專利名稱：輸氣管道高效旋風分離器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種輸氣管道高效旋風分離器，其適用于輸氣管道及其它氣體處理過程中氣體的凈化。
在長距離輸氣管道中，氣體中不可避免地含有少量固體和液體雜質，如泥沙、管道和設備中產生的腐蝕產物以及少量液態水和凝析油等雜質。這些粒度大小不同的固體和液體雜質不僅會磨損、堵塞、甚至損壞管道、設備、儀器和儀表等，影響正常輸氣，還會直接影響終端用戶的氣體質量，因此，長距離輸氣管道上必須安裝氣固(液)分離設備。目前使用的分離設備主要有重力式分離器和旋風分離器等，這些分離器普遍存在下述不足之處分離效率不高，不能很好地分離液體雜質，不能適應變氣量輸氣，排塵(液)困難，只能人工排塵，費時費力，而且噪音大，不能適應長距離輸氣管道的要求。
本發明的目的在于提供一種分離效率高，既可以分離固體雜質又可以有效地分離液體雜質，而且能夠適應變氣量工況的輸氣管道高效旋風分離器。
本發明的一種用于輸氣管道的高效旋風分離器，其包含；一殼體1，該殼體1內孔腔由上隔板6和下隔板7分隔出排氣室15、旋風分離室14和下灰斗13；含塵氣體入口管2和凈化氣排出管4分別設置在排氣室15的殼體1上，含塵氣體入口管2水平進入排氣室15，然后向下穿過上隔板6進入旋風分離室14；若干旋風管5設置在旋風分離室14內，下灰斗13的下部設有排塵口9；在旋風分離室14內的含塵氣體入口管2的下端裝配一預分離組件17，該預分離組件17由若干錐度相同、直徑逐漸減小的錐形擋板件21順序地彼此間隔地焊接在框架20上而形成，下隔板7設置成錐形，并且在下隔板的錐形底端開口接一排塵管19，該排塵管19穿過下灰斗13的底部與外部連通；在旋風分離室14內部設置噴水管11，上隔板6在殼體1內傾斜設置。
本發明所述的高效旋風分離器，其中，旋風管5的出氣口39和出塵口40分別設置一法蘭41，42。
本發明所述的高效旋風分離器，其中，在排氣室15內接近上隔板6的較低處設置一上排塵口12。
本發明所述的高效旋風分離器，其中，在要求凈化氣體內所含灰塵顆粒為2-5μm以下時，在排氣室15內裝設若干個折疊式過濾器23或者將潔凈氣排氣口3與一安裝有折疊式過濾器23的單獨過濾裝置30直接連接，在排氣室15和過濾裝置30的殼體上都設置一放空口29、31。
本發明所述的高效旋風分離器，其中，折疊式過濾器23包含一折疊式濾筒24，一隔板26以及一反吹管28，所述折疊式濾筒24與所述隔板26下面固定，可以從噴管27對折疊式濾筒24進行脈沖反吹，也可以從反吹口28、35直接利用逆氣流反吹折疊式濾筒24。
本發明所述的高效旋風分離器，其中，一底座47固定在隔板26上，一文氏管引射器25的出口置于底座空腔內，在文式管引射器25的凸緣和底座47之間設置有導桿48、50，在文式管引射器25和底座47之間設置有彈簧46、49，文氏管引射器25的出口與固定在隔板26上的底座47的上表面離開距離h，形成凈化氣流的環形通道45。
本發明所述的高效旋風分離器，其中，在旋風分離器的殼體1外圍，包覆具有一定厚度由防聲材料制成的、具有吸音結構的防噪聲層16。
圖1表示本發明中輸氣管道高效旋風分離器的局部剖開的結構示意圖；圖2表示本發明中旋風管的結構示意圖；圖3表示在圖1所示的輸氣管道高效旋風分離器的排氣室內安裝有折疊式過濾器的局部剖開的結構示意圖；圖4表示單獨的過濾裝置的局部剖開的結構示意圖；圖5表示第一種折疊式過濾器的剖面示意圖；圖6表示第二種折疊式過濾器的剖面示意圖；如圖1和2所示，用于輸氣管道的高效旋風分離器包含一殼體1，該殼體1內孔腔由上隔板6和下隔板7分隔出排氣室15、旋風分離室14和下灰斗13；含塵氣體入口管2和凈化氣排出管4分別設置在排氣室15的殼體1上，含塵氣體入口管2水平進入排氣室15，然后向下穿過上隔板6進入旋風分離室14；若干旋風管5設置在旋風分離室14內，下灰斗13的下部設有排塵口9；在旋風分離室14內的含塵氣體入口管2的下端裝配一預分離組件17，該預分離組件17由若干錐度相同、直徑逐漸減小的錐形擋板件21順序地彼此間隔地焊接在框架20上而形成，下隔板7設置成錐形，并且在下隔板的錐形底端開口接一排塵管19，該排塵管19穿過下灰斗13的底部與外部連通；在下灰斗13及旋風分離室14的上部設置噴水管10、11，上隔板6在殼體1內傾斜設置。在排氣室15和下灰斗1 3的殼體上分別設置人孔3、22，在旋風分離室14的兩相對側分別設置兩個檢查孔18。預分離組件17的結構是由3-4個錐度相同、直徑逐漸減小的錐形擋板件21順序焊接在框架20上而形成。旋風管5的出氣口39和出塵口40上分別焊有法蘭41、42。在排氣室15內、接近上隔板6的較低端處設置有排塵口12。
下面說明圖1所示的高效旋風器的工作過程及各部件所起的作用。當含塵氣體從入口管2進入進氣管道后通過預分離組件17，氣體中較大的固體雜質或液體被預分離組件17分離，落在呈錐形的下隔板7上，通過排塵管19從排塵口8排出；當雜質聚集的較多時，可以利用噴水管11噴水將雜質沖下來，由此減少大顆粒的粉塵或液體進入旋風分離室，從而減輕旋風管5的工作負荷。經過預分離的氣體，由旋風管5進行進一步的固氣或液氣分離，經過分離的潔凈氣體從旋風管5出氣口39進入排氣室15；分離出的粉塵或液體從旋風管的出塵口40排出，進入下灰斗13，從下灰斗排塵口9排出，當雜質聚集的較多時，可以利用噴水管10噴水將雜質沖出來。
在本裝置中使用的旋風管5的結構如圖2所示，該旋風管5是根據輸氣管道操作條件進行優化組合及設計的高效旋風管，旋風管5的數量由輸氣量的大小決定。如果實際輸氣量低于設計額定氣量，只需利用盲板堵住部分旋風管5的出氣口39和出塵口40，即可適應減小氣量的輸氣要求，且不會降低旋風分離室14的分離效率。當輸氣量重新增大時，只需拆去盲板，即可恢復該旋風管的分離作用。因此，通過這種簡便易行的方法，就可以使旋風旋流器的分離效率基本保持恒定，而避免出現設備低效運轉的情況。
當要求凈化氣體中所含粉塵顆粒在10-15μm以下時，就可以利用圖1所示的設備，使含塵氣體經過旋風分離室14進入排氣室15，從凈化氣排氣口4直接排出。當要求凈化氣體中所含粉塵顆粒在2-5μm以下時，如圖3所示，就需要在排氣室15內再安裝若干個折疊式過濾器23，折疊式過濾器23通過其中的隔板26固定在殼體1上，隔板26將排氣室15分為過濾室43和凈化氣排氣室30，在過濾室43的殼體上設置一放空口29，在排氣室30的殼體上設置一反吹口和一與引射器25正對的噴管27；或者采用圖4所示的另一種方式，設置一個單獨的過濾裝置，其內安裝若干個折疊式過濾器23，工作時就將過濾裝置的進氣口32通過管路(未示出)與圖1所示的旋風分離器的凈化氣排出管4連接，從而起到進一步凈化氣體的作用。后一種方式的優點在于，在有不同工況要求的情況下，更便于拆裝進一步過濾的裝置。
圖4所示的過濾裝置的結構為在殼體37內安裝圖5所示的折疊式過濾器23，殼體37由隔板26分隔為過濾室43和凈化氣排氣室30，在殼體下部設置有進氣口32，過濾室內還設置有放空口31、排塵口33和入孔34；排氣室的殼體上設置有正對折疊式過濾器23的引射器25的噴管27、反吹口35和排氣口36。其工作過程與圖3中裝有折疊式過濾器的部分相同。
由于設置有折疊式過濾器，因此，就需要有使折疊式濾筒再生的反吹清灰過程。該反吹清灰過程有停氣離線逆氣流反吹清灰和不停氣在線脈沖反吹清灰兩種方式。如果采用停氣離線逆氣流反吹清灰方法時，所采用的設備是保留折疊式濾筒24和隔板26，不需要設置引射器25及噴管27，折疊式濾筒24通過將隔板26固定在殼體上而得以固定，同時，在殼體上設置一反吹口28、35和放空口29、31。清灰時，需先關閉進氣閥門停止運行，再打開反吹口閥門，然后，從放空口泄氣降壓，以使凈化氣體從反吹口進行逆流反吹清灰，然后，再打開含塵氣體進氣閥門恢復運行。較好的方法是，采用逆氣流反吹方法時，設置兩臺以上的過濾器并聯操作，其中一臺停氣反吹清灰，其余各臺照常運行操作。
采用不停氣在線脈沖反吹清灰方法時，采用的折疊式過濾器的結構如圖5、6所示，下面分別對圖5、6所表示出的折疊式過濾器主要結構和操作過程進行說明。
如圖5所示，底座47靠螺釘固定在隔板26上，或直接同軸安裝在折疊式濾筒24的上口。文氏管引射器25出口處帶有凸緣的部分位于底座47內。彈簧46在底座47圓周上間隔均布的4-6塊定位板支撐的頂板和與引射器25外圓周固定的固定環44之間固定，在彈簧的作用下，文氏管引射器25被頂起一定高度h，從而在底座47和文氏管引射器25的凸緣之間形成作為過濾后的凈化氣流通過的環形分流通道45，4-6根導桿48利用已有技術將在頂板內外兩側的導桿48上擰有螺母，將導桿48固定在頂板上，該導桿的長度將文氏管引射器25被頂起的高度限制為h。底座47按照傳統方法根據需要加工而成。4-6支彈簧46的工作負荷，應稍大于文氏管引射器25的重量。脈沖反吹清灰時，依靠自噴管27向下噴出的壓縮空氣流的沖力，將文氏管引射器25的凸緣壓在底座47上，關閉環形分流通道45，在底座47和隔板26之間設有橡膠墊片，其起到密封和緩沖向下沖擊力的作用，其中噴管噴出的凈化氣體的壓力高于操作壓力0.5-0.6MPa。反吹停止時，文氏管引射器25重新被彈簧46頂起h距離，恢復其分流作用。
如圖6所示，底座47靠螺釘固定在隔板26上，或直接同軸安裝在折疊式濾筒24的上口。出口處帶有凸緣的文氏管引射器25位于底座47孔腔內，利用沿底座47圓周間隔均布的4-6塊定位板定位對中。文氏管引射器25的凸緣，靠套在導桿50上的4-6根壓縮彈簧49頂起一定高度h，在凸緣的下表面和固定在隔板26上的底座47的上表面之間形成環形分流通道45，使過濾后的凈化氣流通過，與各個彈簧對應的4-6根導桿50，一端利用已有技術例如螺紋連接固定在凸緣下面，另一端從底座47下面的底板上比導桿50大的孔中可滑動地穿出，在穿過底板的導桿50的端部設有螺母，通過調節該螺母，將文氏管引射器25被頂起的高度限制為h，導桿50還起到對彈簧49導向的作用。底座47按照傳統方法根據需要加工而成。4-6支彈簧49的總工作負荷，應稍大于文氏管引射器25、凸緣及導桿50的總重量。脈沖反吹清灰時，依靠正對引射管25入口設置的噴管27向下噴出的壓縮空氣流的沖力，將文氏管引射器25的凸緣壓在底座47上，關閉環形分流通道45，此時，固定在底座47上的橡膠墊圈起到密封和緩沖向下沖擊力的作用。反吹停止后，文氏管引射器25又重新被彈簧49頂起，恢復其分流作用。凸緣被頂起的高度h，應使所形成的環形分流通道45及喉管通道總的氣流速度保持在10-15米/秒左右。
在圖1、3所示的三個排塵(液)口，即進氣排塵口8、下灰斗排塵口9和上排塵口12中，各排塵口均有兩種排塵方式，一種是利用手動球閥控制的人工排塵(液)，另一種是用電動球閥控制的自動排塵(液)。為了防止排塵口堵塞和便于排塵(液)，在旋風分離室及下灰斗的上部均設置有噴水管11、10，以便必要時用水沖洗。
為了解決噪聲過大的問題，在殼體外包覆一定厚度的由防聲材料制成的、具有吸音結構的防噪聲層16，同時還起到外保溫層的作用。
權利要求
1.一種用于輸氣管道的高效旋風分離器，其包含一殼體(1)，該殼體(1)內空間由上隔板(6)和下隔板(7)分隔出排氣室(15)、旋風分離室(14)和下灰斗(13)；含塵氣體入口管(2)和凈化氣排出管(4)分別設置在排氣室(15)的殼體(1)上，含塵氣體入口管(2)水平進入排氣室(15)，然后向下穿過上隔板(6)進入旋風分離室(14)；若干旋風管(5)設置在旋風分離室(14)內，下灰斗(13)的下部設有排塵口(9)；其特征在于在旋風分離室(14)內的含塵氣體入口管(2)的下端裝配一預分離組件(17)，該預分離組件(17)由若干錐度相同、直徑逐漸減小的錐形擋板件(21)順序地彼此間隔地焊接在框架(20)上而形成，下隔板(7)設置成錐形，并且在下隔板的錐形底端開口接一排塵管(19)，該排塵管(19)穿過下灰斗(13)的底部與外部連通；在旋風分離室(14)內部設置噴水管(11)，上隔板(6)在殼體(1)內傾斜設置。
2.根據權利要求1所述的高效旋風分離器，其特征在于旋風管(5)的出氣口(39)和出塵口(40)分別設置一法蘭(41，42)。
3.根據權利要求2所述的高效旋風分離器，其特征在于在排氣室(15)內接近傾斜設置的上隔板(6)的較低處設置一上排塵口(12)。
4.根據權利要求1所述的高效旋風分離器，其特征在于在要求凈化氣體內所含灰塵顆粒為2-5μm以下時，在排氣室(15)內裝設若干個折疊式過濾器(23)或者將潔凈氣排氣口(3)與一安裝有折疊式過濾器(23)的單獨過濾裝置(30)直接連接，在排氣室(15)和過濾裝置(30)的殼體上都設置一放空口(29，31)。
5.根據權利要求4所述的高效旋風分離器，其特征在于折疊式過濾器(23)包含一折疊式濾筒(24)，一隔板(26)以及一反吹管(28)，所述折疊式濾筒(24)與所述隔板(26)下面固定，直接利用逆氣流反吹折疊式濾筒(24)。
6.根據權利要求5所述的高效旋風分離器，其特征在于一底座(47)固定在隔板(26)上，一文氏管引射器(25)的出口置于底座空腔內，在文式管引射器(25)的凸緣和底座(47)之間設置有導桿(48，50)，在文式管引射器(25)和底座(47)之間設置有彈簧(46，49)，文氏管引射器(25)的出口與固定在隔板(26)上的底座(47)的上表面離開距離h，形成凈化氣流的環形通道(45)。
7.根據上述權利要求中任何一項所述的高效旋風分離器，其特征在于在旋風分離器的殼體(1)外圍，包覆具有一定厚度由防聲材料制成的、具有吸音結構的防噪聲層(16)。
全文摘要
一種用于輸氣管道的高效旋風分離器包含一殼體,其內腔由上隔板和下隔板分隔出排氣室、旋風分離室和下灰斗;含塵氣體入口管和凈化氣排出管分別在排氣室的殼體上;若干旋風管位于旋風分離室內,下灰斗底部有排塵口;在旋風分離室內的含塵氣體入口管的下端裝配預分離組件,下隔板設置成錐形,并且在下隔板的錐形的底端開口接一排塵管通過進氣排塵口與外部連通,在旋風分離室上部設置噴水管,上隔板在殼體內傾斜設置。
文檔編號B04C5/00GK1373010SQ0110924
公開日2002年10月9日 申請日期2001年2月28日 優先權日2001年2月28日
發明者劉雋人, 何其翔, 孫國剛, 時銘顯 申請人:石油大學(北京), 北京市聯華粉體工程技術開發公司