本發明專利技術涉及進口顆粒排序型旋流器，包含四種不同進口顆粒排序方式的進口顆粒排序型旋流器，該進口顆粒排序型旋流器包括顆粒排序器(A)和旋流器(B)兩個主體部分，其中，所述顆粒排序器(A)由矩形切向進口(1)、芯棒(2)、排序腔(3)和矩形切向出口(4)組成；所述旋流器(B)由矩形切向進口(6)、分離腔(7)、底流管(8)、底流法蘭(9)、灰斗(10)和溢流管(11)組成。所述進口顆粒排序型旋流器能提高較難分離的小顆粒的分離效率，從而提高旋流器的整體分離性能，適用于微細顆粒分離與捕集、氣體凈化等領域。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于微細顆粒分離與捕集、氣體凈化領域，涉及一種進口顆粒排序型旋流器，具體地說，本專利技術涉及四種對不同大小的顆粒在旋流器進口的位置進行調控，從而提高旋流器分離效率的進口顆粒排序型旋流器。
技術介紹
大氣中懸浮的微細顆粒是污染大氣環境和危害人體健康的主要介質。特別是當量直徑小于2.5μm的顆粒物質(PM2.5)，被吸入人體后會進入支氣管，干擾肺部的氣體交換，引發包括哮喘、支氣管炎、肺功能衰竭和心血管病等方面的疾病。這些顆粒還可以通過支氣管和肺泡進入血液，其中的有害氣體、重金屬等溶解在血液中，對人體健康造成更大的傷害。大氣中懸浮顆粒物還會影響大氣酸性物質沉降和大氣化學平衡，污染后的空氣形成的煙霧降低氣體可見度進而影響交通運輸。因此大氣中懸浮顆粒物對全球氣候變化、區域灰霾污染以及人類生命健康等方面都有重要影響。鑒于氣體中微細顆粒的重要危害，對氣體中顆粒的捕獲與去除技術也成為學者們研究熱點之一。目前氣體中分離顆粒物的方法主要有靜電分離、沉降分離、袋式除塵和旋轉離心分離等。但是靜電分離運行成本高，存在安全隱患；沉降分離所需設備尺寸大，占地面積廣，而且分離精度比較低；袋式除塵難以維持長時間穩定運行，維護成本高。作為一種重要的旋轉離心分離設備，旋流器能有效對氣體中的微細顆粒物進行捕集與分離，且具有體積小、處理量大、分離效率高、能耗低、操作維護方便、適合長周期運行等特點，廣泛應用于大氣污染防治、工業氣體凈化、化工生產過程優化、粉塵回收、顆粒分級等眾多領域中。但普通的旋流器仍然存在切割粒徑較大，對較小顆粒(尤其是PM2.5)的分離效率不高，造成旋流器并不適用于一些對分離效率要求很高的精密分離領域。為了提高旋流器的分離性能，許多學者通過改變旋流器的公稱直徑、進口結構與尺寸、溢流管結構與尺寸、底流口直管長度、灰斗結構等結構參數來提高旋流器的分離性能。中國專利CN103201099B公開了一種旋風分離器，通通過改變旋風分離器的形狀比率，避免了顆粒從旋風分離器進口到出口管過程中的大部分直接泄漏，從而即使對于諸如8m/s及以上的高氣體軸向速度同樣具有良好的捕集效率，并且允許減小本體部的直徑。中國專利CN204996593U公開了一種強化微型旋風分離器及采用該分離器的高壓分離裝置，通過在旋風分離器進口與溢流口之間設置倒流葉片，該進氣方式由于增加了有效進氣面積，從而顯著提升進氣效率，減少壓降損失，在導流葉片的強化引流下，增強了顆粒分離效果。美國專利申請US2016/0051994A1公開了一種旋風分離裝置，通過將傳統圓柱狀的進料腔改成半橢球型的進料腔，提高了旋流器對亞微米級顆粒的分離與捕集效率。但是，工業氣體以及大氣環境中微細顆粒是由不同大小顆粒組成的顆粒群，其中粒徑較小的一部分微細顆粒難以分離是造成外排氣體中顆粒濃度，尤其是PM2.5濃度難以降低的主要原因。上述研究以及專利技術均是對旋流器結構的改變，從而優化旋流器的整體分離性能，并不能對氣體中顆粒群進行精確調控，不能在結構尺寸一定的情況下提高本身難以分離的微細顆粒的分離效率，尤其是對PM2.5顆粒的分離強化顯得無能為力。綜上所述，本領域急需開發一種結構簡單、操作方便，能對進口顆粒中不同大小顆粒進行調控，從而提高較難分離的小顆粒的分離效率的旋流器。
技術實現思路
鑒于以上問題，本專利技術提供了一種新穎的進口顆粒排序型旋流器，具體包含四種不同進口顆粒排序方式的進口顆粒排序型旋流器，其提高了進口物料中小顆粒的分離效率而不影響大顆粒的分離效率，從而提高了旋流器的整體分離效率，有效解決了現有技術中存在的難題。本專利技術提供了一種進口顆粒排序型旋流器，它包括顆粒排序器A和旋流器B兩個主體部分，其中，所述顆粒排序器A由矩形切向進口1、芯棒2、排序腔3和矩形切向出口4組成；所述旋流器B由矩形切向進口6、分離腔7、底流管8、底流法蘭9、灰斗10和溢流管11組成。在一個優選的實施方式中，所述顆粒排序器A包含顆粒順旋排序器A1和顆粒逆旋排序器A2兩種結構形式，其中，所述顆粒順旋排序器A1：流體在排序腔3中繞軸線旋轉運動的方向為順時針方向；所述顆粒逆旋排序器A2：流體在排序腔3中繞軸線旋轉運動的方向為逆時針方向。在另一個優選的實施方式中，所述進口顆粒排序型旋流器包括平行順旋式進口顆粒排序型旋流器C1、平行逆旋式進口顆粒排序型旋流器C2、垂直順旋式進口顆粒排序型旋流器C3、垂直逆旋式進口顆粒排序型旋流器C4四種不同進口排序方式的進口顆粒排序型旋流器，其中，所述平行順旋式進口顆粒排序型旋流器C1：由顆粒順旋排序器A1與旋流器B平行連接組成，顆粒在矩形切向進口6的排序方式為：小顆?？拷M口內側和上側，大顆粒靠近進口外側和下側；所述平行逆旋式進口顆粒排序型旋流器C2：由顆粒逆旋排序器A2與旋流器B平行連接組成，顆粒在矩形切向進口6的排序方式為：小顆?？拷M口外側和上側，大顆?？拷M口內側和下側；所述垂直順旋式進口顆粒排序型旋流器C3：由顆粒順旋排序器A1與旋流器B垂直連接組成，顆粒在矩形切向進口6的排序方式為：小顆粒靠近進口內側和下側，大顆粒靠近進口外側和上側；所述垂直逆旋式進口顆粒排序型旋流器C4：由顆粒逆旋排序器A2與旋流器B垂直連接組成，顆粒在矩形切向進口6的排序方式為：小顆?？拷M口外側和下側，大顆粒靠近進口內側和上側。在另一個優選的實施方式中，在所述顆粒排序器A中，芯棒2將排序腔3隔離成環形結構，其直徑為排序腔3直徑的1/10～1/5；矩形切向進口1的寬度為排序腔3直徑的1/3～1/2，高度為排序腔3直徑的2/5～3/5。在另一個優選的實施方式中，在所述顆粒排序器A中，軸向高度為矩形切向進口1高度的3～8倍；矩形切向出口4的長和寬與矩形切向進口1的長和寬相同或者可互換。在另一個優選的實施方式中，在所述顆粒排序器A中，矩形切向出口4處的顆粒排序方式為：從顆粒排序器A的軸向進口端到出口端、徑向內側到外側，顆粒平均粒徑逐漸增大。在另一個優選的實施方式中，在所述旋流器B中，矩形切向進口6與顆粒排序器A的矩形切向進口1的長和寬相同。在另一個優選的實施方式中，在所述旋流器B中，分離腔7柱段直徑與顆粒排序器A的排序腔3的直徑相同，柱段軸向高度為矩形切向進口6高度的2～4倍，錐段錐角為5°～10°；流體在分離腔7中繞軸線旋轉運動的方向為順時針方向。在另一個優選的實施方式中，在所述旋流器B中，底流管8的直徑為分離腔7柱段直徑的1/3～1/2，灰斗10中設有防返混錐，錐角為90°，有效流通面積為30％；溢流管11的直徑為分離腔7柱段直徑的1/3～1/2，插入深度為矩形切向進口6高度的1.1～1.3倍。在另一個優選的實施方式中，所述顆粒排序器A與旋流器B通過法蘭5連接，可更換不同類型顆粒排序器A以實現不同進口顆粒排序方式。有益效果：本專利技術的進口顆粒排序型旋流器具有以下有益效果：(1)結構簡單，無運動部件，操作維護方便，能耗低；(2)能有效提高小顆粒的分離效率而不影響大顆粒的分離效率，從而提高旋流器的整體分離效率。附圖說明附圖是用以提供對本專利技術的進一步理解的，它只是構成本說明書的一部分以進一步解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的限制。圖1是本專利技術的優選實施方式的四種不同進口顆粒排序型旋流器的結構示意圖。圖本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種進口顆粒排序型旋流器，它包括顆粒排序器(A)和旋流器(B)兩個主體部分，其中，所述顆粒排序器(A)由矩形切向進口(1)、芯棒(2)、排序腔(3)和矩形切向出口(4)組成；所述旋流器(B)由矩形切向進口(6)、分離腔(7)、底流管(8)、底流法蘭(9)、灰斗(10)和溢流管(11)組成。
【技術特征摘要】
1.一種進口顆粒排序型旋流器，它包括顆粒排序器(A)和旋流器(B)兩個主體部分，其中，所述顆粒排序器(A)由矩形切向進口(1)、芯棒(2)、排序腔(3)和矩形切向出口(4)組成；所述旋流器(B)由矩形切向進口(6)、分離腔(7)、底流管(8)、底流法蘭(9)、灰斗(10)和溢流管(11)組成。2.如權利要求1所述的進口顆粒排序型旋流器，其特征在于，所述顆粒排序器(A)包含顆粒順旋排序器(A1)和顆粒逆旋排序器(A2)兩種結構形式，其中，所述顆粒順旋排序器(A1)：流體在排序腔(3)中繞軸線旋轉運動的方向為順時針方向；所述顆粒逆旋排序器(A2)：流體在排序腔(3)中繞軸線旋轉運動的方向為逆時針方向。3.如權利要求2所述的進口顆粒排序型旋流器，其特征在于，它包括平行順旋式進口顆粒排序型旋流器(C1)、平行逆旋式進口顆粒排序型旋流器(C2)、垂直順旋式進口顆粒排序型旋流器(C3)、垂直逆旋式進口顆粒排序型旋流器(C4)四種不同進口排序方式的進口顆粒排序型旋流器，其中，所述平行順旋式進口顆粒排序型旋流器(C1)：由顆粒順旋排序器(A1)與旋流器(B)平行連接組成，顆粒在矩形切向進口(6)的排序方式為：小顆?？拷M口內側和上側，大顆粒靠近進口外側和下側；所述平行逆旋式進口顆粒排序型旋流器(C2)：由顆粒逆旋排序器(A2)與旋流器(B)平行連接組成，顆粒在矩形切向進口(6)的排序方式為：小顆?？拷M口外側和上側，大顆?？拷M口內側和下側；所述垂直順旋式進口顆粒排序型旋流器(C3)：由顆粒順旋排序器(A1)與旋流器(B)垂直連接組成，顆粒在矩形切向進口(6)的排序方式為：小顆?？拷M口內側和下側，大顆粒靠近進口外側和上側；所述垂直逆旋式進口顆粒排序型旋流器(C4)：由顆粒逆旋排序器(A2)與旋流器(B)垂直連接組成，顆粒在矩形切向進口(6)的排序方式為：小顆粒靠近進口外側和下側，大顆?？拷M口內側和上側。4.如權利要求1-3中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：付鵬波，汪華林，王飛，馬良，楊強，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：上海;31
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