[发明专利]用于流体净化的装置和方法

说明书

提供了一种装置(1)以用于从流体中分离固体颗粒物或液体微滴。装置包括进入管道(2)，该进入管道具有用于接纳流体流的入口端口(3)和涡流区段(4)，该涡流区段的直径在流动方向上减小。涡流区段包括形成至少一个螺旋通道的至少一个内部壁(6)。优选地，螺旋通道包围核心主体，该核心主体沿进入管道的中心轴线延伸。核心主体的直径变化的端部区段优选地具有圆锥形形状。该装置进一步包括具有至少一个周边离开开口(9)的环形离开端口区段(8)，以及沿中心轴线延伸的出口管道(10)。根据实施例，装置设有呈旋流器形式的预分离单元。

技术领域

本发明涉及流体净化的领域。更具体地，本发明涉及一种用于借助于离心力从流体流中移除固体或液体杂质的装置，并且涉及一种用于从流体流中移除固体或液体杂质的方法。

背景技术

从空气中移除杂质是长期存在的问题，其重要性由于当今的污染问题而显著地增长。用于从流体流分离固体颗粒物的基本技术解决方案是旋流器(cyclone)。

为了要求高的空气净化应用，需要在旋流器概念上的发展。已经设计了各种各样的螺旋分离器，其包括气体导管内的螺旋形通道和分别用于排空了固体的流和富集有固体的流的出口。

在EP 0 344 749 A2中公开了一种适合用于处理包含颗粒物的气体流以从气体中分离颗粒物或从气体中清除颗粒物的分离装置。该装置包括具有入口端部的外管道、涡流产生区域和分离区域；以及用于将已清洁的空气导引离开装置的内提取管道。涡流产生区域具有中心核心和围绕该核心布置的螺旋叶片，并且该涡流产生区域具有恒定的直径或是渐扩的。外管道和提取管道是同心的，并且在管道之间是围绕圆周的一部分延伸的出口端口。在进入入口端部的进料流中的颗粒物置于旋转运动中，被携带到外管道的周边。富集有颗粒物的流离开出口端口，而排空了颗粒物的流通过提取管道离开。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于在下列所谓的“分离器”中从流体中分离固体颗粒物或液体微滴的装置。分离器包括进入管道，该进入管道具有用于接纳流体流的入口端口和涡流区段，该涡流区段的直径在流动方向上减小。涡流区段包括形成至少一个螺旋通道的至少一个内部壁。优选地，涡流区段是圆锥形的，在流动方向上渐缩。

优选地，螺旋通道包围核心主体，该核心主体沿进入管道的中心轴线延伸。核心主体在两端处具有变化的直径，在上游端部处在流动方向上变宽，并且在下游端部处在流动方向上变窄。核心主体的中间区段可具有恒定直径。在一个实施例中，核心主体的中间区段可渐扩，优选地在流动方向上变窄。核心主体的直径变化的端部区段优选地具有圆锥形形状。

在流动方向上变宽的核心主体的第一端部在螺旋通道中以分层的方式控制包括颗粒物和微滴的输入流体，其中流的颗粒物和微滴在平滑的平行上游层中运动而不彼此混合。在流动方向上变窄的核心主体的另一端部(终端部)使从螺旋通道朝向离开端口区段离开的流稳定。为了获得将进入出口管道的已净化的流和进而将被导引到围绕出口管道的(多个)离开开口的富含固体的流，在流离开螺旋通道时流的分层流动和稳定性特别重要。

优选地，流体引导叶片在核心主体的上游端部处连接到螺旋通道。这样的流体引导叶片促进流从竖直流转变成旋转流，因此有助于使流平稳并且减少压力损失。

分离器进一步包括具有至少一个周边离开开口、优选地由壁部分分离的多个离开开口的环形离开端口区段；以及沿中心轴线延伸的出口管道。因此出口管道定位成邻近(多个)离开开口或在(多个)离开开口之间，即在多个离开开口的情况下它们定位成围绕出口管道。在本文中的表述“环形”包括具有旋转对称性的主体和不具有旋转对称性的主体两者。

离开端口区段将进入管道连接到与该进入管道同轴地布置的出口管道。优选地，分离器包括位于涡流区段和离开端口区段之间的分离区段，该分离区段优选地基本上没有内部结构。该分离区段可具有恒定的直径。

根据另一个实施例，分离区段具有恒定直径或渐扩直径。优选地，分离区段具有变窄的直径。