[实用新型]一种高速涡旋电场旋风分离器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高速涡旋电场旋风分离器，特别是一种将电场分离与旋风分离相结合的复合分离技术与装置。

背景技术

工业生产中，在产生大量粉尘的场所或需要尽可能除去输送气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，进行气固液分离时往往会用到旋风分离器。旋风分离器具有如下优点：①无活动部件，运行可靠、安全；②维护成本低，日常维护简单方便；③制造简单，成本低；④气体介质中杂质浓度越大，前后压降越小，并且分离效果越好。

图1是一般旋风分离器结构图，包括入口段2、分离段6、排风管9和分离段底部的杂质排出口；分离段的上部为圆柱段，下段为锥体段。参照图1解释旋风分离器的作用原理。含杂质气流由入口通道进入旋风分离器，气流一方面沿着上部圆柱段和出口排风管之间的圆环形内腔外侧作旋转运动，旋转运动产生离心力，将空气中质量较大的杂质颗粒甩向内腔壁，杂质由于重力作用往下汇集，进入集尘室。另一方面，气流将旋转往下运动进入下部锥体段，此向运动加剧了杂质颗粒的往下汇集。气流在锥体斜面上运动受向上阻力分力作用又会沿出口排风管轴向中心螺旋往上运动，形成内涡旋气流，于是清洁气体就由排风管排出。

由离心力公式可知，在旋风分离器已定的情况下要加强分离效果只有增大进气流速，但流速的增加与能耗与设备成本有关，增幅不可能很大。此外，离心力与杂质颗粒质量有关，质量大的颗粒受到的气流扰动小，更加易于分离，因此旋风分离器适用于分离含大颗粒杂质气流。

实用新型内容

本实用新型针对旋风分离器的局限性，提出利用电场分离与旋风分离相结合的复合分离技术，其中旋风分离主要用来分离气流介质中质量较大的杂质颗粒，而电场分离主要用来分离气流中质量较小的杂质。两种分离技术没有明确的区分界限，只是根据某种分离方法对杂质的分离作用效果更好而定，两种方法综合作用，达到更好的分离效果。

以往的静电吸附技术将电离电场与吸附分离电场合二为一，但是静电吸附具有如下缺陷：①入口气流速度不能过高，②需要较长的电离吸附通道，③需要振打装置，定期清除吸附极板上的杂质，④易造成极板上所积粉尘的二次飞扬。针对如上缺陷，本实用新型提出了将静电电离电场与吸附电场分离，利用涡旋电场来吸附杂质的方法。

本实用新型中，在旋风分离器内设置两个相互独立的电场，入口段为静电场，分离段为涡旋电场；含杂质气流通过由电极板和电晕极组成的入口段静电场，杂质颗粒在静电场中被电离，进入分离段的涡旋电场，带电颗粒在电场中受到洛伦兹力和电场力的综合作用而加速旋转，通过调节电场参数使得杂质碰撞壁面而聚集分离。

本实用新型的高速涡旋电场旋风分离器，其结构如图2、图3所示。包括一旋风分离器本体，分为入口段、分离段、排风管9和杂质排出口，其中入口段设有电晕极和极板，分离段由上部分的金属段和下部分的绝缘段组成，绝缘段表面缠绕线圈，组成螺线管。

在所述分离段中，金属段和绝缘段是以入口段底部位置为分界，即分离段中，位于入口段下方位置的部分是绝缘段。

电晕极和极板分别接高压直流电源的负极和正极，使入口段产生高压静电场。

绝缘段所缠绕的线圈通以高频交变电流，使分离段内产生随时间变化的磁场，变化的磁场又产生涡旋电场。

含杂质高速入口气流被入口段的静电场所电离，然后进入分离段，大颗粒杂质主要由旋风分离器产生的离心力所分离，小颗粒杂质由涡旋电场加速分离。

本实用新型与传统旋风分离器相比，含杂质气流介质进入旋风分离器，在入口段被高压静电场电离，然后进入分离段，由于旋转离心分离和涡旋电场加速旋转分离的综合作用，杂质被甩向壁面，受重力作用而从下方杂质排出口排出。清洁气流则向上形成内涡旋运动，从排风管排出，能达到更好的分离效果。

附图说明

图1为一般旋风分离器结构简图；

图2为高速涡旋电场旋风分离器外形结构图；

图3为高速涡旋电场旋风分离器原理图；

其中：1-旋风分离器本体，2-入口段，3-电晕极，4-极板，5-金属段，6-分离段，7-绝缘段，8-线圈，9-排风管。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图2所示，旋风分离器本体1由入口段2、分离段6以及排风管9构成，分离段6底部为杂质排出口。其中入口段2外侧面设置极板4，中间为电晕极3；分离段6分为上半部分的金属段5和下半部分的绝缘段7，绝缘段7表面缠绕线圈，组成螺线管；排风管9设置在金属段5的中间，形成圆环状气流通道。