CN222427522U - 一种气固分离装置及真空出渣系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于用于分离气体中粒子的设备的技术领域，具体提供一种气固分离装置及真空出渣系统。该气固分离装置包括罐体，罐体设有进气口和出气口，罐体内还设置有上下延伸的隔离筒，隔离筒具有供从进气口进入的气体向出气口流通的通道，且隔离筒上端的通流面积大于下端的通流面积。该真空出渣系统包括上述气固分离装置。本实用新型在罐体整体体积不变的情况下主动改变了气体流通路径，降低了气体流速。同时，由于隔离筒上端的通流面积更大，气体在向上流通的过程中，流速会不断减小，实现了更好的气固分离的效果。

Description

一种气固分离装置及真空出渣系统

技术领域

本实用新型属于用于分离气体中粒子的设备的技术领域，特别是涉及一种气固分离装置及真空出渣系统。

背景技术

气固分离装置用于将气固两相流分离，使排出的气体更干净、清洁，从而满足环保标准，也便于对气体和固体的回收或二次利用。在隧道施工领域，气固分离装置被用于真空出渣系统中，其一般包括基本密闭的罐体，罐体上设有进气口、出气口和排渣口，进气口处设有用于连接抽渣管路的进气管，出气口用于连接真空泵，且出气口位于进气口的上方，排渣口位于底部，气渣混合物从进气口进入罐体，在重力的作用下，实现气渣分离，待罐体内存留一定的岩渣后，打开排渣口，将岩渣排出。

与一般工业领域不同的是，真空出渣系统中的气流流速较高(否则难以抽取较大块的岩渣)，小颗粒岩渣(较轻)易随气体流动，气渣分离的难度较大。然而，隧道内的空间有限，这就使得气固分离装置的罐体的体积也是受限的，也就是说，罐体内部供气固两相流动以实现分离的空间(罐体的轴向和径向)是有限的，即进气口到出气口的路径较短，这就进一步增大了高速气流中气渣分离难度。此外，隧道内的岩渣颗粒物性差异较大，可能存在干粉、大颗粒、湿粉、泥浆等多种情况，传统的气固分离装置的进气管沿罐体的径向设置，进入罐体内的气渣混合物容易直接碰到罐体内壁，特别是在罐体直径较小、气流流速较高的情况下，在抽取湿粉或泥浆时，湿粉或泥浆也容易粘结到罐体内壁，形成泥饼。

结合离心分离的相关技术，例如授权公告号为CN211176854U的中国实用新型专利中公开的油烟分离装置，容易想到的是将进气管改为沿罐体的切向设置，这时进入罐体的气渣混合物会沿罐体的内壁流动，在惯性和重力作用下，气渣混合物会沿罐体内壁螺旋运动，这可在一定程度改善气渣分离的效果，也能避免湿粉或泥浆粘结到罐体内壁。但是，申请人研究发现，对于真空出渣系统这种高速气流且对罐体体积有明确限制的系统，仅将进气口改为沿罐体切向仍然不能完全满足气渣分离的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气固分离装置，以解决现有技术中气固分离装置难以满足小空间、高速气流工况下气固分离需求的技术问题。本实用新型的目的还在于提供一种真空出渣系统，以解决真空出渣系统气渣分离效果较差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所提供的气固分离装置的技术方案是：

一种气固分离装置，包括罐体，罐体设有进气口和出气口，罐体内还设置有上下延伸的隔离筒，隔离筒具有供从进气口进入的气体向出气口流通的通道，且隔离筒上端的通流面积大于下端的通流面积。

作为进一步地改进，进气口至少有部分位于隔离筒最下端的上方。

作为进一步地改进，进气口仅有部分位于隔离筒最下端的上方。

作为进一步地改进，隔离筒为喇叭形的喇叭筒。

作为进一步地改进，进气口连通有进气管，进气管沿罐体的切向设置。

作为进一步地改进，罐体内还设有滤网，滤网设置在隔离筒的上方。

作为进一步地改进，该气固分离装置还配置有滤网振动器。

作为进一步地改进，罐体还连接有用于冲洗滤网的冲洗管。

作为进一步地改进，冲洗管延伸至罐体内，且冲洗管配置有若干个朝向滤网的喷头。

有益效果是：本实用新型属于改进型发明创造。具体地，在使用时，在隔离筒的作用下，出气口和进气口被直接隔开，因此高速气流(气固混合物)进入后，气体必须经隔离筒向上流通，相当于在罐体整体体积不变的情况下主动改变了气体流通路径，降低了气体流速。同时，由于隔离筒上端的通流面积更大，气体在向上流通的过程中，流速会不断减小，这时气体在隔离筒流通的过程也是进一步分离小颗粒固体的过程，从而实现更好的气固分离的效果。经分析可知，本实用新型通过在罐体内设置“下小上大”的隔离筒，实现了在不增大罐体整体体积的同时，获得更好的气固分离效果，适合用于高速气流的工况。

为实现上述目的，本实用新型所提供的真空出渣系统的技术方案是：

一种真空出渣系统，包括用于与真空泵连接的气固分离装置，气固分离装置包括罐体，罐体设有进气口和出气口，罐体内还设置有上下延伸的隔离筒，隔离筒具有供从进气口进入的气体向出气口流通的通道，且隔离筒上端的通流面积大于下端的通流面积。

作为进一步地改进，进气口至少有部分位于隔离筒最下端的上方。

作为进一步地改进，进气口仅有部分位于隔离筒最下端的上方。

作为进一步地改进，隔离筒为喇叭形的喇叭筒。

作为进一步地改进，进气口连通有进气管，进气管沿罐体的切向设置。

作为进一步地改进，罐体内还设有滤网，滤网设置在隔离筒的上方。

作为进一步地改进，该气固分离装置还配置有滤网振动器。

作为进一步地改进，罐体还连接有用于冲洗滤网的冲洗管。

作为进一步地改进，冲洗管延伸至罐体内，且冲洗管配置有若干个朝向滤网的喷头。

有益效果是：本实用新型属于改进型发明创造。具体地，当真空出渣系统在隧道施工时抽取岩渣时，出气口和进气口被直接隔开，气体必须经隔离筒向上流通，相当于在罐体整体体积不变的情况下主动改变了气体流通路径，降低了气体流速。同时，由于隔离筒上端的通流面积更大，气体在向上流通的过程中，流速会不断减小，这时气体在隔离筒流通的过程也是进一步分离小颗粒岩渣的过程，从而实现更好的气渣分离的效果。经分析可知，本实用新型通过在罐体内设置“下小上大”的隔离筒，实现了在不增大罐体整体体积的同时，获得更好的气渣分离效果，改善了真空出渣系统的气渣分离效果。

附图说明

图1为本实用新型中气固分离装置实施例的结构示意图；

图2为本实用新型中气固分离装置实施例的俯视图(隐藏盖板)；

附图标记说明：

1、盖板；2、罐体；3、冲洗管；4、滤网振动器；5、第一进气管；6、固体排放器；7、隔离筒；8、滤网；9、出气管；10、第二进气管。

具体实施方式

高速气固混合物在进入气固分离装置的罐体后，较轻的小颗粒固体易随气体流动，分离难度大，现有技术一般采用增大罐体体积以增大气流流动路径的方案。但是，与外部空旷环境不同的是，对于隧道施工所使用的真空出渣系统，其整体的体积受到隧道内部实际空间的限制，难以通过增大罐体体积增大气流流动路径。

面对上述问题，本实用新型的基本技术构思是在罐体内部配置起到将进气口和出气口隔离开的隔离筒，并且将隔离筒配置为下部通流面积小于上部通流面积的筒状，这时从进气口进入的气固混合物经隔离筒向出气口流动，这时气固混合物的流速会减小，同时，气体在隔离筒内部流动的同时，由于上部通流面积更大，气体流速会得到进一步的减小。因此，在高速气流的工况下，本实用新型实现了在不增大罐体体积的前提下，改善了气固分离的效果。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型所提供的气固分离装置的具体实施例：

本实施例所提供的气固分离装置如图1-图2所示，其包括基本密封的罐体2，罐体2上端设有盖板1，盖板1可活动打开，从而方便地检修罐体2内部的结构。罐体2设有进气口、出气口和固体排放口，固体排放口在底端，在重力的作用下，分离后的固体可落向固体排放口，同时固体排放口设置有固体排放器6，不需要排放固体时，固体排放器6关闭。罐体2内的固体存留到一定高度后，可打开固体排放器6，将固体排出，优选地，固体排放器6选用星型卸料器，当然，板闸、刀闸等结构也是可行的选择。出气口设置在进气口的上方，出气口连通有出气管9，对于应用在真空出渣系统的气固(渣)分离装置来说，出气口用于与真空泵连接。设置出气管9的作用是方便对接不同的设备，当然，其他实施方式中，仅在罐体2开设出气口，使用时若需要与其他设备对接，将设备的管路插入罐体2内。进气口设置有两个，并且两个进气口分别连通有第一进气管5和第二进气管10，对于应用在真空系统的气(固)渣分离装置来说，第一进气管5和第二进气管10用于与抽渣管道连接。其他实施方式中，进气口不局限于两个，设置一个或者三个也是可行的。当然，也可以不设置进气管，直接将进气管路(抽渣管路)插入进气口。

如图1所示，罐体2内部还设有上下延伸的隔离筒7，隔离筒7固定在罐体2的内壁上，具体可以通过螺栓或者焊接的方式固定。隔离筒7起到将进气口和出气口隔离的作用，其内部的空间形成了供气流流通的通道。隔离筒7的上端的通流面积大于下端的通流面积，这时气流从隔离筒7内部向上流动的过程中，气体流速会进一步的减小。为了避免憋压，隔离筒7下端的通流面积应与进气口的通流面积匹配。

在使用时，例如应用在真空出渣系统时，经第一进气管5和第二进气管10进入的气渣混合物进入罐体2后，在隔离筒7的作用下，气体不会直接从出气口排出，即气流方向受到隔离筒7的约束，在此过程中，流速会降低。同时，气体在隔离筒7内流动时，由于上端的通流面积更大，在隔离筒7内部流速会进一步降低。因此，对于高速气流，本实施例可有效降低气体的流速，自然也有了更好的分离效果。

如图2所示，进一步地，第一进气管5和第二进气管10沿罐体2的切向设置。这时，在重力和惯性的作用下，进入罐体2内的气流可沿罐体2的内壁螺旋运动，相当于形成了涡流，分离效果更好。同时，在输送湿粉或泥浆混合物时，这样也能避免罐体2内壁出现结泥饼的现象。针对干粉的特殊使用场合，其他实施方式中，第一进气管5和第二进气管10也可以不严格沿罐体2的切向设置。

本实施例中，进气口的位置和隔离筒7最下端的位置基本平齐，具体地，进气口有一部分位于隔离筒7最下端的下方，一部分位于隔离筒7最下端的上方。这时首先可以更好地利用罐体2竖向的空间，在保证隔离筒7较长的情况下，罐体2整体上的高度仍然是可控的，并且进气口的位置也不会过低，保证罐体2能够存留较多的固体物。同时，与将进气口设置在隔离筒7的下方相比，这样隔离筒7也有遮挡气流的作用，避免气流在进入罐体2内后直接从隔离筒7流过，分离效果更好。另外，在配合切向设置的进气管时，隔离筒7和筒体内壁的环形空间也相当于形成了气流的导流空间，具有对螺旋气流的引导作用，更容易形成螺旋的气流。其他实施方式中，进气口的位置可以完全设置在隔离筒7最下端的上方，但是考虑到隔离筒7上端截面积较大，即隔离筒7和罐体2内壁之间的环形空间狭窄，为了避免固体卡在隔离筒7和罐体2内壁之间，进气口的位置不宜设置在过高的位置。

隔离筒7优选为如图1所示的喇叭形，即隔离筒7为喇叭筒。喇叭筒便于加工，成本较低。同时，喇叭筒的通流面积从下向上是逐渐增大的，在使用时，气流的流速降低是无级的、连续的，此时减速效果更平稳。当然，其他实施方式中，隔离筒7也可以选择漏斗形的隔离筒7。

为了强化对细小微粒的分离效果，本实施例中，罐体2内还设有滤网8，滤网8设置在隔离筒7的上方，具体地，滤网8的层数不限，本领域技术人员可根据实际需要灵活设置。为了避免长期使用时微粒堵塞滤网8，本实施例还配置有滤网振动器4，利用滤网振动器4的振动作用去除粘附在滤网8上的微粒。当然，其他实施方式中，若不配置滤网振动器4，滤网8堵塞时，可将滤网8取出更换。具体地，滤网振动器4可以是往复运动的冲击式振动器，例如凸轮式振动器、油缸或气缸驱动的振动器等。滤网振动器4还可以是超声波振动器。在安装时，滤网振动器4可以设置在罐体2内部，振动直接输出到滤网8上。当然，滤网振动器4也可以设置在罐体2外部，通过罐体2将振动传递到滤网8上。

同时，本实施例还配置有冲洗系统，具体地，罐体2连接有冲洗管3，冲洗管3为水管，可向罐体2内通入冲洗水，以起到清洗滤网8的作用。如图1和图2所示，冲洗管3延伸至罐体2内部，并且配置有朝向滤网8的喷头，这时冲洗管3中的水可从喷头喷出，沿罐体2轴向直接喷到滤网8上，清洗效果更好。其他实施方式中，冲洗管3也可以仅连接在罐体2的内壁上，冲洗管3中的水沿罐体2的径向喷入罐体2，并呈分散的抛物线轨迹落在滤网8上。

当然，滤网8也并非是完全必要设置在罐体2内的，一些实施方式中，可在出气管9的端部设置滤网8，也能起到分离细小微粒的作用。

本实用新型中的真空出渣系统的具体实施例：

真空出渣系统包括真空泵、抽渣管道和气固分离装置，气固分离装置与上述气固分离装置的实施例中的气固分离装置结构一致，此处不再具体说明。

最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气固分离装置，包括罐体，罐体设有进气口和出气口，其特征在于，罐体内还设置有上下延伸的隔离筒，隔离筒具有供从进气口进入的气体向出气口流通的通道，且隔离筒上端的通流面积大于下端的通流面积。

2.根据权利要求1所述的气固分离装置，其特征在于，进气口至少有部分位于隔离筒最下端的上方。

3.根据权利要求2所述的气固分离装置，其特征在于，进气口仅有部分位于隔离筒最下端的上方。

4.根据权利要求1或2或3所述的气固分离装置，其特征在于，隔离筒为喇叭形的喇叭筒。

5.根据权利要求1或2或3所述的气固分离装置，其特征在于，进气口连通有进气管，进气管沿罐体的切向设置。

6.根据权利要求1或2或3所述的气固分离装置，其特征在于，罐体内还设有滤网，滤网设置在隔离筒的上方。

7.根据权利要求6所述的气固分离装置，其特征在于，该气固分离装置还配置有滤网振动器。

8.根据权利要求6所述的气固分离装置，其特征在于，罐体还连接有用于冲洗滤网的冲洗管。

9.根据权利要求8所述的气固分离装置，其特征在于，冲洗管延伸至罐体内，且冲洗管配置有若干个朝向滤网的喷头。

10.一种真空出渣系统，包括用于与真空泵连接的气固分离装置，其特征在于，气固分离装置为权利要求1-9任一项中的气固分离装置。