环4,旋流板5的下部边界15是倾斜的，便于引 导被分离液滴颗粒与冲洗水沿壁面6往下流。分离环4的数量η、高度L与确切的安装位 置可W根据设计的临界分离粒径与各区域流体在各个方向上的速度大小，通过理论公式与 设计的计算过程来确定，即公式（1-1)，因此间距a、b、c是不同的。收缩壁2的起始高度与 分离环4的顶部持平或稍高于它，丫角约为40° -50°。环形罩11通过焊接加装在分离 环4与收缩壁2上，其突出长度5-lOcm，与分罔环4与收缩壁2的角度约为30° -60°，分 离环4上的环形罩11安装在分离环4的顶端，收缩壁2上的环形罩11可W安装在收缩壁2 上部的1/2与顶端之间。安装后的冲洗喷嘴3应正对着附着面喷水，喷水覆盖面在环形罩 11的下面，且应包含环形罩11区域。下部锥体10、中间圆柱9与上部锥体8均为空屯、，中 间圆柱9的上下面可W有盲板，半径r为外壁6半径R的1/5-1/3,α角约为45。-80°， 维持上部锥体8的顶端与收缩壁2的顶端保持相同高度，β角约为30° -45°。
[0040] 工作时，下部锥体10、中间圆柱9与上部锥体8促使流体在近壁面流动，缩短液滴 流向附着体的距离，同时，缩小可流动截面的面积，增加了流体的速度，上部锥体8还能防 止近壁面区域的气流反流向中间区域。旋流板5对大粒径颗粒进行拦截的同时，也促使气 流把轴向速度转变为切向速度，使混流体在离屯、力的作用下进行气液分离。旋流板5下部 边界15的倾斜性能引导被拦截的大粒径液滴与冲洗水沿壁面6往下流，有效防止被分离液 滴的二次夹带。由分离环4,旋流板上部的壁面6W及收缩壁2构成在离屯、力作用下被分离 出液相的附着体，其中分离环4的设计不仅缩短了液滴向附着体离屯、运动的距离，也缩短 了小液滴受气流影响的时间，通过大大增加附着面积，使小粒径液滴的分离效率大大提高。 并且分离环4的数量η、高度L与确切的安装位置可W根据设计的临界分离粒径与各区域内 流体在各个方向上的速度大小，通过运用牛顿定律与斯托克斯定律，按照设计的计算过程 来确定，从而实现分离区域内无差异达到设计的临界分离粒径要求，由于分离环4能提高 分离效率，所W旋流板除雾器可W在更低压降范围内进行设计。并且分离环4的存在不改 变原旋流板除雾器内的流场特性，因此非常适合于旧旋流板除雾器的升级改造。收缩壁2 迫使气流流向中屯、区域，而没被分离环4与壁面6分离出的液滴则在惯性与离屯、力的作用 下被收缩壁2除去，因为此时气流中的液滴颗粒粒径都很小，所W收缩壁2开始收缩的水平 高度需与分离环的顶部持平，不能高出太多，防止小粒径液滴随气流带走。由于流体速度较 大，环形罩11可W防止被附着液滴颗粒再次被气流带走。冲洗喷嘴3正对着附着面喷水， 喷水覆盖面在环形罩11的下面，且应包含环形罩11区域，使其能冲洗掉附着面上残留的污 垢。
[0041] 本发明的工作原理如下：
[0042] 混合流体从入口 7进入加环旋流板分离装置，在下部锥体10的作用下，气流流向 近壁面区域，通过旋流板5的导流作用，流体的速度得到提高，轴向速度转变为切向速度。 同时，在惯性力作用下，大粒径液滴颗粒被旋流板5首先分离出，被分离的液滴在叶片的引 导下沿壁面6向下流；旋转的流体在经过分离环4区域时，由于分离环4的存在大大增加了 附着面积，并缩短了液滴离屯、运动距离与小颗粒受气流影响的时间，所W促进了小颗粒分 离效率的提高，并使整个除雾器的临界分离粒径大大减小，旋流板除雾器的设计压降得W 降低；上部锥体8阻止流体逆流向中间区域，即防止小颗粒在气流影响下被带走；收缩壁2 迫使流体从边界W旋转状流向中屯、区域，没被分离环4与壁面6附着分离的小颗粒将继续 在离屯、力与惯性力的双重作用下被收缩壁2所附着分离；环形罩11通过阻挡与限制流体的 速度，防止被附着的液滴颗粒被气流二次夹带的发生；冲洗喷嘴3正对着附着面喷水，喷水 覆盖面在环形罩11的下面，且应包含环形罩11区域，使其能冲洗掉附着面上残留的污垢， 分离的液滴颗粒与冲洗水在旋流叶片的引导下，沿壁面6往下流；最终被分离的后的净气 流从出口 1流出。
[0043] 上述实施例阐明的内容应当理解为运些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不 用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式 的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
【主权项】
1. 一种加环旋流板分离器，其特征在于，包括 一筒状的外壁（6)，其顶端具有出口（1)， 一内部实体，其竖向设置在外壁（6)内，用来促使气流更靠近外壁（6)壁面流动并加快 流体速度； 一旋流板（5)，其固定连接在外壁（6)与内部实体之间，用于拦截颗粒并促使气流旋 转，以及 一分离环（4)，其用于缩短颗粒离心运动的距离； 所述分离环（4)环向固定在所述旋流板（5)上。2. 根据权利要求1所述的加环旋流板分离器，其特征在于，所述内部实体包括从上至 下依次衔接的上部锥体（8)、中间圆柱（9)和倒置的下部锥体（10)。3. 根据权利要求2所述的加环旋流板分离器，其特征在于，所述上部锥体（8)的母线 与水平面之间的夹角α为45° -80°，所述下部锥体（10)的母线与水平面之间的夹角β 为 45° -60。。4. 根据权利要求1所述的加环旋流板分离器，其特征在于，所述外壁（6)的顶端设有收 缩壁（2)，该收缩壁（2)的出口 口径小于外壁（6)的顶端口径。5. 根据权利要求4所述的加环旋流板分离器，其特征在于，所述收缩壁（2)和分离环 (4)上均设有环形罩（11)，该环形罩（11)用于防止被附着的颗粒再次被气流带走。6. 根据权利要求5所述的加环旋流板分离器，其特征在于，所述环形罩（11)相对分离 环（4)和收缩壁（2)突出的长度为5cm-10cm，该环形罩（11)与分离环（4)之间的夹角为 30° -60°，该环形罩（11)与收缩壁（2)的夹角为30° -60°。7. 根据权利要求4所述的加环旋流板分离器，其特征在于，所述收缩壁（2)设置在分离 环（4)顶部的相同高度区域，该收缩壁（2)的收缩坡面与竖直方向的夹角γ为40° -50°。8. 根据权利要求1或5所述的加环旋流板分离器，其特征在于，所述分离环（4)的数量 η、高度L与安装位置通过以下公式来确定；其中：dp为临界分离粒径；μ为动力粘度；Pd为颗粒密度；Pg为流体密度；ut为流体 切向速度；ua为流体轴向速度；L为分离环高度；X为颗粒距中心的距离；y为相邻分离环的 间距；s为相邻两个分离环之间的距离，Sl+s2+. . Sl. . . +sn+sn+1=R，R为外壁的半径。9. 根据权利要求1-7之一所述的加环旋流板分离器，其特征在于，所述旋流板（5)主要 由多个旋流板叶片组成，每个旋流板叶片相对水平面的倾斜角度为45° -60°。10. 根据权利要求9所述的加环旋流板分离器，其特征在于，相邻两块旋流板叶片之间 具有重叠区域（12)，且相邻两片重叠区域（12)的内外宽度一致，且同一片重叠区域（12)的 左右边界之间的夹角Θ为5° -15°。
【专利摘要】本发明公开了一种加环旋流板分离器。所述加环旋流板分离器包括顶端具有出口的筒状的外壁，竖向设置在外壁内的内部实体，固定连接在外壁与内部实体之间的旋流板，以及分离环；所述内部实体用来促使气流更靠近外壁壁面流动并加快流体速度，所述旋流板用于拦截颗粒并促使气流旋转，所述分离环用于缩短颗粒离心运动的距离；所述分离环环向固定在所述旋流板上。本发明降低了临界分离粒径，实现能在更低压降范围内设计旋流板分离器。
【IPC分类】B01D45/14
【公开号】CN105289116
【申请号】CN201510801870
【发明人】李彩亭, 肖育军, 李珊红
【申请人】湖南大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月19日