CN110560276B - 卧式高效旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式高效旋风分离器，包括排气口(1)、中心管(2)、中封头(3)、中筒体(4)、螺旋带(5)、左大封头(6)、蜗壳出口(7)、外筒体(8)、导向双锥(9)、固定环板(11)、右大封头(12)、反射锥组件(13)、防涡组件(14)、排灰口(15)、灰斗(16)、环形封闭板(17)和进气口(22)；本发明能最大程度的减小对旋风分离器内部流场的干扰，避免粉尘在“内旋流”与“外旋流”转折处的气流夹带与返混，大幅提高了旋风分离捕集粉尘颗粒或液滴的效率，具有不低于立式结构的高效旋风分离器的分离效率，分离效率可提高0.2～2.3％，总阻力可降低约3.0～11.0％。

Description

卧式高效旋风分离器

技术领域

本发明涉及一种用于气固或气液分离的装置，尤其涉及一种卧式高效旋风分离器。

背景技术

旋风分离器常用于化学工程非均相分离领域，是一种利用气态非均一系，在作高速旋转时所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的干式气固分离设备。由于颗粒所受的离心力远远大于重力和惯性力，所以旋风分离器能经济地分离的最小粒径可达到5～10μm。此外，旋风分离器结构比较简单，操作、维护方便，性能稳定，又不受含尘气体的浓度、温度、物性等限制，且造价较低，所以已广泛地应用于石油、化工、煤炭、电力、环保及冶金等工业生产中。通常旋风分离器都是立式的，即分离器的筒体是垂直设置的，主要是为了便于排出物料。当旋风分离器处理的气量很大时，需要非常大的高度空间才能满足要求，这样的要求有时是无法满足的，比如车载的移动旋风分离器，由于国家道路的限高，对运载货物高度有严格的限制，采用立式旋风分离器设计方案根本不可能实现；再比如部分厂房楼层高度有限且不允许破坏，立式旋风分离器的进气口接管、排气口接管和排料口接管也都需要一定的高度，此时设计立式旋风分离器往往会变得不可行。

旋风分离器的运行主要基于离心力与重力的作用，当含尘气流以12～25m/s速度由进气管进入立式旋风除尘器时，气流将由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下，朝锥体流动，通常称此为“外旋流”。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将密度大于气体的尘粒甩向器壁。尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下落，进入排灰管。旋转下降的外旋气流在到达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。根据“旋转矩”不变原理，其切向速度不断提高。当气流到达锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向从旋风除尘器中部，由下而上继续做螺旋形流动，即“内旋流”。最后净化气经排气管排出器外，一部分未被捕集的尘粒也由此逃失。

旋风分离器内的气流运动极为复杂，属于三维湍流的强旋流，旋风分离器的结构型式直接影响分离性能。二次涡流在旋风分离器中普遍存在，它由轴向速度Vz与径向速度Vr构成，二次涡流对旋风分离器的性能，尤其是对分离效率影响较大，且几个影响旋风效率的二次涡流主要集中在旋风的头部(即旋风筒体以上部分)，如“上涡流(或称短路流)”、“纵向旋涡流”和“外层旋流中的局部旋涡”。

从理论上分析，旋风分离器卧式结构是可行的，问题主要集中在如何将被离心力甩向器壁的尘粒排出器外。工程上采用的解决方案是将其锥体逐步向下弯曲90°角(俗称“牛角弯”或“虾米弯”)，该方案早期在小型锅炉烟气的除尘设备中比较常见。但这种方案存在一个旋风分离效率明显降低的问题，由于锥体向下弯曲90°角的方式对分离器内部的流场干扰是比较大的，极易造成粉尘在“内旋流”与“外旋流”转折处气流夹带与返混。

中国发明专利ZL 201610062580.6公开了一种带导流筒的卧式环流旋风分离器，由水平布置的圆筒体、与圆筒体同轴心的导流筒、蜗壳式进气管、两个密封端盖、两个排气管、两个分尘管和两个排灰管组成，解决了进气管口与分尘管之间易形成短路流的问题。但该卧式方案也存在几个明显的缺陷：1)气体的出口需要连接两个排气管,连接管路过于复杂；2)分离器的排灰需要连接两套排灰管，也即需两套排灰阀门系统，增加了设备成本；3)分离器不适合气体带压的工况条件；4)分离器并没有解决粉尘在“内旋流”与“外旋流”转折处气流夹带与返混问题，即该结构的“内旋流”会将大量粉尘夹带进入导流筒并带出排气管。

中国实用新型专利ZL 201410027461.8公开了一种卧式气固旋风分离器，由气固两相流进口、气体出口、分离器筒体、分离器锥体、固体粉尘收集箱组成。可大幅降低烟气出口高度，缩短烟气出口管线长度，结构紧凑且阻力较小。但该卧式气固旋风分离器同样存在几个明显的缺陷：1)由于卧式筒体底部开有长条形的较大槽孔，分离器内部流场(即“主旋流”，包括“外旋流”与“内旋流”)都被破坏，其主要分离机理仅与导流挡板式重力分离器类似，其分离效率大幅降低；2)固体粉尘收集箱会占有比较大的高度空间，在处理气量比较大的工况时尤为明显；3)分离器不适合气体带压的工况条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卧式高效旋风分离器，采用卧式结构，满足高度受限的工况场合的使用，并能从带压气体中分离粉尘颗粒或液滴，且大大提高了分离效率。

本发明是这样实现的：

一种卧式高效旋风分离器，包括排气口、中心管、中封头、中筒体、螺旋带、左大封头、蜗壳出口、外筒体、导向双锥、固定环板、右大封头、反射锥组件、防涡组件、排灰口、灰斗、环形封闭板和进气口；中封头设置在中筒体的一端，进气口垂直连接在中筒体的一端，中筒体的另一端通过环形封闭板封闭并插入在外筒体的一端内部，若干个蜗壳出口分别间隔设置在中筒体的另一端与外筒体之间，使中筒体通过蜗壳出口与外筒体连通；中心管设置在中筒体内，中心管的一端延伸到外筒体的一端外部并与排气口连接，中心管的另一端贯穿环形封闭板并延伸到外筒体的一端内部；螺旋带设置在中心管与中筒体之间，中心管通过螺旋带与中筒体连通；外筒体的两端分别通过左大封头和右大封头封闭，反射锥组件设置在外筒体的另一端内部并与右大封头连接固定，防涡组件通过固定环板安装在外筒体的另一端内部，反射锥组件的一端插入在防涡组件内，且反射锥组件与防涡组件之间留有环形间隙；导向双锥设置在外筒体内，防涡组件的一端插入在导向双锥内，且防涡组件与导向双锥之间留有环形间隙；灰斗安装在外筒体的另一端底部并与外筒体连通，排灰口位于灰斗的底部。

所述的中心管、中封头、中筒体、螺旋带、左大封头、外筒体、导向双锥、固定环板、右大封头、反射锥组件防涡组件和环形封闭板同轴设置。

所述的若干个蜗壳出口在外筒体内关于中筒体的中轴线对称布置，蜗壳出口包括蜗壳底板、蜗壳板和蜗壳顶板，蜗壳底板、两块蜗壳板和蜗壳顶板连接形成倾斜设置的管状出口，且蜗壳底板及蜗壳顶板与水平面之间形成锐角夹角范围为30～75°，蜗壳出口的横截面的长宽比的范围是1.5-3.0。

所述的螺旋带是由若干个螺旋片依次连接构成的等距螺旋状结构，且螺旋带的旋转方向与蜗壳出口的倾斜方向一致，螺旋带的节距与中心管的直径之比的范围是0.8-1.5。

所述的导向双锥包括前锥和后锥，前锥为前大后小的锥形结构，后锥为前小后大的锥形结构，且前锥的后端与后锥的前端等径并同轴焊接，前锥的锥体母线与水平线的夹角范围为8-30°，后锥的锥体母线与水平线的夹角的范围为45-80°；导向双锥的小端直径与外筒体的直径之比的范围是0.25-0.6；前锥的前端与外筒体的前端之间距离与外筒体的直径之比的范围是1.8-2.5。

所述的防涡组件包括防涡锥和防涡筒，防涡锥为前大后小的锥形结构，防涡筒的前端同轴连接在防涡锥(141)的中部，防涡锥的锥体母线与水平线的夹角范围为8-30°；防涡组件插入导向双锥的深度为(D0-D3)/(2tgβ)+0～100，其中，D0为外筒体的直径，D3为导向双锥的小端直径，β为导向双锥的后锥锥体母线与水平线的夹角；防涡锥的大端直径与导向双锥的小端直径之比的范围是0.65-0.9；防涡组件的总长与防涡组件插入导向双锥的深度之比的范围是2.5-5.0。

所述的反射锥组件包括反射锥、圆板和圆管；圆管的一端通过圆板封闭并与反射锥同轴连接，圆管的另一端固定在右大封头上；反射锥为前大后小的锥形结构，反射锥插入在防涡组件的防涡筒内；反射锥的锥体母线与水平线的夹角的范围为8-30°；反射锥插入防涡筒内的深度范围是50-200mm；反射锥的大端直径与防涡筒的内径之比的范围是0.65-0.9。

所述的中筒体的直径与外筒体的直径之比的范围是0.55-0.80；中筒体插入外筒体的深度与外筒体的直径之比的范围是0.5-1.0。

所述的中心管的另一端周向开设若干条条形槽孔，条形槽孔的长度方向与沿中心管的轴向平行，条形槽孔的长度为h7，宽度为z，且m×h7×z＝0.125×π×(D2)²，其中，D2为中心管的直径，m为条形槽孔的数量；中心管的直径与中筒体的直径之比的范围是0.45-0.70，中心管插入外筒体内的深度与外筒体的直径之比的范围是1.0-1.5；进气口的口径与中心管的直径一致。

所述的固定环板为圆环形结构，且固定环板的下部设有槽孔，槽孔与固定环板同心设置，槽孔的夹角范围为15-30°。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明卧式高效旋风分离器通过简洁构造解决了现有卧式旋风分离器排料难的问题，同时采用了具有高效分离特性的径向进气方式及轴对称分布的蜗壳出口构成的旋风头部结构，使本发明具有不低于立式结构的高效旋风分离器的分离效率：在相同的工艺条件下，与现有技术相比，采用本发明卧式高效旋风分离器的分离效率可提高0.2～2.3％，总阻力可降低约3.0～11.0％。

2、本发明采用了导向双锥、防涡组件和反射锥组件的尾部结构，最大程度的减小对旋风分离器内部流场的干扰，避免粉尘在“内旋流”与“外旋流”转折处的气流夹带与返混，大幅提高了旋风分离捕集粉尘颗粒或液滴的效率。

3、本发明卧式高效旋风分离器具有空间高度低、安装方便、维修简单、高效低阻、操作弹性大、适应性强且成本较低等诸多优点，可适用于气体带压的工况场合。

附图说明

图1是本发明卧式高效旋风分离器的剖视图；

图2是本发明卧式高效旋风分离器的侧视图；

图3是本发明卧式高效旋风分离器的实施例1中外筒体的截面图；

图4是本发明卧式高效旋风分离器的实施例2中外筒体的截面图；

图5是本发明卧式高效旋风分离器中螺旋带的主视图；

图6是本发明卧式高效旋风分离器中条形槽孔的分布示意图；

图7是本发明卧式高效旋风分离器中导向双锥的剖视图；

图8是本发明卧式高效旋风分离器中反射锥组件的剖视图；

图9是本发明卧式高效旋风分离器中防涡组件的剖视图；

图10是本发明卧式高效旋风分离器中固定环板的主视图；

图11是本发明卧式高效旋风分离器与现有技术的分离器的分离效率对比图；

图12是本发明卧式高效旋风分离器与现有技术的分离器的阻力降对比图。

图中，1排气口，2中心管，3中封头，4中筒体，5螺旋带，51螺旋片，6左大封头，7蜗壳出口，8外筒体，9导向双锥，91前锥，92后锥，10检修口，11固定环板，111槽孔，12右大封头，13反射锥组件，131反射锥，132圆板，133圆管，14防涡组件，141防涡锥，142防涡筒，15排灰口，16灰斗，17环形封闭板，18鞍座，19蜗壳底板，20蜗壳板，21蜗壳顶板，22进气口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图1和附图2，一种卧式高效旋风分离器，包括排气口1、中心管2、中封头3、中筒体4、螺旋带5、左大封头6、蜗壳出口7、外筒体8、导向双锥9、固定环板11、右大封头12、反射锥组件13、防涡组件14、排灰口15、灰斗16、环形封闭板17和进气口22；中封头3设置在中筒体4的一端，进气口22垂直连接在中筒体4的一端，中筒体4的另一端通过环形封闭板17封闭并插入在外筒体8的一端内部，若干个蜗壳出口7分别间隔设置在中筒体4的另一端与外筒体8之间，使中筒体4通过蜗壳出口7与外筒体8连通；中心管2设置在中筒体4内，中心管2的一端延伸到外筒体8的一端外部并与排气口1连接，中心管2的另一端贯穿环形封闭板17并延伸到外筒体8的一端内部；螺旋带5设置在中心管2与中筒体4之间，中心管2通过螺旋带5与中筒体4连通；外筒体8的两端分别通过左大封头6和右大封头12封闭，反射锥组件13设置在外筒体8的另一端内部并与右大封头12连接固定，防涡组件14通过固定环板11安装在外筒体8的另一端内部，反射锥组件13的一端插入在防涡组件14内，且反射锥组件13与防涡组件14之间留有环形间隙；导向双锥9设置在外筒体8内，防涡组件14的一端插入在导向双锥9内，且防涡组件14与导向双锥9之间留有环形间隙；灰斗16安装在外筒体8的另一端底部并与外筒体8连通，排灰口15位于灰斗16的底部。

所述的中心管2、中封头3、中筒体4、螺旋带5、左大封头6、外筒体8、导向双锥9、固定环板11、右大封头12、反射锥组件13、防涡组件14和环形封闭板17同轴设置。

请参见附图3和附图4，所述的蜗壳出口7包括蜗壳底板19、蜗壳板20和蜗壳顶板21，蜗壳底板19、两块蜗壳板20和蜗壳顶板21连接形成倾斜设置的管状出口，且蜗壳底板19及蜗壳顶板21与水平面之间形成锐角夹角γ。优选的，锐角夹角γ的范围为30～75°，蜗壳出口7的横截面的长度b和宽度a之比的范围是b/a＝1.5-3.0。

所述的若干个蜗壳出口7在外筒体8内关于中筒体4的中轴线对称布置，蜗壳出口7的数量为2-4个。蜗壳出口7的分布结构使旋风进口气流分布规律符合准自由涡(Vθ/r＝Const)，即促使进口气流趋向稳定的圆周运动，这样可以避免产生靠近器壁的外层气流向内流动，防止了阻滞粉尘颗粒流向中心管2，极大地消减了“上涡流”和“纵向旋涡流”，有利于分离效率的提高。

请参见附图5，所述的螺旋带5是由若干个螺旋片51依次连接构成的等距螺旋状结构，且螺旋带5的旋转方向与蜗壳出口7的倾斜方向一致。优选的，螺旋片51的数量优选为3-8片，螺旋带5的节距w与中心管2的直径D2之比的范围是w/D2＝0.8-1.5。

请参见附图7，所述的导向双锥9包括前锥91和后锥92，前锥91为前大后小的锥形结构，后锥92为前小后大的锥形结构，且前锥91的后端与后锥92的前端等径并同轴焊接。优选的，导向双锥9设置在外筒体8的后部区域，前锥91的锥体母线与水平线的夹角为α1，α1的范围为8-30°，后锥92的锥体母线与水平线的夹角为β，β的范围为45-80°；导向双锥9的小端(即前锥91的后端和后锥92的前端)直径D3与外筒体8的直径D0之比的范围是D3/D0＝0.25-0.6；前锥91的前端与外筒体8的前端之间距离h3与外筒体8的直径D0之比的范围是h3/D0＝1.8-2.5。

请参见附图9，所述的防涡组件14包括防涡锥141和防涡筒142，防涡锥141为前大后小的锥形结构，防涡筒142的前端同轴连接在防涡锥141的中部。优选的，防涡锥141的锥体母线与水平线的夹角为α2，α2的范围为8-30°；防涡组件14插入导向双锥9的深度为h4，且插入深度h4应满足(D0-D3)/(2tgβ)+0～100(mm)。防涡锥141的大端直径D4与导向双锥9的小端(即前锥91的后端和后锥92的前端)直径D3之比的范围是D4/D3＝0.65-0.9；防涡组件14的总长h5与插入深度h4之比的范围是h5/h4＝2.5-5.0。

请参见附图8，所述的反射锥组件13包括反射锥131、圆板132和圆管133；圆管133的一端通过圆板132封闭并与反射锥131同轴连接，圆管133的另一端固定在右大封头12上；反射锥131为前大后小的锥形结构，反射锥131插入在防涡组件14的防涡筒142内。优选的，反射锥131的锥体母线与水平线的夹角为α3，α3的范围为8-30°；反射锥131插入在防涡筒142内的深度为h6，插入深度h6的范围是50-200mm；反射锥131的大端直径D6与防涡筒142的内径D5之比的范围是D6/D5＝0.65-0.9。

所述的中筒体4的直径D1与外筒体8的直径D0之比的范围是D1/D0＝0.55-0.80；中筒体4插入外筒体8的深度为h1，且插入深度h1与外筒体8的直径D0之比的范围是h1/D0＝0.5-1.0。

请参见附图6，所述的中心管2的另一端周向开设若干条条形槽孔，条形槽孔的长度方向与沿中心管2的轴向平行，优选的，条形槽孔的长度为h7，宽度为z，且m×h7×z＝0.125×π×(D2)²，其中，m为条形槽孔的数量。

所述的中心管2的直径D2与中筒体4的直径D1之比的范围是D2/D1＝0.45-0.70，中心管2插入外筒体8内的深度为h2，且插入深度h2与外筒体8的直径D0之比的范围是h2/D0＝1.0-1.5。

所述的进气口22的口径与中心管2的直径D2一致。

请参见附图10，所述的固定环板11为圆环形结构，且固定环板11的下部设有槽孔111，槽孔111与固定环板11同心设置，优选的，槽孔111的夹角为δ，δ的取值范围为15-30°。

所述的外筒体8通过一副鞍座18固定安装，其中一个鞍座18与外筒体8固定连接，另一个鞍座18与外筒体8滑动连接，可用于调节两个鞍座18的间距，从而确保一副鞍座18对外筒体8的支撑稳定性。

所述的灰斗16的上部为锥形方管结构，灰斗16的下部为圆管结构，形成方接圆圆滑过渡的灰斗结构。

本发明卧式高效旋风分离器的工作原理是：通过进气口22采用径向进气方式将含杂质气体导入分离器内，可以承受带压工况条件；含杂质气体进入中心管2与中筒体4之间的环隙并在螺旋带5的导流作用下发生旋转，气体中的粉尘颗粒或液滴在离心力的作用下被甩向中心管2的内壁，气体中的粉尘颗粒或液滴得到初步分离；随着旋转气流逐步向右，进入了由蜗壳底板19、蜗壳顶板21、蜗壳板20组成的蜗壳出口7，此时气流旋转加快，并在多个轴对称布置的蜗壳出口7的导流作用下进入外筒体8内，粉尘颗粒或液滴受强烈离心力作用被甩向外筒体8的内壁。

由于此时重力(矢量)方向平行于离心力(矢量)方向，很难将被离心力甩向外筒体8内壁的粉尘颗粒或液滴排出器外。现有技术的解决办法都对旋风分离器内部的流场干扰比较大，极易造成粉尘在“内旋流”与“外旋流”转折处气流夹带与返混，大幅降低了旋风分离捕集粉尘颗粒或液滴的效率。因此，通导向双锥9、防涡组件14和反射锥组件13尽可能地减少对旋风分离器内部的流场干扰并将粉尘颗粒或液滴引导出分离器外。

气体流动到前锥91的后部某一区域实现由“外旋流”向“内旋流”的自然反转，即与通常立式旋风分离器完全机理一致，其“主旋流”包括“外旋流”与“内旋流”。但在“主旋流”的尾部区域，少部分气体(称之为“尾涡”)仍会进入后锥92，“尾涡”气体夹带着粉尘颗粒或液滴仍处于旋转状态，但此时气体旋转强度会逐渐减弱，该区域内粉尘颗粒或液滴会因失去离心力，并在重力的作用下逐渐沉降到外筒体8的下部，此区域气固(液)两相“返混”非常严重，如不加以限制，“尾涡”旋转的中心气流会将粉尘颗粒或液滴重新卷起并经中心管2逃逸，严重影响旋风效率，此时，可通过防涡组件14将被离心力甩向器壁的粉尘颗粒或液滴与“尾涡”中心旋转气流分开，粉尘颗粒或液滴随着离心力到达后锥92附近时，将进入到前锥91与防涡锥141之间的环隙，由于防涡组件14的屏蔽作用，只有少许“尾涡”的气体能旋转进入到外筒体8与防涡组件14之间的空间，在这个相对封闭的空间，粉尘颗粒或液滴很快失去离心力并在重力作用下沉降到外筒体8的底部，从而进入灰斗16并从排灰口15排出。而在“主旋流”的尾部区域，少量“尾涡”中心旋转的气流仍会含有少量的粉尘颗粒或液滴，此部分“尾涡”旋转的气流将深入到防涡组件14内部，由于防涡筒142的直径较小，这些极少量的粉尘颗粒或液滴会得到离心力加速，从而被甩到防涡筒142的内壁上，气流达到防涡筒142末端时，粉尘颗粒或液滴会进入防涡筒142与反射锥组件13形成的环隙空间，由于此处气流旋转速度大为降低，粉尘颗粒或液滴会失去离心力并在重力的作用落入外筒体8与右大封头12的底部空间，并逐步通过固定环板11的槽孔111落入灰斗16。而“尾涡”中心旋转的气流进入反射锥组件13后会被反弹回去，即气流保持旋向一致而方向相反，最后汇入“内旋流”并通过中心管2经排气口1流出。

请参见附图11和附图12，采用本发明卧式高效旋风分离器后，在相同的工艺条件下，与现有技术相比，采用本发明卧式高效旋风分离器的分离效率可提高0.2～2.3％，总阻力可降低约3.0～11.0％。

实施例1：

请参见附图1和附图2，一种卧式高效旋风分离器，包括排气口1、中心管2、中封头3、中筒体4、螺旋带5、左大封头6、蜗壳出口7、外筒体8、导向双锥9、检修口10、固定环板11、右大封头12、反射锥组件13、防涡组件14、排灰口15、灰斗16、环形封闭板17、鞍座18、进气口22。

请参见附图3，蜗壳底板19、蜗壳顶板21、蜗壳板20共同组成了蜗壳出口7，蜗壳出口7位于所述的中筒体4和外筒体8之间。蜗壳底板19及蜗壳顶板21与水平线的夹角均为γ，角度γ为75°，蜗壳出口7横截面的长宽之比b/a＝3.0；4个蜗壳出口7在外筒体8内部成轴对称布置。

请参见附图5，螺旋带5位于所述的中筒体4和中心管2之间，螺旋带5由8片的螺旋片51组成，螺旋带5为等距螺旋，其节距为w，节距w与中心管2的直径D2之比w/D2＝1.5。螺旋带5的旋转方向与蜗壳出口7的旋转方向保持一致。

请参见附图7，导向双锥9内置固定在外筒体8后部区域且两者中心线重合，导向双锥9由前锥91和后锥92组成，且两者小端对焊并同径，前锥91的锥体母线与水平线之间的夹角α1为30°。后锥92的锥体母线与水平线之间的夹角β为80°。导向双锥9的小端直径D3与外筒体8直径D0之比为D3/D0＝0.6。导向双锥9大端距外筒体8的前端距离为h3，该距离h3与外筒体8的直径D0之比为h3/D0＝2.5。

请参见附图9，防涡组件14安装在固定环板11上，防涡组件14由防涡锥141和防涡筒142两部分组成，两者中心线均与外筒体8中心轴线重合，防涡锥141的锥体母线与水平线之间的夹角α2为30°。防涡组件14插入到导向双锥9的内部，且其插入深度h4为(D0-D3)/(2tgβ)+100(mm)。防涡锥141的大端直径D4与导向双锥9的小端直径D3满足D4/D3＝0.9。防涡组件14的总长h5与插入深度h4之比为h5/h4＝5.0。

请参见附图8，反射锥组件13固定在右大封头12内侧，反射锥组件13由反射锥131、圆板132和圆管133组成，三者中心线均与外筒体8中心轴线重合。反射锥131的锥体母线与水平线之间的夹角α3为30°。反射锥131插入到防涡组件14内部，且其插入深度h6为200mm。反射锥131的大端直径D6与防涡筒142的内径D5之比为D6/D5＝0.9。

中筒体4穿过左大封头6插入到外筒体8内部，三者中心轴线重合。中筒体4的直径D1与外筒体8的直径D0之比为D1/D0＝0.80。中筒体4插入外筒体8的深度h1与外筒体8的直径D0之比为h1/D0＝1.0。

中心管2穿过中封头3、中筒体4和环形封闭板17插入到外筒体8内部，五者中心轴线重合。中心管2的直径D2与中筒体4的直径D1之比为D2/D1＝0.70。中心管2插入外筒体8的深度h2与外筒体8直径D0之比为h2/D0＝1.5。请参见附图6，中心管2末端开设有若干条形槽孔，条形槽孔的长度为h7，宽度为z，条形槽孔的开孔条件满足：m×h7×z＝0.125×π×(D2)²，其中，m为条形槽孔的数量。

进气口22位于中筒体4的前端并与中筒体4贯通，其直径与中心管2的直径D2一致。

灰斗16位于外筒体8尾部区域的底部，灰斗16为方接圆结构，其上端(方端)与外筒体8贯通。灰斗16下端(圆端)与排灰口15相接。

请参见附图10，固定环板11与外筒体8末端内壁固定，固定环板11内环固定住防涡组件14，固定环板11下部开设有夹角为δ的槽孔111，夹角δ为30°。

鞍座18位于外筒体8的外底部，鞍座18为一副，一个为固定鞍座，一个为滑移鞍座。

实施例2：

请参见附图1和附图2，一种卧式高效旋风分离器，包括排气口1、中心管2、中封头3、中筒体4、螺旋带5、左大封头6、蜗壳出口7、外筒体8、导向双锥9、检修口10、固定环板11、右大封头12、反射锥组件13、防涡组件14、排灰口15、灰斗16、环形封闭板17、鞍座18、进气口22。

请参见附图4，蜗壳底板19、蜗壳顶板21、蜗壳板20共同组成了蜗壳出口7，蜗壳出口7位于所述的中筒体4和外筒体8之间。蜗壳底板19及蜗壳顶板21与水平线的夹角均为γ，角度γ为30°，蜗壳出口7横截面的长宽之比b/a＝1.5；2个蜗壳出口7在外筒体8内部成轴对称布置。

请参见附图5，螺旋带5位于所述的中筒体4和中心管2之间，螺旋带5由3片的螺旋片51组成，螺旋带5为等距螺旋，其节距为w，节距w与中心管2的直径D2之比w/D2＝0.8。螺旋带5的旋转方向与蜗壳出口7的旋转方向保持一致。

请参见附图7，导向双锥9内置固定在外筒体8后部区域且两者中心线重合，导向双锥9由前锥91和后锥92组成，且两者小端对焊并同径，前锥91的锥体母线与水平线之间的夹角α1为8°。后锥92的锥体母线与水平线之间的夹角β为45°。导向双锥9的小端直径D3与外筒体8直径D0之比为D3/D0＝0.25。导向双锥9大端距外筒体8的前端距离为h3，该距离h3与外筒体8的直径D0之比为h3/D0＝1.8。

请参见附图9，防涡组件14安装在固定环板11上，防涡组件14由防涡锥141和防涡筒142两部分组成，两者中心线均与外筒体8中心轴线重合，防涡锥141的锥体母线与水平线之间的夹角α2为8°。防涡组件14插入到导向双锥9的内部，且其插入深度h4为(D0-D3)/(2tgβ)(mm)。防涡锥141的大端直径D4与导向双锥9的小端直径D3满足D4/D3＝0.65。防涡组件14的总长h5与插入深度h4之比为h5/h4＝2.5。

请参见附图8，反射锥组件13固定在右大封头12内侧，反射锥组件13由反射锥131、圆板132和圆管133组成，三者中心线均与外筒体8中心轴线重合。反射锥131的锥体母线与水平线之间的夹角α3为8°。反射锥131插入到防涡组件14内部，且其插入深度h6为50mm。反射锥131的大端直径D6与防涡筒142的内径D5之比为D6/D5＝0.65。

中筒体4穿过左大封头6插入到外筒体8内部，三者中心轴线重合。中筒体4的直径D1与外筒体8的直径D0之比为D1/D0＝0.55。中筒体4插入外筒体8的深度h1与外筒体8的直径D0之比为h1/D0＝0.50。

中心管2穿过中封头3、中筒体4和环形封闭板17插入到外筒体8内部，五者中心轴线重合。中心管2的直径D2与中筒体4的直径D1之比为D2/D1＝0.45。中心管2插入外筒体8的深度h2与外筒体8直径D0之比为h2/D0＝1.0。请参见附图6，中心管2末端开设有若干条形槽孔，条形槽孔的长度为h7，宽度为z，条形槽孔的开孔条件满足：m×h7×z＝0.125×π×(D2)²，其中，m为条形槽孔的数量。

进气口22位于中筒体4的前端并与中筒体4贯通，其直径与中心管2的直径D2一致。

灰斗16位于外筒体8尾部区域的底部，灰斗16为方接圆结构，其上端(方端)与外筒体8贯通。灰斗16下端(圆端)与排灰口15相接。

请参见附图10，固定环板11与外筒体8末端内壁固定，固定环板11内环固定住防涡组件14，固定环板11下部开设有夹角为δ的槽孔111，夹角δ为15°。

鞍座18位于外筒体8的外底部，鞍座18为一副，一个为固定鞍座，一个为滑移鞍座。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卧式高效旋风分离器，其特征是：包括排气口(1)、中心管(2)、中封头(3)、中筒体(4)、螺旋带(5)、左大封头(6)、蜗壳出口(7)、外筒体(8)、导向双锥(9)、固定环板(11)、右大封头(12)、反射锥组件(13)、防涡组件(14)、排灰口(15)、灰斗(16)、环形封闭板(17)和进气口(22)；中封头(3)设置在中筒体(4)的一端，进气口(22)垂直连接在中筒体(4)的一端，中筒体(4)的另一端通过环形封闭板(17)封闭并插入在外筒体(8)的一端内部，若干个蜗壳出口(7)分别间隔设置在中筒体(4)的另一端与外筒体(8)之间，使中筒体(4)通过蜗壳出口(7)与外筒体(8)连通；中心管(2)设置在中筒体(4)内，中心管(2)的一端延伸到外筒体(8)的一端外部并与排气口(1)连接，中心管(2)的另一端贯穿环形封闭板(17)并延伸到外筒体(8)的一端内部；螺旋带(5)设置在中心管(2)与中筒体(4)之间，中心管(2)通过螺旋带(5)与中筒体(4)连通；外筒体(8)的两端分别通过左大封头(6)和右大封头(12)封闭，反射锥组件(13)设置在外筒体(8)的另一端内部并与右大封头(12)连接固定，防涡组件(14)通过固定环板(11)安装在外筒体(8)的另一端内部，反射锥组件(13)的一端插入在防涡组件(14)内，且反射锥组件(13)与防涡组件(14)之间留有环形间隙；导向双锥(9)设置在外筒体(8)内，防涡组件(14)的一端插入在导向双锥(9)内，且防涡组件(14)与导向双锥(9)之间留有环形间隙；灰斗(16)安装在外筒体(8)的另一端底部并与外筒体(8)连通，排灰口(15)位于灰斗(16)的底部。

2.根据权利要求1所述的卧式高效旋风分离器，其特征是：所述的中心管(2)、中封头(3)、中筒体(4)、螺旋带(5)、左大封头(6)、外筒体(8)、导向双锥(9)、固定环板(11)、右大封头(12)、反射锥组件(13)、防涡组件(14)和环形封闭板(17)同轴设置。

3.根据权利要求1所述的卧式高效旋风分离器，其特征是：所述的若干个蜗壳出口(7)在外筒体(8)内关于中筒体(4)的中轴线对称布置，蜗壳出口(7)包括蜗壳底板(19)、蜗壳板(20)和蜗壳顶板(21)，蜗壳底板(19)、两块蜗壳板(20)和蜗壳顶板(21)连接形成倾斜设置的管状出口，且蜗壳底板(19)及蜗壳顶板(21)与水平面之间形成锐角夹角的范围为30～75°，蜗壳出口(7)的横截面的长宽比的范围是1.5-3.0。

4.根据权利要求1所述的卧式高效旋风分离器，其特征是：所述的螺旋带(5)是由若干个螺旋片(51)依次连接构成的等距螺旋状结构，且螺旋带(5)的旋转方向与蜗壳出口(7)的倾斜方向一致，螺旋带(5)的节距与中心管(2)的直径之比的范围是0.8-1.5。

5.根据权利要求1所述的卧式高效旋风分离器，其特征是：所述的导向双锥(9)包括前锥(91)和后锥(92)，前锥(91)为前大后小的锥形结构，后锥(92)为前小后大的锥形结构，且前锥(91)的后端与后锥(92)的前端等径并同轴焊接，前锥(91)的锥体母线与水平线的夹角范围为8-30°，后锥(92)的锥体母线与水平线的夹角范围为45-80°；导向双锥(9)的小端直径与外筒体(8)的直径之比的范围是0.25-0.6；前锥(91)的前端与外筒体(8)的前端之间距离与外筒体(8)的直径之比的范围是1.8-2.5。

6.根据权利要求1所述的卧式高效旋风分离器，其特征是：所述的防涡组件(14)包括防涡锥(141)和防涡筒(142)，防涡锥(141)为前大后小的锥形结构，防涡筒(142)的前端同轴连接在防涡锥(141)的中部，防涡锥(141)的锥体母线与水平线的夹角范围为8-30°；防涡组件(14)插入导向双锥(9)的深度为(D0-D3)/(2tgβ)+0～100，其中，D0为外筒体(8)的直径，D3为导向双锥(9)的小端直径，β为导向双锥(9)的后锥(92)锥体母线与水平线的夹角；防涡锥(141)的大端直径与导向双锥(9)的小端直径之比的范围是0.65-0.9；防涡组件(14)的总长与防涡组件(14)插入导向双锥(9)的深度之比的范围是2.5-5.0。

7.根据权利要求1所述的卧式高效旋风分离器，其特征是：所述的反射锥组件(13)包括反射锥(131)、圆板(132)和圆管(133)；圆管(133)的一端通过圆板(132)封闭并与反射锥(131)同轴连接，圆管(133)的另一端固定在右大封头(12)上；反射锥(131)为前大后小的锥形结构，反射锥(131)插入在防涡组件(14)的防涡筒(142)内；反射锥(131)的锥体母线与水平线的夹角的范围为8-30°；反射锥(131)插入防涡筒(142)内的深度范围是50-200mm；反射锥(131)的大端直径与防涡筒(142)的内径之比的范围是0.65-0.9。

8.根据权利要求1所述的卧式高效旋风分离器，其特征是：所述的中筒体(4)的直径与外筒体(8)的直径之比的范围是0.55-0.80；中筒体(4)插入外筒体(8)的深度与外筒体(8)的直径之比的范围是0.5-1.0。

9.根据权利要求1所述的卧式高效旋风分离器，其特征是：所述的中心管(2)的另一端周向开设若干条条形槽孔，条形槽孔的长度方向与沿中心管(2)的轴向平行，条形槽孔的长度为h7，宽度为z，且m×h7×z＝0.125×π×(D2)²，其中，D2为中心管(2)的直径，m为条形槽孔的数量；中心管(2)的直径与中筒体(4)的直径之比的范围是0.45-0.70，中心管(2)插入外筒体(8)内的深度与外筒体(8)的直径之比的范围是1.0-1.5；进气口(22)的口径与中心管(2)的直径一致。

10.根据权利要求1所述的卧式高效旋风分离器，其特征是：所述的固定环板(11)为圆环形结构，且固定环板(11)的下部设有槽孔(111)，槽孔(111)与固定环板(11)同心设置，槽孔(111)的夹角范围为15-30°。