一種高速渦旋電場(chǎng)旋風(fēng)分離器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高速渦旋電場(chǎng)旋風(fēng)分離器。該裝置包括一個(gè)旋風(fēng)分離器本體（1），在旋風(fēng)分離器的入口段（2）設(shè)有電暈極（3）和極板（4），分離段（6）分為由上部分的金屬段（5）和下部分的絕緣段（7），金屬段（5）與入口段（2）相聯(lián)通，絕緣段（7）纏繞線圈（8），組成螺線管。本實(shí)用新型與傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器相比，含雜質(zhì)氣流介質(zhì)進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在入口段被高壓靜電場(chǎng)電離，然后進(jìn)入分離段，由于旋轉(zhuǎn)離心分離和渦旋電場(chǎng)加速旋轉(zhuǎn)分離的綜合作用，雜質(zhì)被甩向壁面，受重力作用而從下方雜質(zhì)排出口排出。清潔氣流則向上形成內(nèi)渦旋運(yùn)動(dòng)，從排風(fēng)管排出，能達(dá)到更好的分離效果。
【專利說(shuō)明】—種高速渦旋電場(chǎng)旋風(fēng)分離器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高速渦旋電場(chǎng)旋風(fēng)分離器，特別是一種將電場(chǎng)分離與旋風(fēng)分離相結(jié)合的復(fù)合分離技術(shù)與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)中，在產(chǎn)生大量粉塵的場(chǎng)所或需要盡可能除去輸送氣體中攜帶的固體顆粒雜質(zhì)和液滴，進(jìn)行氣固液分離時(shí)往往會(huì)用到旋風(fēng)分離器。旋風(fēng)分離器具有如下優(yōu)點(diǎn):①無(wú)活動(dòng)部件，運(yùn)行可靠、安全維護(hù)成本低，日常維護(hù)簡(jiǎn)單方便；③制造簡(jiǎn)單，成本低；④氣體介質(zhì)中雜質(zhì)濃度越大，前后壓降越小，并且分離效果越好。
[0003]圖1是一般旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)圖，包括入口段2、分離段6、排風(fēng)管9和分離段底部的雜質(zhì)排出口 ；分離段的上部為圓柱段，下段為錐體段。參照?qǐng)D1解釋旋風(fēng)分離器的作用原理。含雜質(zhì)氣流由入口通道進(jìn)入旋風(fēng)分離器，氣流一方面沿著上部圓柱段和出口排風(fēng)管之間的圓環(huán)形內(nèi)腔外側(cè)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心力，將空氣中質(zhì)量較大的雜質(zhì)顆粒甩向內(nèi)腔壁，雜質(zhì)由于重力作用往下匯集，進(jìn)入集塵室。另一方面，氣流將旋轉(zhuǎn)往下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入下部錐體段，此向運(yùn)動(dòng)加劇了雜質(zhì)顆粒的往下匯集。氣流在錐體斜面上運(yùn)動(dòng)受向上阻力分力作用又會(huì)沿出口排風(fēng)管軸向中心螺旋往上運(yùn)動(dòng)，形成內(nèi)渦旋氣流，于是清潔氣體就由排風(fēng)管排出。
[0004]由離心力公式F = 可知，在旋風(fēng)分離器已定的情況下要加強(qiáng)分離效果只有增
大進(jìn)氣流速，但流速的增加與能耗與設(shè)備成本有關(guān)，增幅不可能很大。此外，離心力與雜質(zhì)顆粒質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大的顆粒受到的氣流擾動(dòng)小，更加易于分離，因此旋風(fēng)分離器適用于分離含大顆粒雜質(zhì)氣流。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)旋風(fēng)分離器的局限性，提出利用電場(chǎng)分離與旋風(fēng)分離相結(jié)合的復(fù)合分離技術(shù)，其中旋風(fēng)分離主要用來(lái)分離氣流介質(zhì)中質(zhì)量較大的雜質(zhì)顆粒，而電場(chǎng)分離主要用來(lái)分離氣流中質(zhì)量較小的雜質(zhì)。兩種分離技術(shù)沒(méi)有明確的區(qū)分界限，只是根據(jù)某種分離方法對(duì)雜質(zhì)的分離作用效果更好而定，兩種方法綜合作用，達(dá)到更好的分離效果。
[0006]以往的靜電吸附技術(shù)將電離電場(chǎng)與吸附分離電場(chǎng)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(guò)高，②需要較長(zhǎng)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(zhì)，④易造成極板上所積粉塵的二次飛揚(yáng)。針對(duì)如上缺陷，本實(shí)用新型提出了將靜電電離電場(chǎng)與吸附電場(chǎng)分離，利用渦旋電場(chǎng)來(lái)吸附雜質(zhì)的方法。
[0007]本實(shí)用新型中，在旋風(fēng)分離器內(nèi)設(shè)置兩個(gè)相互獨(dú)立的電場(chǎng)，入口段為靜電場(chǎng)，分離段為渦旋電場(chǎng)；含雜質(zhì)氣流通過(guò)由電極板和電暈極組成的入口段靜電場(chǎng)，雜質(zhì)顆粒在靜電場(chǎng)中被電離，進(jìn)入分離段的渦旋電場(chǎng)，帶電顆粒在電場(chǎng)中受到洛倫茲力和電場(chǎng)力的綜合作用而加速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)電場(chǎng)參數(shù)使得雜質(zhì)碰撞壁面而聚集分離。[0008]本實(shí)用新型的高速渦旋電場(chǎng)旋風(fēng)分離器，其結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。包括一旋風(fēng)分離器本體，分為入口段、分離段、排風(fēng)管9和雜質(zhì)排出口，其中入口段設(shè)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。
[0009]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。
[0010]電暈極和極板分別接高壓直流電源的負(fù)極和正極，使入口段產(chǎn)生高壓靜電場(chǎng)。
[0011]絕緣段所纏繞的線圈通以高頻交變電流，使分離段內(nèi)產(chǎn)生隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)又產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)。
[0012]含雜質(zhì)高速入口氣流被入口段的靜電場(chǎng)所電離，然后進(jìn)入分離段，大顆粒雜質(zhì)主要由旋風(fēng)分離器產(chǎn)生的離心力所分離，小顆粒雜質(zhì)由渦旋電場(chǎng)加速分離。
[0013]本實(shí)用新型與傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器相比，含雜質(zhì)氣流介質(zhì)進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在入口段被高壓靜電場(chǎng)電離，然后進(jìn)入分離段，由于旋轉(zhuǎn)離心分離和渦旋電場(chǎng)加速旋轉(zhuǎn)分離的綜合作用，雜質(zhì)被甩向壁面，受重力作用而從下方雜質(zhì)排出口排出。清潔氣流則向上形成內(nèi)渦旋運(yùn)動(dòng)，從排風(fēng)管排出，能達(dá)到更好的分離效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為一般旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0015]圖2為高速渦旋電場(chǎng)旋風(fēng)分離器外形結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖3為高速渦旋電場(chǎng)旋風(fēng)分離器原理圖；
[0017]其中:1-旋風(fēng)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(fēng)管。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0019]如圖2所示，旋風(fēng)分離器本體I由入口段2、分離段6以及排風(fēng)管9構(gòu)成，分離段6底部為雜質(zhì)排出口。其中入口段2外側(cè)面設(shè)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(fēng)管9設(shè)置在金屬段5的中間，形成圓環(huán)狀氣流通道。
[0020]如圖3所示，含雜質(zhì)氣流以5-8m/s的速度進(jìn)入旋風(fēng)分離器，入口段2的極板4連接高壓直流電源的正極，中間電暈極3連接電源負(fù)極。由此兩極之間產(chǎn)生高壓靜電場(chǎng)。在電場(chǎng)作用下，氣流中的自由離子要向兩極運(yùn)動(dòng)，電壓愈高，電場(chǎng)強(qiáng)度愈大，離子的運(yùn)動(dòng)速度也就愈快。離子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，撞擊雜質(zhì)和空氣分子，使得中性原子分解成正負(fù)離子?？諝怆婋x后，由于聯(lián)鎖反應(yīng)，在極間運(yùn)動(dòng)的離子數(shù)大大增加。正離子從雜質(zhì)中被剝離出來(lái)，飛向電暈極3，而雜質(zhì)則帶上負(fù)電荷。由于入口段2的電離通道較短，空氣中的帶負(fù)電荷雜質(zhì)來(lái)不及運(yùn)動(dòng)到極板4上即進(jìn)入了分離段6，因此入口段2靜電電場(chǎng)只起電離作用，不起分離集塵作用。電離氣流進(jìn)入分離段6的金屬段5，沿著排風(fēng)管9外側(cè)的環(huán)形通道高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，于是氣流中質(zhì)量較大的雜質(zhì)由于離心力作用很容易被甩到分離段6的側(cè)壁上，受重力作用而下落，從下部出口排出。而質(zhì)量較小的雜質(zhì)由于高速氣流的擾動(dòng)不太容易受離心力作用而分離，于是隨著氣流旋轉(zhuǎn)往下進(jìn)入下部絕緣段7。絕緣段7組成的螺線管中通以高頻交變電流，電流的作用使螺線管內(nèi)部產(chǎn)生磁場(chǎng)。根據(jù)螺線管內(nèi)部軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度公式B = U。nl，當(dāng)電流以分段線性遞增方式變化時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度同樣以分段線性遞增方式變化。根據(jù)法
拉第電磁感應(yīng)定律，螺線管內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)渦旋電場(chǎng)。由于
【權(quán)利要求】
1.一種高速渦旋電場(chǎng)旋風(fēng)分離器，包括一個(gè)旋風(fēng)分離器本體(I)，其特征在于旋風(fēng)分離器的入口段(2)設(shè)有電暈極(3)和極板(4)，分離段(6)分為由上部分的金屬段(5)和下部分的絕緣段(7)，金屬段(5)與入口段(2)相聯(lián)通，絕緣段(7)纏繞線圈(8)，組成螺線管。
【文檔編號(hào)】B04C9/00GK203525900SQ201320583077
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】裴宏杰, 鄭文杰, 王貴成, 沈春根, 陶春鳴 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)