一种旋风分离器 |
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| 申请号 | CN201910978409.3 | 申请日 | 2019-10-15 | 公开(公告)号 | CN110681502A | 公开(公告)日 | 2020-01-14 |
| 申请人 | 中石化川气东送天然气管道有限公司; | 发明人 | 李元; 尹恒; 丁宁; 袁献忠; 李祎璞; 刘伟; 范玲; 王永明; 王训锋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种旋 风 分离器，包括竖向设置的第一壳体以及竖向设置在第一壳体内部的第一导流组件和罩体，第一壳体的下端设有与其内部连通的第一 排渣 口，第一导流组件具有进气口和出气口，第一导流组件的出气口朝下，第一导流组件的进气口朝上并延伸至贯通第一壳体上端，第一导流组件用于使进入其内部的气流同向螺旋旋转向下流动并经其出气口排出至第一壳体内，罩体设置在第一导流组件出气口的下方，且罩体的罩口朝下，第一壳体的下端设有与其内部连通的出气口，第一壳体的出气口内延至经罩体的罩口伸入罩体内，且第一壳体的出气口与罩体的内壁之间具有间隙。本发明所述旋风分离器实现了气体杂质的多次分离，有效的提高了所述旋风分离器的分离效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种旋风分离器，其特征在于，包括竖向设置的第一壳体(10)以及竖向设置在所述第一壳体内部的第一导流组件(11)和罩体(12)，所述第一壳体(10)的下端设有与其内部连通的第一排渣口，所述第一导流组件(11)具有进气口和出气口，所述第一导流组件(11)的出气口朝下，所述第一导流组件(11)的进气口朝上并向上延伸至贯通所述第一壳体(10)上端，所述第一导流组件(11)用于使进入其内部的气流同向螺旋旋转向下流动并经其出气口排出至所述第一壳体(10)内，所述罩体(12)设置在所述第一导流组件(11)出气口的下方，且所述罩体(12)的罩口朝下，所述第一壳体(10)的下端设有与其内部连通的出气口，所述第一壳体(10)的出气口内延至经所述罩体(12)的罩口伸入所述罩体(12)内，且所述第一壳体(10)的出气口与所述罩体(12)的内壁之间具有间隙，流入所述第一壳体(10)内的气流经过所述罩口流入所述罩体(12)内，再经过所述第一壳体(10)的出气口流出。 |
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| 说明书全文 | 一种旋风分离器技术领域背景技术[0002] 天然气长输管道需要在沿途建立增压站，通过压缩机多级压缩，实现天然气长距离输送。压缩机是天然气管道输送的“心脏”,其运行的安全性和可靠性将关系到机组能否长周期稳定工作，一旦机组因密封发生故障，将直接影响下游供气。为了防止或抑制天然气沿压缩机旋转轴端泄露到大气中去，并维持压缩机主机的正常运行，现有技术中在压缩机的轴端安装密封装置，可有效地实现降低物料和能源的消耗，并防止环境污染和保护设备安全。 [0003] 压缩机轴端的干气密封系统是重要的技术之一，但天然气长输管道中存在的固态或液态杂质，若进入离心式压缩机干气密封系统，将造成干气密封动、静环损坏，导致输气管道压气站压缩机组的干气密封滤芯更换频繁，缩短干气密封滤芯的使用寿命，天然气泄漏量升高，进而导致压缩机停机，严重影响压缩机组的安全运行，并对下游的调压器、流量计等精密设备造成破坏。因此，若天然气气质不能满足压缩机干气密封系统进气的要求，干气密封系统也不能保证压缩机组的安全运行。 [0004] 为保证天然气长输管道站场压缩机干气密封系统的正常运行，站场压缩机干气密封气源预处理系统通常在其过滤分离器前设置重力分离器或旋风分离器，有利于减轻过滤分离器的负担，延长干气密封旅行使用寿命。 [0005] 现有的干气密封气源送气的特点是低流速、高压力，为减小输送过程中的能量损失，要求压缩机干气密封系统造成天然气的压力损失小。 [0006] 现有的直流式旋风除尘器利用气流旋转使气流内的杂质离心到周边，取用中心部分的气体输到下一工序，将周边部分的杂质连同气体一起排出，这样造成了大量的目标气体的损失，将排出的含杂气体再次净化又需要额外的成本，而且压力损失大，且由于直流式旋风分离器管长的限制，传统直流式旋风分离器中一些靠近轴线运动的杂质未及时在离心力的作用下分离，气体直接进入直流式旋风分离器的排气管内，导致直流式旋风分离器的除尘效率不高。 发明内容[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种旋风分离器，其可多次分离气体中的杂质，采用的技术方案为： [0008] 一种旋风分离器，包括竖向设置的第一壳体以及竖向设置在所述第一壳体内部的第一导流组件和罩体，所述第一壳体的下端设有与其内部连通的第一排渣口，所述第一导流组件具有进气口和出气口，所述第一导流组件的出气口朝下，所述第一导流组件的进气口朝上并向上延伸至贯通所述第一壳体上端，所述第一导流组件用于使进入其内部的气流同向螺旋旋转向下流动并经其出气口排出至所述第一壳体内，所述罩体设置在所述第一导流组件出气口的下方，且所述罩体的罩口朝下，所述第一壳体的下端设有与其内部连通的出气口，所述第一壳体的出气口内延至经所述罩体的罩口伸入所述罩体内，且所述第一壳体的出气口与所述罩体的内壁之间具有间隙，流入所述第一壳体内的气流经过所述罩口流入所述罩体内，再经过所述第一壳体的出气口流出。 [0009] 优选地，所述第一导流组件包括第一进气管和第一导流体，所述第一进气管竖向设置在所述第一壳体内，且其上端向上延伸至贯通所述第一壳体的上端，所述第一导流体安装在所述第一进气管内并靠近所述第一壳体的上端，所述第一导流体用以使流入所述第一进气管内的气流同向螺旋旋转向下流动，所述第一进气管的上端构成所述第一导流组件的进气口，所述第一进气管的下端构成所述第一导流组件的出气口，所述罩体设置在所述第一进气管的下方。 [0011] 优选地，所述罩体的横截面积由上至下逐渐增加，所述罩体的上端向上延伸至伸入所述第一进气管内。 [0012] 优选地，还包括环形的滤网，所述滤网的内环与所述第一壳体出气口周向的壁体连接，所述滤网的外环与所述罩体的内壁连接。 [0013] 优选地，还包括第二壳体和第二导流组件，所述第二壳体竖向设置在所述第一壳体下方，其下端设有与其内部连通的第二排渣口，所述第二导流组件竖向设置在所述第二壳体内部，所述第二导流组件具有进气口和出气口，所述第二导流组件的出气口朝下，所述第二导流组件的进气口向上并向上延伸至贯通所述第二壳体的上端且与所述第一壳体的出气口连通，所述第二导流组件用以使流入其内部的气流同向螺旋旋转向下流动并经其出气口排出至所述第二壳体内，所述第二壳体下端设有与其内部贯通的出气口，且所述第二壳体的出气口位于所述第二导流组件出气口的下方。 [0014] 优选地，所述第二导流组件包括第二进气管和第二导流体，所述第二进气管竖向设置在所述第二壳体内，其上端向上延伸至贯通所述第二壳体的上方并与所述第一壳体的出气口连通，所述第二导流体设置在所述第二进气管内并靠近所述第二壳体的上端，所述第二导流体用以使流入所述第二进气管内的气流同向螺旋旋转向下流动，所述第二进气管的上端构成第二导流组件的进气口，其下端构成所述第二导流组件的出气口。 [0015] 优选地，所述第二壳体的出气口向上延伸至伸入所述第二进气管的下端，且所述第二壳体的出气口与所述第二进气管的内壁之间具有间隙。 [0016] 本发明所述旋风分离器实现了气体杂质的多次分离，有效的提高了所述旋风分离器的分离效率。 [0017] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。 附图说明[0018] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： [0019] 图1为本发明实施例1所述旋风分离器的结构示意图； [0020] 图2为本发明实施例2所述旋风分离器的结构示意图； [0021] 图3为本发明实施例3所述旋风分离器的结构示意图。 [0022] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 具体实施方式[0023] 以下结合附图1-3对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。 [0024] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。 [0025] 实施例1 [0026] 参照图1，提出本发明的实施例1，本实施例1所述旋风分离器竖向设置的第一壳体10以及竖向设置在所述第一壳体内部的第一导流组件11和罩体12，所述第一壳体10的下端设有与其内部连通的第一排渣口，所述第一导流组件11具有进气口和出气口，所述第一导流组件11的出气口朝下，所述第一导流组件11的进气口朝上并向上延伸至贯通所述第一壳体10上端，所述第一导流组件11用于使进入其内部的气流同向螺旋旋转向下流动并经其出气口排出至所述第一壳体10内，所述罩体12设置在所述第一导流组件11出气口的下方，且所述罩体12的罩口朝下，所述第一壳体10的下端设有与其内部连通的出气口，所述第一壳体10的出气口内延至经所述罩体12的罩口伸入所述罩体12内，且所述第一壳体10的出气口与所述罩体12的内壁之间具有间隙，流入所述第一壳体10内的气流经过所述间隙流入所述罩体12内，再经过所述第一壳体10的出气口流出，所述第一壳体10内分离后的杂质经由所述第一排渣口排出。 [0027] 气流由所述第一导流组件11的进气口流入其内部，流出所述第一导流组件11的气流同向螺旋旋转向下流动至所述第一壳体10内，流入所述第一壳体10内的气流自上而下旋转，旋转气流在所述第一壳体10内继续向下流动，由于旋转气流中的杂质做离心运动的直径变大，气流内的杂质所受的离心力增大，气流内的杂质在离心力的作用下靠近所述第一壳体10内壁并与其碰撞减速后沉降；同时，旋转气流中内靠近其中轴线处的杂质在所述罩体12的作用下沉降，避免所述第一排气管12内靠近其中轴线处的杂质直接流出所述第一壳体10的出气口；气体中未分离的杂质所述罩体12外壁的作用下沉降，而流过所述罩体12的气流经过其与所述第一壳体10的出气口之间的间隙后流入所述罩体12内，并所述第一壳体10的出气口流出至其外部。 [0028] 气流在所述第一壳体10、第一导流组件11和罩体12的作用下实现了杂质的分离，提高了所述旋风分离器分离杂质的效率，同时避免旋转气流中靠近其中轴线处的杂质直接流出所述第一壳体10。 [0029] 优选地，所述第一导流组件11包括第一进气管111和第一导流体112，所述第一进气管111竖向设置在所述第一壳体10内，且其上端向上延伸至贯通所述第一壳体10的上方，所述第一导流体112安装在所述第一进气管111内靠近所述第一壳体10的上端，所述第一导流体112用以使流入所述第一进气管111内的气流同向螺旋旋转向下流动，所述第一进气管111的上端构成所述第一导流组件11的进气口，所述第一进气管111的下端构成所述第一导流组件11的出气口，所述罩体12设置在所述第一进气管111的下方。 [0030] 所述第一壳体10呈竖向设置的圆柱体形，气体由所述第一进气管111的上端流入其内部，并在所述第一导流体112的作用下在其内部自上而下同向螺旋旋转流动，气流内的杂质在离心作用下与所述第一进气管111的内壁碰撞后减速，直至气流内的杂质流出所述第一进气管111的下端，旋转气流中的杂质做离心运动的直径变大，气流内的杂质所受的离心力增大，气流内的杂质在离心力的作用下靠近所述第一壳体10内壁并与其碰撞减速后沉降，实现了杂质的多次分离，提高了所述旋风分离器分离杂质的效率。 [0031] 优选地，所述第一进气管111的下端侧壁上周向间隔均匀的设有多个竖向分布的通风槽113。 [0032] 旋转的气流在所述第一进气管111内旋转时，其内部的杂质在所述第一进气管111内做离心运动，所述第一进气管111内的杂质在遇到所述通风槽113时，其所受到的离心力增大，所述第一进气管111上靠近其内壁的杂质从所述通风槽113甩出所述第一进气管111，同时所述第一进气管111内的气体通过多个所述通风槽113向外逸出，减小了所述第一进气管111内的气体向下流动的阻力，减小了所述第一进气管111的压力损失，进一步实现了杂质的多次分离。 [0033] 所述通风槽113可以是条形槽，还可以是螺旋槽。 [0034] 优选地，所述罩体12的横截面积由上至下逐渐增加，所述罩体12的上端向上延伸至伸入所述第一进气管111内。 [0035] 所述罩体12上端伸入所述第一进气管111的下端，所述罩体12外壁与所述第一进气管111的内壁之间形成间隙，所述第一进气管111内的气流绕所述罩体12外壁做旋转运动，随着所述罩体12的直径逐渐增大，所述第一进气管111内部的杂质做离心运动并靠近所述第一进气管111的内壁，并通过所述通风槽113流出所述第一进气管111，以使所述第一进气管111内的杂质在其设所述通风槽113的区域快速排出，有利于提高分离效率；且多个所述通风槽113消除了因所述罩体12的伸入所述第一进气管111内造成的风阻，避免因所述罩体12上端伸入气流在所述第一进气管111内造成的压力损失。 [0036] 所述罩体12的横截面可以是圆形、三角形或多边形，优选地，所述罩体12的横截面呈圆形，避免所述罩体12的棱角增加所述第一进气管111内的风阻。 [0037] 其中，所述罩体12的上端所在的水平高度低于所述通风槽113上端所在的水平高度，从而避免因所述罩体12上端伸入所述第一进气管111内造成所述第一进气管111内的风阻增大，避免因所述罩体12造成气流的压力损失。 [0038] 如图1所示，所述罩体12包括锥形罩和圆柱体形罩，所述锥形罩竖向并同轴设置在所述第一进气管的下方，且其锥尖端朝上，所述圆柱体形罩同轴固定安装在所述锥形罩的下端，且所述圆柱体形罩的下端延伸至罩设在所述第一排气管上端外周。 [0039] 所述锥形罩竖向并同轴设置在所述第一进气管11的下方，且其锥尖端朝上，所述圆柱体形罩同轴固定安装在所述锥形罩的下端，且所述圆柱体形罩的下端延伸至罩设在所述第一排气管12上端外周。 [0040] 所述气流内的杂质流出所述第一排气管12后，旋转的气流绕所述锥形罩和圆柱体形罩的外壁做旋转运动，所述圆柱体形罩可减小气流经过其时产生的压降。 [0041] 其中，所述第一壳体10下端内壁上安装有锥台形筒体、第一直筒和第二直筒，所述第一直筒、锥台形筒体和第二直筒竖向同轴并上下间隔设置，所述第二直筒的下端贯穿并伸出所述第一壳体10的下端，所述锥台形筒体的锥底端与所述第二直筒的上端连接固定，且所述锥台形筒体的顶端与所述罩体12的下端齐平，所述第一直筒固定安装在所述锥台形筒体的上端，所述第一直筒的上端构成所述第一壳体10的出气口。 [0042] 所述第一直筒可有效降低旋转气流在进入所述罩体12内后产生的压降，且所述锥台形筒可有效分离杂质。 [0043] 优选地，还包括环形的滤网13，所述滤网13的内环与所述第一壳体10出气口周向的壁体连接，所述滤网13的外环与所述罩体12的内壁连接。 [0044] 天然气中含有固态和液态的杂质，所述滤网13可有效的去除气流中的液体杂质，且旋风分离器在排杂的同时会有部分逃逸的气体从排杂通道回流或直接将未经净化处理的逃逸气体送进排气通道，所述滤网13可有效防止气流逃逸气体造成的夹带和返混。 [0045] 本申请所述旋风分离器可由两个或多个如实施例1所述的旋风分离器串联而成，从而有效增加本申请所述旋风分离器的分离灰尘的效率。 [0046] 实施例2 [0047] 与实施例1不同的是，实施例2所述旋风分离器还包括第二壳体20和第二导流组件21，所述第二壳体20竖向设置在所述第一壳体20下方，其下端设有与其内部连通的第二排渣口，所述第二导流组件21竖向设置在所述第二壳体20内部，所述第二导流组件21具有进气口和出气口，所述第二导流组件21的出气口朝下，所述第二导流组件21的进气口向上并向上延伸至贯通所述第二壳体20的上端且与所述第一壳体20的出气口连通，所述第二导流组件21用以使流入其内部的气流同向螺旋旋转向下流动并经其出气口排出至所述第二壳体20内，所述第二壳体20下端设有与其内部贯通的出气口，且所述第二壳体20的出气口位于所述第二导流组件21出气口的下方，所述第二壳体20内分离后的杂质经由所述第二排渣口排出。 [0048] 流出所述第一壳体10的气流流入所述第二导流组件21，并在所述第二导流组件21的作用下同向螺旋旋转向下流入所述第二壳体20内，气流内的杂质在离心力的作用下旋转并与所述第二壳体20内壁碰撞减速后沉降。 [0049] 经过所述第一壳体10过滤后的气流进入所述第二壳体20内，所述第二壳体20和所述第二导流组件21进一步对气流内的杂质进行过滤，避免因第一壳体20长度的限制实施例1所述旋风分离器的分离效率，从而提高所述旋风分离器的分离效率。 [0050] 优选地，所述第二导流组件21包括第二进气管211和第二导流体212，所述第二进气管211竖向设置在所述第二壳体20内，其上端向上延伸至贯通所述第二壳体20的上端并与所述第一壳体10的出气口连通，所述第二导流体212设置在所述第二进气管211内并靠近所述第二壳体20上端，所述第二导流体212用以使流入所述第二进气管212内的气流同向螺旋旋转向下流动，所述第二进气管211的上端构成第二导流组件21的进气口，其下端构成所述第二导流组件21的出气口。 [0051] 流出所述第一壳体10的气流流入所述第二进气管211内，且所述第二进气管211内的气流在所述第二导流体212的作用下螺旋旋转向下流动，气流内的杂质在离心力的作用下旋转并与所述第二进气管211内壁碰撞减速，杂质流出所述第二进气管211后在离心力作用下靠近所述第二壳体20的内壁，流出所述第二进气管211的气体继续螺旋旋转向下流动并流入所述所述第二壳体20的出气口内。 [0052] 所述第二进气管211和第二导流体212实现了气流内的杂质的多次分离过滤，提高了分离效率。 [0053] 优选地，所述第二壳体20的出气口向上延伸至伸入所述第二进气管211的下端，且所述第二壳体20的出气口与所述第二进气管211的内壁之间具有间隙。 [0054] 所述第二进气管211内的气流在靠近所述第二进气管211内壁的位置旋转，所述第二进气管211内靠近其中部的气流经过所述所述第二壳体20的出气口的上端流入其内，所述第二进气管211内靠近其内壁的气流扩散到所述第二壳体20内，以使所述第二进气管211内的杂质扩散到所述第二壳体20内，实现气流中杂质的分离。 [0055] 其中，所述第二壳体20的下端安装出气管，且所述出气管的中部为直径由上至下逐渐增大的渐缩管，所述渐缩管的上端与所述第二进气管211下端齐平，所述渐缩管可分离气流中的杂质，所述出气管伸入所述第二进气管211的一端有利于降低旋转气流在进入所述罩体12内后产生的压降。 [0056] 优选地，如图2所示，所述第一导流体112包括第一固定轴1121和多个第一导叶叶片1122，所述第一固定轴1121同轴设置在所述第一进气管111内，多个第一导叶叶片1122分别螺旋安装在所述第一固定轴1121上，且多个第一导叶叶片1122在所述第一固定轴1121的外周间隔均匀的分布；所述第二导流体212包括第二固定轴2121和第二螺旋叶片2122，所述第二固定轴2121同轴设置在所述第二进气管211内，所述第二螺旋叶片2122同轴安装在所述第二固定轴2121的侧壁上，且所述第二螺旋叶片2122的外周与第二进气管211的内壁相抵。 [0057] 多个第一导叶叶片1122产生的旋转气流的螺距大于所述第二螺旋叶片2122产生的旋转气流的螺距，即所述第一进气管111和所述第二进气管211内的旋转气流的螺距不同，以使所述第一进气管111和所述第二进气管211内靠近其内壁运动的杂质不同，实现气流内不同杂质的分离，有利于提高所述旋风分离器的分离效果。 [0058] 实施例3 [0059] 如图3所示，与实施例2不同的是，所述第一导流体112包括第一固定轴1121和第一螺旋叶片1123，所述第一固定轴1121同轴设置在所述第一进气管111内，所述第一螺旋叶片1123同轴安装在所述第一固定轴1121上，且所述第一螺旋叶片1123的外周与所述第一进气管111内壁相抵，所述第二导流体212包括第二固定轴2121和多个第二导叶叶片2123，所述第二固定轴2121同轴设置在所述第二进气管211内，多个所述第二导叶叶片2123分别螺旋安装在所述第二固定轴2121上，且多个所述第二导叶叶片2123在所述第二固定轴2121的外周间隔均匀的分布，每个所述第二导叶叶片2123的外周分别与所述第一进气管111的内壁相抵。 [0060] 所述第一螺旋叶片1123和所述第二导叶叶片2123使得以使所述第一进气管111和所述第二进气管211内靠近其内壁运动的杂质不同，实现气流内不同杂质的分离，有利于提高所述旋风分离器的分离效果。 [0061] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。 |
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