[0001] 本发明涉及液化气除杂技术领域，尤其涉及的是一种多级直流式旋风分离器。

[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。

[0003] 为了防止或抑制这些气体沿压缩机旋转轴端泄露到大气中去，就必须采用各种轴端密封装置，以便维持压缩机主机的正常运行，降低物料和能源的消耗，并防止环境污染和保护设备安全。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。气质不能满足压缩机干气密封系统进气的要求，现有干气密封系统已不能保证压缩机组的安全运行。

[0004] 对于天然气长输管道站场，站场压缩机干气密封气源预处理系统一般在过滤分离器前设置一级重力分离器或旋风分离器，以减轻过滤分离器的负担，延长干气密封旅行使用寿命，减少更换频次。

[0005] 干气密封气源送气的特点是低流速、高压力，而且为了减小输送过程中的能量损失，要求在净化过程中压力损失小，且杂质状态多样，气、固态都有，常用的环流式旋风分离器无法满足这些要求。直流式旋风分离器作为旋风除尘器的一种，因其设计上在除尘器内没有上升的内涡旋气流，压力损失较小，但其除尘效率不高，且因为现有的直流式旋风分离器的结构特点，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，造成夹带和返混。

[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种多级直流式旋风分离器。

[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种多级直流式旋风分离器，包括壳体，在壳体两端分别设置有总进气口和总出气口，其特征在于：在壳体内设置有隔板，隔板将壳体内腔分隔为不止一个首尾相连的分离腔，每个分离腔内设置有进气管、排气管、导流体和导向叶片，进气管的首端为进气口，排气管的尾端为出气口，导流体设置于进气管内靠近进气口处设置，导向叶片设置于导向叶片外侧面，排气管的首端指向进气管的尾端，进气管与排气管之间还设置有锥形罩，锥形罩呈空心圆锥状，锥形罩的尖部指向进气管的尾端，锥形罩的底部开口指向排气管的首端，进气口贯穿壳体侧壁或隔板伸出该级分离腔之外与上一级分离腔的出气口或总进气口连接，出气口贯穿壳体侧壁或隔板伸出该级分离腔之外与下一级分离腔的进气口或总出气口连接。

[0008] 作为对上述方案的进一步改进，在每一级分离腔的底部设置有排污口。

[0009] 作为对上述方案的进一步改进，排气管的首端伸入锥形罩的底部开口内。

[0010] 作为对上述方案的进一步改进，在进气管的侧壁上设置有侧缝，侧缝在进气管管壁上沿与气流运动方向垂直的螺旋线方向开设，侧缝设置有不止一条，不止一条侧缝绕进气管对称设置。

[0011] 作为对上述方案的进一步改进，侧缝设置于进气管的尾端，锥形罩的尖部伸入进气管的尾端，锥形罩的尖部顶端位置不超过侧缝靠近进气口一端的位置。

[0012] 作为对上述方案的进一步改进，在锥形罩底部开口处还设置有过渡直筒。

[0013] 作为对上述方案的进一步改进，过渡直筒内壁与排气管外壁之间还设置有金属丝网。

[0014] 作为对上述方案的进一步改进，排气管首端设置有进气结构，进气结构由锥筒段和直筒段构成，锥筒段内径较小的一端与直筒段连接，锥筒段内径较大的一端与排气管主体连接。

[0015] 作为对上述方案的进一步改进，导向叶片是螺旋式叶片或导叶式叶片。

[0016] 本发明相比现有技术具有以下优点：本方案打破了传统的直流式旋风分离器的设计思路，通过设计多级分离腔，并在每级分离腔内设计锥形罩将所有进气管送来的旋转气体全部导入进气管周边的壳体内，在壳体内继续旋转，使杂质先经过与进气管内壁摩擦碰撞减速，再经过与壳体内壁摩擦碰撞减速后沉降，然后气体再经过折流进入锥形罩底部开口中的排气管，由于进气管和壳体的内径不同，这样有效增强了对杂质的分离的效果；同时，由于管长的限制，在传统直流式旋风分离器中一些靠近轴线运动的杂质还没有来得及运动到周边就直接进入到了排气管，本方案由于锥形罩在进气管和排气管之间进行遮挡，使得这一现象得到彻底避免，轴线上运动的杂质在遇到锥形罩后会被强制推挤远离轴心，再经过气流旋转离心分离沉降下来，避免“漏灰”的现象；多条侧缝的设计不仅能够帮助快速排出杂质，还有效减少整个旋风分离器的压力损失；通过多处设计，在有效降低风速的前提下，提高了装置的分离效率。附图说明

[0017] 图1是本发明结构示意图。

[0018] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0019] 种多级直流式旋风分离器，包括壳体1，在壳体1两端分别设置有总进气口11和总出气口12，其特征在于：在壳体1内设置有隔板2，隔板2将壳体1内腔分隔为不止一个首尾相连的分离腔3，每个分离腔3内设置有进气管4、排气管5、导流体7和导向叶片71，进气管4的首端为进气口41，排气管5的尾端为出气口51，导流体7设置于进气管4内靠近进气口41处设置，导向叶片71设置于导向叶片71外侧面，排气管5的首端指向进气管4的尾端，进气管4与排气管5之间还设置有锥形罩6，锥形罩6呈空心圆锥状，锥形罩6的尖部指向进气管4的尾端，锥形罩6的底部开口指向排气管5的首端，进气口41贯穿壳体1侧壁或隔板2伸出该级分离腔3之外与上一级分离腔3的出气口51或总进气口11连接，出气口51贯穿壳体1侧壁或隔板2伸出该级分离腔3之外与下一级分离腔3的进气口41或总出气口12连接。直流是旋风分离器因其低气阻的特点，越来越受到业内重视，但是其效率始终得不到大的提升，其原因有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，排出的气体要重新进入分离体系需要通过排杂的通道返流回来，造成夹带和返混。本方案打破了传统的直流式旋风分离器的设计思路，通过设计多级分离腔3，并在每级分离腔3内设计锥形罩6将所有进气管4送来的旋转气体全部导入进气管4周边的壳体1内，在壳体1内继续旋转，使杂质先经过与进气管4内壁摩擦碰撞减速，再经过与壳体1内壁摩擦碰撞减速后沉降，然后气体再经过折流进入锥形罩6底部开口中的排气管5，由于进气管4和壳体1的内径不同，这样有效增强了对杂质的分离的效果；同时，由于管长的限制，在传统直流式旋风分离器中一些靠近轴线运动的杂质还没有来得及运动到周边就直接进入到了排气管5，本方案由于锥形罩6在进气管4和排气管5之间进行遮挡，使得这一现象得到彻底避免，轴线上运动的杂质在遇到锥形罩6后会被强制推挤远离轴心，再经过气流旋转离心分离沉降下来，避免“漏灰”的现象。

[0020] 在每一级分离腔3的底部设置有排污口31。

[0021] 排气管5的首端伸入锥形罩6的底部开口内。因为整个装置内气流始终处于旋转状态，将排气管5的首端伸入锥形罩6的底部开口内能够让气体进入排气管5前再经过一段锥形面内壁的离心分离，如此形成多级分离，使气体经过多次分离作用，提高分离效率。

[0022] 在进气管4的侧壁上设置有侧缝42，侧缝42在进气管4管壁上沿与气流运动方向垂直的螺旋线方向开设，侧缝42设置有不止一条，不止一条侧缝42绕进气管4对称设置。多条侧缝42的设计不仅能够帮助快速排出进气管4内贴在管壁运动的杂质，更重要的是在增加进气管4内气体外逸通道的同时还保持足够多的壁面供杂质碰撞减速使用，这样能够减少整个旋风分离器的压力损失。

[0023] 侧缝42设置于进气管4的尾端，锥形罩6的尖部伸入进气管4的尾端，锥形罩6的尖部顶端位置不超过侧缝42靠近进气口41一端的位置。锥形罩6的尖部伸入进气管4能够使整个装置设计更加紧凑，在锥形罩6的侧壁与进气管4尾端之间形成环隙，这样锥形罩6占据了进气口41尾端中心“无效”区域，迫使气流向周边运动，经过环隙使气流中的杂质得到有效分离，锥形罩6尖部与侧缝42位置重叠设计，能够有效降低因锥形罩6伸入进气管4带来的气阻，且更多的气体由侧缝42流出时能够促进进气管4内壁上的分离的杂质快速排出。

[0024] 在锥形罩6底部开口处还设置有过渡直筒61。过渡直筒61的设计能够有效减小气流经过锥形罩6外侧时的压降。

[0025] 过渡直筒61内壁与排气管5外壁之间还设置有金属丝网8，金属丝网8能够有效防止液滴进入排气管5内。

[0026] 排气管5首端设置有进气结构，进气结构由锥筒段52和直筒段53构成，锥筒段52内径较小的一端与直筒段53连接，锥筒段52内径较大的一端与排气管5主体连接。进气结构的设计能够兼顾分离效率和压降损失。

[0027] 导向叶片71是螺旋式叶片或导叶式叶片。

[0028] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。