氣動顆粒分離器的制作方法

本申請涉及顆粒分離器，尤其是一種氣動顆粒分離器。

背景技術：

當前常見的顆粒分離器與除塵器原理包括氣動、化學催化與吸收、吸附與過濾。氣動顆粒分離器是一種利用壓力差驅動、通過氣動原理實現氣固混合物氣相、固相分離的裝置，常用于汽車尾氣處理、空氣凈化、顆粒回收等。

目前常見的氣動顆粒分離器主要原理有過濾式、化學催化與旋風除塵器幾種類型，其中過濾式顆粒分離器面臨顆粒堵塞問題。化學催化面臨反應不及時堵塞與反應高溫問題，旋風除塵面臨不能分離細小顆粒粒度的問題。

技術實現要素：

本申請提供一種新型的氣動顆粒分離器。

本氣動顆粒分離器，包括主分離裝置和集塵裝置，所述主分離裝置包括：

第一進氣通道，用于進氣；

第一旋流器，所述第一旋流器安裝在第一進氣通道上；

以及分離腔，所述分離腔與第一旋流器相通，所述第一旋流器能夠使氣固混合物在分離腔內形成旋流，所述分離腔具有用于排出部分氣固混合物的粉塵出口、用于將處理后的氣體返回分離腔的返氣口和用于排出氣體的主排氣口；

所述集塵裝置包括：

第二進氣通道，所述第二進氣通道與粉塵出口連通；

第二旋流器，所述第二旋流器安裝在第二進氣通道上；

以及分離通道，所述分離通道與第二旋流器相通，所述第二旋流器能夠使氣固混合物在分離通道內形成旋流，所述分離通道具有用于排出所分離出的固相的排出口和用于將處理后的氣體送回分離腔的次排氣口。

作為所述氣動顆粒分離器的進一步可選方案，所述分離通道豎向延伸設置時，所述次排氣口位于分離通道的頂部，所述排出口位于分離通道的底部。

作為所述氣動顆粒分離器的進一步可選方案，所述主分離裝置還包括外殼和導流殼，所述外殼具有腔體，所述腔體具有進氣口，所述導流殼容置在腔體內，并與外殼的腔壁形成所述第一進氣通道。

作為所述氣動顆粒分離器的進一步可選方案，所述分離腔開設在導流殼內，所述導流殼內的分離腔呈鼓形設置。

作為所述氣動顆粒分離器的進一步可選方案，所述粉塵出口設置在分離腔直徑最大的位置，所述返氣口設置在分離腔的旋轉中心軸且遠離第一旋流器的位置，所述主排氣口設置在分離腔旋轉中心軸且對應于第一旋流器內側的位置。

作為所述氣動顆粒分離器的進一步可選方案，所述導流殼的外壁具有錐形的導流面。

作為所述氣動顆粒分離器的進一步可選方案，還包括集塵容器，所述集塵容器安裝在排出口上，用于收集分離通道內分離出來的固相。

作為所述氣動顆粒分離器的進一步可選方案，所述集塵容器與排出口可拆卸式安裝。

作為所述氣動顆粒分離器的進一步可選方案，所述集塵容器為集塵罐，所述集塵罐位于分離通道的下方。

作為所述氣動顆粒分離器的進一步可選方案，所述主排氣口與外界大氣或催化過濾裝置連通。

本申請的有益效果是：

本氣動顆粒分離器包括主分離裝置和集塵裝置。該主分離裝置包括第一進氣通道、第一旋流器和分離腔。集塵裝置包括第二進氣通道、第二旋流器和分離通道。該第一旋流器安裝在第一進氣通道上，分離腔與第一旋流器相通，第一旋流器能夠使氣固混合物在分離腔內形成旋流。且分離腔具有粉塵出口、返氣口和主排氣口，第二進氣通道與粉塵出口連通，第二旋流器安裝在第二進氣通道上，分離通道與第二旋流器相通。第二旋流器能夠使氣固混合物在分離通道內形成旋流。分離通道則具有用于排出所分離出的固相的排出口和用于將處理后的氣體送回分離腔的次排氣口。氣固混合物進入主分離裝置的分離腔后，在壓差與分離器的作用下高速旋轉，固相與氣相在離心力作用下分離，大部分固相和部分氣體從粉塵出口進入到集塵裝置，在集塵裝置中再通過第二旋流器和分離通道進行分離，部分被分離的固相從排出口排出，而剩余氣固混合物經返氣口重新進入主分離裝置繼續分離。由于主分離裝置和集塵裝置可實現循環導通，利用折返的氣流實現單級高效氣固分離，而且分離器無運動部件，無需添加藥劑，不存在堵塞的問題。

附圖說明

圖1為本申請氣動顆粒分離器一種實施例的示意圖；

圖2為圖1所示實施例中主分離裝置部分的示意圖；

圖3為圖1所示實施例中集塵裝置部分的示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結合附圖對本發明作進一步詳細說明。本申請可以以多種不同的形式來實現，并不限于本實施例所描述的實施方式。提供以下具體實施方式的目的是便于對本申請公開內容更清楚透徹的理解，其中上、下、左、右、前、后等指示方位的字詞僅是針對所示結構在對應附圖中位置而言。

在一些例子中，由于一些實施方式屬于現有或常規技術，因此并沒有描述或沒有詳細的描述。

此外，本文中記載的技術特征、技術方案還可以在一個或多個實施例中以任意合適的方式組合。對于本領域的技術人員來說，易于理解與本文提供的實施例有關的方法的步驟或操作順序還可以改變。附圖和實施例中的任何順序僅僅用于說明用途，并不暗示要求按照一定的順序，除非明確說明要求按照某一順序。

本文中為部件所編序號本身，例如“第一”、“第二”等，僅用于區分所描述的對象，不具有任何順序或技術含義。而本申請所說“連接”、“聯接”，在合理情況下(不構成自相矛盾的情況下)，均包括直接和間接連接(聯接)。

實施例一：

本實施例提供一種氣動顆粒分離器，可用于對氣固混合物中的固相(如粉塵)和氣相進行分離。

請參考圖1-3，該氣動顆粒分離器包括主分離裝置和集塵裝置。該主分離裝置和集塵裝置可循環進行多次分離操作。

具體地，該主分離裝置包括第一進氣通道100、第一旋流器200和分離腔300。該第一旋流器200安裝在第一進氣通道100上，分離腔300與第一旋流器200相通，第一旋流器200能夠使氣固混合物在分離腔300內形成旋流(旋轉氣流)。該旋流可使固相和氣相沿不同的路徑旋轉，固相會靠近分離腔300的腔壁進行旋轉，氣相大部分在分離腔300中部。分離腔300具有粉塵出口301、返氣口302和主排氣口303，返氣口302和主排氣口303分別設置在分離腔300的兩端。

集塵裝置包括第二進氣通道400、第二旋流器500和分離通道600。第二進氣通道400與粉塵出口301連通，第二旋流器500安裝在第二進氣通道400上，分離通道600與第二旋流器500相通。第二旋流器500能夠使氣固混合物在分離通道600內形成旋流。分離通道600則具有用于將處理后的氣體送回分離腔300的次排氣口601和用于排出所分離出的固相的排出口602。

氣固混合物進入主分離裝置的分離腔300后，在壓差與分離器的作用下高速旋轉，固相與氣相在離心力作用下分離，大部分固相和部分氣體從粉塵出口301進入到集塵裝置，在集塵裝置中再通過第二旋流器500和分離通道600進行分離，部分被分離的固相從排出口602排出，而剩余氣固混合物經返氣口302重新進入主分離裝置，繼續分離。

由于主分離裝置和集塵裝置可實現循環導通，利用折返的氣流實現單級高效氣固分離，同時兩級耦合的分離器進一步減少了排氣殘余粉塵量。而且分離器無運動部件，無需添加藥劑，不存在堵塞的問題。

請參考圖2，在一種實施例中，主分離裝置還包括外殼700和導流殼800，該外殼700具有腔體，腔體具有進氣口。導流殼800容置在腔體內，并與外殼700的腔壁形成上述的第一進氣通道100。

當然，圖2所示第一進氣通道100的一種示例結構，在其他實施例中也可以由其他的進氣結構。

進一步地，請繼續參考圖2，該分離腔300開設在導流殼800內，該導流殼800內的分離腔300呈鼓形設置，即圖2所示形狀。

其中，請參考圖2，該粉塵出口301設置在分離腔300直徑最大的位置，返氣口302設置在分離腔300的旋轉中心軸且遠離第一旋流器200的位置，主排氣口303設置在分離腔300旋轉中心軸且對應于第一旋流器200內側的位置。

將返氣口302和主排氣口303相對設置使得返氣口302帶來的沖擊可以驅使氣體向主排氣口303移動，以便于氣體從分離腔300中排出。

還可以使導流殼800的外壁具有錐形的導流面801，該導流面801與外殼700的殼壁配合形成第一進氣通道100的環形導流部，使氣固混合物能夠均勻地成環形分配并進入第一旋流器200中。

該第一旋流器200是一種能夠使氣固混合物產生高速旋轉運動的裝置。

請參考圖2，正常工作狀態下，氣固混合物由進氣口進入，流經第一旋流器200變成高速旋轉氣流，如圖2中箭頭所示，固體和氣體在導流殼800內靠近導流殼800的內壁，即遠離分離腔300軸線方向上旋轉分離，由粉塵出口301離開。氣體在返氣口302附近折返，經靠近導流殼800軸線的區域由主排氣口303離開主分離裝置。少量殘余固體顆粒在分離腔300軸線附近高速旋轉，循環流動，直到由粉塵出口(7)離開主分離器。

請參考圖3，正常工作狀態下，氣固混合物由第二進氣通道400進入，如圖3中箭頭所示，流經集塵裝置變成高速旋轉氣流。在分離通道600內部旋轉分離，固體顆粒被集塵容器收集，氣體在排出口602附近折返，經靠近分離通道600軸線的區域由次排氣口601離開集塵裝置。

經集塵裝置的分離后，只有氣體及少量殘余顆粒由次排氣口601離開集塵裝置。但離開集塵裝置的氣固混合物又會進入到主分離裝置再次進行分離操作，由此循環多次，可減少了排氣殘余粉塵量，獲得較好的分離效果。

請參考圖3，在一種實施例中，可將分離通道600豎向延伸設置，次排氣口601位于分離通道600的頂部，排出口602位于分離通道600的底部。

這樣粉塵等固相在自身重力下從排出口602掉落，而氣體則從上方的次排氣口601再回到分離腔300中。

請繼續參考圖3，在一種實施例中，還包括集塵容器900，該集塵容器900安裝在排出口602上，用于收集分離通道600內分離出來的固相。

進一步地，該集塵容器900與排出口602可拆卸式安裝，例如通過螺釘鎖緊等，以便清除集塵容器900內所收集粉塵等固相。

進一步地，該集塵容器900可以位于分離通道600的下方，以便固體顆粒在重力下自然落入集塵容器900內。

該集塵容器900可以為集塵罐。

對于主排氣口303來說，其可以與外界大氣。或主排氣口303與催化過濾裝置連通，進行過濾處理。

本裝置在正常工作狀態下，氣固混合物經過主分離裝置后，被分離為固相濃度高于主進氣口的氣固混合物(a)和固相濃度低于主進氣口的氣固混合物(b)，密相混合物(a)進入集塵裝置二次分離，密相混合物(a)經過二次分離后成為固體顆粒(c)和二次分離稀相混合物(d)。固體顆粒(c)由集塵罐收集，二次分離稀相混合物(d)回到主分離裝置匯入稀相混合物(b)，稀相混合物(b)在導流殼800內部繼續分離，固相因離心力在主分離裝置內部循環流動，直到流經粉塵出口301，在集塵裝置與主分離裝置間循環流動，直到被集塵罐捕獲。

本申請中所述氣動顆粒分離器憑借流體力學設計，通過第一、第二級分離器中氣固混合物的高速旋轉，實現攜帶微米級及以上直徑顆粒的氣固混合物的高效氣固分離。分離器無運動部件，無需添加藥劑，在進氣口與主排氣口間壓差的驅動下工作。

尤其是當應用于柴油機等尾氣處理時，由于尾氣中碳煙固相為極細碳粉顆粒，固相被收集后被單獨儲存，可進行二次利用。

以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。