一种煤层气集输管道粉尘净化装置技术领域
本发明涉及一种粉尘净化装置，具体涉及一种煤层气集输管道粉尘净化装
置。
背景技术
煤层气从地下到地面的输送过程中常夹带有煤粉、砂石等尘粒杂质，这些固
体杂质不仅会造成仪表计量的准确性，而且还会造成阀门、压缩机等组件的磨损
或堵塞，从而降低煤层气集输系统的效率。
目前，煤层气集输系统大部分采用的分离过滤设备是立式过滤装置，该立式
过滤装置仅对细小粉尘的分离起到重要作用。由于集输管道中的尘粒杂质具有粉
尘浓度波动大和粒度分散范围广的特点，导致过滤器运行负荷很大。按照目前过
滤元件工艺，通常采用的滤芯约每周需要清灰一次。由于煤层气输送管道内的气
体特殊，不能引入外界气体对滤芯元件进行清灰，因此目前普遍采用更换滤芯的
方式，该方式的工作量较大，运行成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤层气集输管道粉尘净化装置，该装置可降低运
行阻力，提高除尘效率，延长清灰周期，且在脉冲清灰过程中不会引入外界气体。
为实现上述目的，本煤层气集输管道粉尘净化装置，包括滤筒、旋风筒、气
包、喷吹管、脉冲阀、气泵和隔离筒，所述旋风筒的顶部为圆筒形，中上部为圆
台形，中下部为漏斗形，底部连通灰斗；所述旋风筒的顶部侧壁上设置有出气口，
中上部侧壁上设置有进气口；所述滤筒固定在旋风筒中上部的顶端，滤筒的中心
轴与旋风筒的中心轴一致，滤筒内径与旋风筒的顶端口直径一致；所述滤筒外套
有隔离筒，隔离筒的侧壁上设置有螺旋状导流板；所述喷吹管的一端设置有气包，
中端设置有脉冲阀和与脉冲阀相并联的气泵，喷吹管的管口端穿过旋风筒的顶部
侧壁至旋风筒内，所述喷吹管的管口端设有垂直于喷吹管且喷口朝下的喷嘴。
进一步地，所述旋风筒的中上部与中下部之间通过圆柱筒连接为一体结构，
旋风筒的中下部内设置有呈漏斗形的下料锥形筒，下料锥形筒的底端与灰斗相
连；下料锥形筒上端筒的外径小于圆柱筒的内径而形成环形下料通道。
优选的，所述下料锥形筒的斜面高度为1～3cm，下料锥形筒与旋风筒中下部
的间隙至少为2cm。
优选的，所述螺旋状导流板的螺旋升角为10°～25°，螺旋状导流板的外边
缘与隔离筒之间的水平距离为隔离筒外壁与旋风筒内壁之间水平距离的
1/2～2/3。
优选的，所述隔离筒为上部小、下部大的锥形结构，所述锥形结构的锥角为
5°～12°。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点：
(1)本发明采用旋风筒内套滤筒的旋滤式除尘装置结构，含粉尘的气流首
先经过旋风离心作用除去大颗粒粉尘，然后经过高效过滤作用除去小颗粒，节省
空间的同时有利于提高过滤效率和延长清灰周期；
(2)本发明通过螺旋导流板环绕在外张式隔离筒的四周，增大了旋转气流
的风速，从而增强了对粉尘颗粒的离心力效果；
(3)本发明通过在旋风筒中下部设置环形下料通道的方式进行下料，大大
减少了旋风筒内贴壁下滑粉尘的再次飞扬，提高了本装置的净化效率；
(4)本发明采用气包增压气泵与脉冲阀的并联设计，以经过滤筒净化后的
气体作为压缩气源，利用喷吹管和喷嘴作为气源通道，从而保证了清灰使用的气
体为集输系统内部的气体，不引入任何外界气体。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的俯视图；
附图中：1、滤筒，2、旋风筒，2-1、圆柱筒，3、进气口，4、出气口，5、
气包，6、喷吹管，7、脉冲阀，8、气泵，9、喷嘴，10、隔离筒，11、螺旋状导
流板，12、下料锥形筒，13、灰斗，14、环形下料通道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，一种煤层气集输管道粉尘净化装置，包括滤筒1、旋风
筒2、气包5、喷吹管6、脉冲阀7、气泵8和隔离筒10，所述旋风筒2的顶部
为圆筒形，中上部为圆台形，中下部为漏斗形，底部连通灰斗13；所述旋风筒2
的顶部侧壁上设置有出气口4，中上部侧壁上设置有进气口3；
所述滤筒1固定在旋风筒2中上部的顶端，滤筒1的中心轴与旋风筒2的中
心轴一致，滤筒1内径与旋风筒2的顶端口直径一致；所述滤筒1外套有隔离筒
10，隔离筒10的侧壁上设置有螺旋状导流板11；
所述喷吹管6的一端设置有气包5，中端设置有脉冲阀7和与脉冲阀7相并
联的气泵8，喷吹管6的管口端穿过旋风筒2的顶部侧壁至旋风筒2内，所述喷
吹管6的管口端设有垂直于喷吹管6且喷口朝下的喷嘴9。
为了减少旋风筒内贴壁上的粉尘再次飞扬，所述旋风筒2的中上部与中下部
之间通过圆柱筒2-1连接为一体结构，旋风筒2的中下部内设置有呈漏斗形的下
料锥形筒12，下料锥形筒12的底端与灰斗13相连；下料锥形筒12上端筒的外
径小于圆柱筒2-1的内径而形成环形下料通道14。
为了使旋风筒内贴壁上的粉尘顺利地滑落至灰斗13，从而更好地防止灰尘
再次飞扬，所述下料锥形筒12的斜面高度为1～3cm，下料锥形筒12与旋风筒2
中下部的间隙至少为2cm。
为了增大旋转气流的风速，增强对粉尘颗粒的离心力效果，所述螺旋状导流
板11的螺旋升角为10°～25°，螺旋状导流板11的外边缘与隔离筒10之间的
水平距离为隔离筒10外壁与旋风筒2内壁之间水平距离的1/2～2/3。
为了降低局部气流阻力，所述隔离筒10为上部小、下部大的锥形结构，所
述锥形结构的锥角为5°～12°。
使用时，携带粉尘的煤层气由进气口3进入旋风筒2，在离心力和惯性力的
作用下，气流环绕旋风筒2的壁面做旋转运动，并在导流板11及隔离板10外壁
和旋风筒2内壁的作用下螺旋下行；含尘煤层气在旋转过程中产生离心力，使重
度大于气体的粉尘颗粒克服气流阻力移向旋风筒2内壁；粉尘颗粒一旦与旋风筒
2内壁接触后，便会失去惯性力而在重力及旋转流体的带动下贴壁面向下滑落。
隔离筒10的外张式结构使得旋风筒2中上部的内部空间由上到下逐渐变小，气
流风速在旋转向下的过程中逐渐变大，使得旋转下降的气流越往下所产生的离心
力越强，粉尘颗粒与煤层气的分离效果也越好，当旋转气流到达隔离筒10的下
部附近位置后，以同样的旋转方向再由下折返向上进入隔离筒10内部。气流在
滤筒1和隔离筒10之间的空间内上升并逐渐进入滤筒1内，即滤筒1和隔离筒
10之间的气流在滤筒1底部的位置最大，因此为了降低局部气流阻力，所述隔
离筒10采用上部小、下部大的锥形结构。在旋风离心力作用下未分离的微细颗
粒随着气流到达滤筒1位置，被拦截在滤筒1的外壁，干净的气流则穿过滤筒1
从出气口4排出。
在离心力的作用下，脱离气流的粉尘颗粒从旋风筒2上部和中部贴壁滑落，
并且逐渐增多；由于旋风筒2内气流到达底部位置后将会继续旋转并开始上升进
入隔离筒10内部，即旋风筒2底部位置气流紊乱最厉害，贴壁下滑的粉尘容易
被气流卷起重新飞扬，因此为了防止贴壁下滑的粉尘在旋风筒2下部被重新卷吸
飞扬，所述旋风筒2的中下部设有环形下料通道14，当从上部下滑的粉尘达到
圆柱筒2-1的壁面上时，受重力作用将直接通过环形下料通道14进入灰斗13。
当滤筒1外壁捕集的粉尘达到一定量后，需要对滤筒1进行清灰时，启动气
泵8，出气口4位置的气体从喷嘴9的位置进入到喷吹管6，然后经过气泵8增
压后进入气包5；当气包5内的压力达到清灰要求时，启动脉冲阀7，蓄积在气
包5内的压缩空气经喷吹管6和脉冲阀7从喷嘴9中瞬间喷出，产生的脉冲气流
对滤筒1进行反吹，将滤筒1外壁捕集的粉尘吹落至灰斗13内，从而达到清灰
效果。