一种环保节能型空压机进气过滤装置.pdf

一种环保节能型空压机进气过滤装置，包括纤维过滤器及反吹系统，其特征是：在纤维过滤器的进气端设置一级离心分离器，所述锥形布流器及正吹旋流器安装在筒状的粉尘捕集器的进气端，反吹旋流器安装在粉尘捕集器的出气端，气流经正向旋流器后产生旋转，反向旋流器进口处叶片与正向旋流器的叶片一致，在出口处叶片扭转呈与轴线平行，将前述旋转气流改变为轴向直行气流进入纤维过滤器；所述反吹气体喷嘴通过管道及脉冲阀与稳压罐连接，反吹旋流器在反吹时将进入一级离心分离器的反吹气流转变为旋转气流。本发明具有的优点是：过滤效率高，能耗低、滤芯使用寿命长、单次反吹气量大、反吹的频率小、具有一定的防潮能力。

1、  一种环保节能型空压机进气过滤装置，包括纤维过滤器及反吹系统，其中：纤维过滤器由纤维滤芯(7)及外筒(8)构成，其出气端与集气箱(10)的进气端连通，反吹系统中包括由脉冲控制器(12)及其脉冲控制阀(13)控制的反吹气体喷嘴(9)，所述反吹气体喷嘴位于纤维过滤器的出气端；其特征是：在纤维过滤器的进气端设置由锥形布流器(1)、隔板(3)、粉尘捕集器(4)、反吹旋流器(5)构成的一级离心分离器，所述锥形布流器(1)及正吹旋流器(2)安装在筒状的粉尘捕集器(4)的进气端，反吹旋流器(5)安装在粉尘捕集器(4)的出气端，所述正吹旋流器(2)的叶片和径面形成5°-40°的夹角，气流经正向旋流器后产生旋转，反向旋流器进口处叶片与正向旋流器(2)的叶片一致，在出口处叶片扭转呈与轴线平行，将前述旋转气流改变为轴向直行气流进入纤维过滤器；所述反吹气体喷嘴(9)通过管道及脉冲阀(13)与稳压罐(14)连接，反吹旋流器(5)在反吹时将进入一级离心分离器的反吹气流转变为旋转气流。

2、  根据权利要求1所述的环保节能型空压机进气过滤装置，其特征在于：所述一级离心分离器的正吹旋流器(2)及反吹旋流器(5)为叶片式旋流器，其旋流入口角度5°-40°、叶片为3-10片。

3、  根据权利要求1所述的环保节能型空压机进气过滤装置，其特征在于：所述一级离心分离器的长径比1-3。

4、  根据权利要求1、3所述的环保节能型空压机进气过滤装置，其特征在于：一级离心分离器的粉尘捕集器(4)由筒体及衬筒体内的颗粒收集无纺布构成。

5、  根据权利要求1所述的环保节能型空压机进气过滤装置，其特征在于：稳压罐(14)安装在集气箱(10)上，其进气管上安装有调压阀(15)。

一种环保节能型空压机进气过滤装置
发明领域
本发明涉及气固两相流分离装置，尤其是一种用于吸气压力为常压的空气压缩机的环保节能型空气过滤装置。
背景技术
吸气压力为常压的空气压缩机一般是指从大气中取气的大型空分装置用离心式空气压缩机和中、小型仪表风各型压缩机。目前吸入压力为常压的空气压缩机进气过滤一般采用的是纤维过滤，利用纤维吸附颗粒的特性过滤掉对机组有损害的尘埃颗粒。主要有三种方式：单级一次性纤维过滤，多级纤维过滤和自洁式纤维过滤。这三种型式实际使用上都不能完全满足工业要求，列举如下：
一、单级一次性过滤型式是在空气压缩机入口处设计1个或多个纤维滤芯，对气体只净化一次，滤芯运行末期阻力达到规定值，更换新滤芯。此型式结构简单，广泛使用在仪表风压缩机上，问题有：
1.过滤效率普遍较低。这个问题可以通过解体空压机观测来确定，根据内部干净程度就可以很容易发现。利用同济大学的科研设备，笔者曾做过检测，普通新滤芯在过滤≥5μm的颗粒时，过滤效率仅有50％左右。有一些高精度滤芯能够达到较好的过滤精度，但一般价格是普通滤芯的5--7倍以上。
2.过滤器阻降高，不节能。使用初始流阻一般在1500Pa左右，终期流阻一般7000Pa。
3.报废滤芯处置困难，易造成环保事故。每个滤芯含有少量的金属，回收需要消耗一定的人力，工厂一般作工业垃圾堆置掩埋。
二、多级过滤型式使用不同精度的无纺布的颗粒吸附能力，2次以上对入口空气进行净化。主要使用在空分装置用大型空气压缩机上，目前已经很少采用，主要原因也就是它的主要问题：
1.占地大，投资大。
2.清洗或更换滤芯不方便，部分还需要停车处理。
3.为防止异物进入机组，风道的处理要求高。
三、自洁式过滤型式利用尘滤尘特性，使用普通精度的滤芯创造出高精度的空气净化效果，延长了滤芯一定的使用寿命。有很多优越性，但实际应用中，也有以下问题没有得到解决：
1.滤芯使用初期，粉尘还没有在纤维上聚集，尘滤尘现象不会出现，也同样面临单级一次性过滤的问题，效率较低。
2.反吹出的颗粒有两个去处，一个是又被其它滤芯吸收，造成反吹频率高，增大了反吹能耗；另一个是排到大气中，造成二次污染，不利设备附近操作人员的健康。
3.不适宜潮湿的环境，特别是水雾对滤芯非常有害，会严重缩短滤芯的寿命。
4.反吹气量不能调节，反吹效果有限。
5.体积庞大，不易搞室内型设计，设备和风道内部除渣较困难，用于杂质要求高的空压机，有一定风险。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明设计的目的是提供一种可靠、环保、经济的空压机进气过滤装置。
本发明的目的是这样实现的：即一种环保节能型空压机进气过滤装置，包括纤维过滤器及反吹系统，其中：纤维过滤器由纤维滤芯及外筒构成，其出气端与集气箱的进气端连通，反吹系统中包括由脉冲控制器及其脉冲控制阀控制的反吹气体喷嘴，所述反吹气体喷嘴位于纤维过滤器的出气端；其特征是：在纤维过滤器的进气端设置由锥形布流器、正吹旋流器、隔板、粉尘捕集器、反吹旋流器构成的一级离心分离器，所述锥形布流器及正吹旋流器安装在筒状的粉尘捕集器的进气端，反吹旋流器安装在粉尘捕集器的出气端，所述正吹旋流器的叶片和径面形成5°-40°的斜角，气流经正向旋流器后产生旋转，反向旋流器进口处叶片与正向旋流器的叶片一致，在出口处叶片扭转呈与轴线平行，将前述旋转气流改变为轴向直行气流进入纤维过滤器；所述反吹气体喷嘴通过管道及脉冲阀与稳压罐连接，反吹旋流器在反吹时将进入一级离心分离器的反吹气流转变为旋转气流。
本发明的优点在于：
具体的目标有：1、无论使用初期，终期都会有一个非常好的过滤效率。2、采用目前广泛使用的价格低廉的普通滤芯，在自洁式过滤器的基础上延长使用寿命2倍以上。3、空气中的颗粒必须回收，达到环保的目的。4、反吹的频率比现有自洁式过滤器降低8倍以上。5、具有一定的防潮能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-锥形布流器；2-正吹旋流器；3-隔板；4-粉尘捕集器；5-反吹旋流器；6-滤芯连接器；7-滤芯；8-外筒；9-反吹气喷嘴；10-集气箱；11-集气箱出口；12-脉冲控制件；
13-脉冲阀；14-稳压罐；15-调压阀。
具体实施方式
下面结合实施例及附图给出的一个非限定性的实施例对本发明作进一步的说明：
本发明所公开的技术方案用于气、固两相分离。特别适用于吸气压力为常压的空气压缩机进气过滤。
如附图所示，本发明是由一级离心分离器、二级纤维过滤器以及反吹系统构成。一级离心分离器由锥形布流器1、正吹旋流器2、隔板3、粉尘捕集器4、反吹旋流器5构成，二级纤维过滤器由滤芯连接件6、滤芯7、外筒8构成，反吹系统由反吹气喷嘴9、脉冲控制器12、脉冲阀13、储气罐14、调压阀15组成。其中：二级纤维过滤器出气端与集气箱的进气端连通，反吹气体喷嘴9位于二级纤维过滤器的出气端；在纤维过滤器的进气端设置与一级离心分离器出其端连接，在一级离心分离器中，所述锥形布流器1及正吹旋流器2安装在一级分离器的进气端，反吹旋流器4安装在一级分离器的出气端，所述正吹旋流器的叶片和径面形成10°-15°的夹角，气流经正向旋流器后产生旋转，反向旋流器进口处叶片与正向旋流器的叶片一致，在出口处叶片扭转呈与轴线平行，将前述旋转气流改变为轴向直行气流进入纤维过滤器；所述反吹气体喷嘴9通过管道及脉冲阀13与稳压罐14连接。
所述一级离心分离器的正吹旋流器2及反吹旋流器5为叶片式旋流器，其吹入角度5°-40°、叶片为3-10片。
本发明的实施例中，所述一级离心分离器的长径比1-3；一级离心分离器的粉尘收集器4的材质为带静电的无纺布。
所述稳压罐14安装在集气箱10上，其进气管上安装有调压阀15。
集气箱10一般选取不锈钢，并在内部做专门的酸化处理，也可以选碳钢。储压器9和调压阀10是用来调节反吹气量，要达到好的反吹效果，反吹气量应该是正常过气量的25倍。
基于上述结构，本发明的工作原理如下：
正常状态下，待处理空气通过锥形布流器1，进入正吹旋流器2，在正吹旋流器2内产生旋转，在离心力的作用下，粉尘颗粒被粉尘捕集器4中的纤维吸附，气体得到第一次净化。净化后的气体在反吹旋流器5的作用下，停止旋转，动能回收为势能。停止旋转后的气体，通过滤芯7再次过滤，最后汇集进入集气箱10，通过集气箱出口11到压缩机进口。反吹状态下，气体流向和正常相反，气体由反吹气喷嘴9吹出，带动箱体内气体反向吹向滤芯9，将滤芯7上附着的粉尘颗粒吹出，带着颗粒的反吹气体在反吹旋流器4的作用下，产生旋转，粉尘颗粒在离心力的作用下甩到粉尘捕集器4上，出去的气体也得到净化。
在本发明的另一个实施例中，在集气箱上设置有4套所述一级离心分离器、二级纤维过滤器及反吹气喷嘴9，它们共用一个稳压罐，该装置可以处理气量为40m3/min，；所述一级离心分离器中的正吹旋流器2的正吹入口角度15°，反吹角度18°，长径比1.2。
上述实例获得的效果如下：
一、旋空分离获得良好的净化效果和较小的流阻。
利用激光计数仪BCJ-1，精度±6％，观测的结果
风量600m3/h    (粒/2.83升)


上述一级离心分离器中的锥形布流器1、正吹旋流器2、隔板3、粉尘捕集器4、反吹旋流器5产生的压降为600Pa，整体压降1000Pa。
连续运行10天后，≥5μm的粉尘颗粒过滤效率达到99.9％
由数据表可看出，旋空分离的切割粒径达到＜1μm，而压降只有600Pa。
二、反吹周期延长，由原来的1分钟反吹一次变为至少10钟反吹一次，滤芯寿命增长。
原因有2个：
大量粉尘被旋空分离器净化，减少了滤芯的负担。
反吹出的粉尘不再污染其它滤芯。
三、稳压罐使单次反吹气量增加，没有必要再使用文氏管，缩小了体积，使之更容易进行室内设计，节约了进气管道。
四、由于前部加了离心分离，能够甩脱一定的水雾，具备了一定的防潮能力。
经过优化设计后，它的效果会更好，但设计宗旨不会改变。