本发明属于工业环保机械设备领域， 特别设及利用动力除尘器。 背景技术

在现有技术中， 利用动力去除尘说埃的除尘器的基本原理是： 在除尘器的旋转机构中， 利用叶轮带动含尘气体高速旋转， 在旋转过程中用离心力实现对尘埃的分离。 由于被分离 而落到沉降面的尘埃仍随系统高速旋转，它与 同样旋转的气流之间相对速度很小，所以没有 二次扬尘的问题， 系统的转速可以设置得很高， 因而这种系统可以具有较高的分离因素。

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尽管这种装置吸引了许多发明人， 但较为实用的装置一直未能实现。 其主要问题就是： 细 尘粒在旋转分离空间里所需的平均分离时间远 大于尘粒在此空间中的滞留时间。 早期的装 置， 尘粒迁移到边缘沉降面的距离大， 分离空间的轴向长度短， 这使得远离沉降面的尘粒 未及抵达沉降面就被带到了出口端， 所以除尘装置只能对 ΙΟ μ πι 以上的大尘粒进行分离。 基于此有发明人改进了上述装置， 加长了分离空间的轴向长度， 并在入口端置有喷雾机构， 以便提高分离效率， 但对近转轴区域的细尘粒而言， 其所需迁移到边缘沉降面的时间仍大 于尘粒在分离空间中滞留的时间， 所以改进的除尘装置仍不能满足要求， 且喷水雾后在旋 转机构内部形成泥垢， 需要经常清除， 从而增加了维护成本及降低了运行效率。 而另一种 改进的装置缩短了尘粒迁移到边缘沉降面的距 离， 这虽然提高了分离效率， 但它减少了气 体的有效流通截面， 导致了处理量的不足而局限了实用性。

因此， 以往相关的动力驱动除尘装置因尘埃沉降距离 过大而导致的分离效率低， 而降 低沉降距离又导致除尘装置处理流量小的矛盾 成了长久以来难以克服的难题。

有关参考文献如下：

(1) Centrifugal dust separator (离心除尘器） US Patent 3191364，

(2) Dust separator (除尘器） US Patent 4543111，

(3) 一种离心分离器 CN ZL200410049704. 4。 发明内容

本发明的目的是针对以往动力驱动除尘器中， 因尘埃沉降距离过大而导致的分离效 率低， 而降低沉降距离又导致除尘装置处理流量小的 矛盾， 实现一种高效而又具有较大 处理流量的动力除尘器。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是： 一种动力除尘器， 它是一种动力驱动 的悬浮物去除装置， 包含入口端、 出口端、 固定腔体及在该腔体内通过轴驱动的旋转机 构。 旋转机构包含将旋转空间分割成诸多沿着轴向 的狭窄空间的浆片，隔片及其支承体。 浆片的数量为三个以上。 浆片采用相对于径向倾斜的结构， 即沿径向及方位角方向由内 向外伸展。 浆片的正面推动流体高速旋转， 浆片的反面是朝向转轴的光滑曲面， 作为优 选曲面上任一点的法线与该点至转轴所引垂线 间的夹角大于 30 ° 而小于 90 ° ，倾斜的光 滑曲面收集抵达其上的尘埃， 但不会使尘埃在其上积累， 而是使尘埃汇集结块并滑向外 侧。 隔片分布在旋转机构周边构成其外围结构，隔 片朝着转轴的一面也是光滑的曲面， 作 为优选该曲面上任一点的法线与该点至转轴所 引垂线的夹角大于 30 ° 而小于 90 ° ，此曲 面也使得落于其上的尘埃不积累，而是滑向背 离转轴的外侧，隔片不仅隔开旋转机构的内 部空间与固定腔体，还与其它隔片或浆片的外 侧端头形成析尘狭缝，使尘埃从旋转机构内 部逸出并抵达固定腔内被收集。 支承体保证对浆片或隔片的刚性支撑。

一系列倾斜的浆片及隔片将旋转空间分割成诸 多沿轴向延展的狭长子空间， 在这些 子空间里， 任何过轴且垂直于轴线的径向矢径被二个内壁 所截得的截距都很短， 而这个 截距正是尘粒在子空间里的迁移距离 （或沉降距离）， 它远小于旋转机构的外径， 这样就 极大地缩短了尘粒的迁移距离， 减小了其迁移时间，提高了系统的分离效率， 同时这种旋 转空间的分割基本不减小总的旋转机构的横截 面积， 所以它可保持有较高的处理流量。

在旋转空间内部如前面所述的被分隔出的流体 通道亦可再细分， 即在所述的浆片或 隔片上固定挡条， 实现进一步细分所述旋转机构的内部空间。 该挡条对着转轴的一面亦为 光滑的曲面， 这些光滑曲面上任一点的法线与该点至转轴所 引垂线间的夹角大于 30 ° 而小 于 90 ° 。实际实施过程中，在浆片的正面可焊上顺着 轴向放置的挡条，挡条的另一端伸向 子空间内另一侧浆片的光滑曲面， 并与之形成狭缝， 以便集尘析出， 狭缝宽度为 l_5mm。 在细分出的次空间里， 尘粒的迁移距离可进一步减小。

上述旋转空间的分割不仅降低了尘粒的迁移距 离， 也减小了旋转空间里的气流产生 的湍流， 为了进一步减少这种气流扰动对浆片内侧光滑 曲面上集尘的影响， 可以在浆片 内侧或隔片的光滑曲面上开凿或冲压出光滑的 凹槽， 其方向在径向上从内到外沿着光滑 曲面伸向外端， 凹槽深度为 l_8mm， 其目的就是让集尘在凹槽中滑向外端的固定腔 室， 使之不受与之垂直流动的气体的影响。 浆片上凹槽也可采用在浆片或隔片的光滑曲面 上 固定由内向外伸展的多个隔条而成。 在浆片的外端， 为防止抛向固定腔体中的尘粒返回内部旋转空 间， 在旋转机构远离 转轴的外围， 采用诸多的隔片将旋转机构的内部空间与固定 腔体隔开， 诸多的隔片及浆 片二二组合构成一系列狭缝或可开启的狭缝， 使得析出的尘埃通过狭缝被抛向固定腔体， 并防止尘埃返回旋转机构的内部， 狭缝的宽度为： 0. 2 - 5mm。 狭缝也可以是开启式的， BP : 无积尘时狭缝被具有弹性的隔片封死， 有积尘时此隔片被积尘的离心力撑开， 撑开 的狭缝宽度亦为 0. 2 -5mm。 当旋转机构高速旋转时， 气体受离心力作用还在内部旋转空 间和固定腔里产生气压差， 狭缝二边的气压差可以更进一步抑制返尘。

狭缝的构成有几种形式。 按照二组片体的放置方向分类： 一种结构是， 隔片与浆片 或另一个隔片相对而放置， 侧视成 V型夹角， 夹角顶端朝外背离转轴。 另一种结构是， 构成狭缝的组片具有相同的方位角，即都朝一 个方向倾斜，且对于转轴对称放置， 组片间 近似平行。

狭缝相对于转轴的方位也有二种： 一种是近似平行于转轴的直形狭缝， 采用一系列 近似平行于转轴的直条形隔片， 隔片环绕转轴对称排布成圆台壳状， 每个隔片的长边顺 着圆台的母线放置， 相邻的隔片或隔片与浆片形成便于尘埃析出的 狭缝。 另一种是环绕 转轴的环形狭缝，它是由圆台形环片排列而成 ，采用的隔片是内壁相对于转轴呈对称圆台 状的环体， 这些环体的轴线与转轴重合，各环形隔片相互 错开， 沿轴向延展排布， 相邻的 隔片形成环绕转轴的环形狭缝。 环形狭缝也可是螺旋形的， 即由两个螺旋形的环片相对 而置在旋转机构的外围旋绕并沿轴向螺旋伸展 。

狭缝做为集尘析出的端口， 一般是常开的， 也可以是由弹性隔片平时将狭缝封住， 当有集尘抵达狭缝时， 靠离心力撑开狭缝而析出。 此外， 还可在构成狭缝的隔片或浆片 上焊一些与子空间里气流方向相垂直的小隔片 ， 以减少内部气流扰动对狭缝处集中的尘 埃的影响。

在浆片远离转轴的外端， 采用狭缝的结构虽然可抑制尘埃返回内部处理 空间， 但在 几种特殊情况下可以省略以便简化工艺， 此时将浆片外端视为浆片与隔片合为一体， 即 浆片在远离转轴的端头与隔片平滑对接成一体 ， 所有浆片相对于转轴呈对称分布。 可以 省略狭缝结构的前提是： 有一定的措施防止析出的尘埃返回旋转机构内 部。 一种情况是， 当在固定腔室对着旋转腔体的侧壁上加有水膜 ， 这时从旋转腔体析出的尘粒被水膜吸收 不会折返。 第二种情况是， 在旋转腔体外设置有固定的防返尘折片（挡片 ）， 使得尘埃只 朝固定腔体移动。 第三种情况是在旋转腔体内置有雾化液体喷口 ， 尘粒被液滴俘获甩向 固定腔内壁亦不会折返。

本发明所采用的这些结构不仅极大的缩短了尘 粒抵达沉降面的迁移距离， 同时也增 加了许多光滑的沉降面， 当装置高速旋转时， 气流会在这些沉降面上产生一定的压强， 如果在流体通道内设置有喷雾机构并喷入雾化 液体时， 就会在这些沉降面上产生一层吸 收液膜， 这时除尘装置工作在扩散吸收状态下， 可以对 S0X、 N0X等有害气体进行处理。

本发明亦利用动力驱动旋转装置对流体实现抽 运， 一种是采用流体出口端平均外径 大于入口端的平均外径的方法， 实现离心抽运； 另一种方法是在旋转机构的入口端或出 口端， 在转轴上置有常规轴流风机的叶片， 驱动流体进入或流出旋转机构的处理空间。

总而言之， 本发明的设计原理， 是依靠下述四点实现高分离效率及高处理效率 。 首 先是， 采用倾斜的浆片对旋转处理空间进行分割， 这一方面在每个子空间里降低了尘粒 的迁移距离， 但又不减小总的通导截面， 这样实现了高的分离效率又保证了大流量的处 理； 其次采用倾斜的光滑沉降壁防止了集尘在其上 的积聚， 并将集尘导向外侧固定腔体 的集尘室， 从而实现自清洁； 其三， 在浆片外端， 浆片与隔片构成的狭缝， 一方面保证 内部子空间里分离出的尘埃析出至固定腔体， 一方面又抑制尘埃的返回， 从而进一步保 证了除尘装置的分离效率。 其四，该动力除尘器还集成了对流体的抽运功 能，不必再外部 配置风机，从而减小了整个系统的体积.

综合上面所述， 本发明的有益效果为： 本发明解决了现有技术中除尘装置因尘埃沉 降距离过大而导致的分离效率低， 而降低沉降距离又导致除尘装置处理流量小的 矛盾难 题， 其具有高分离效率， 处理流量大， 自清洁， 结构紧凑及易于维护的优点。 附图说明

图 1-1是本发明实施例所述动力除尘器采用圆台状 环形隔片的结构， 即实施例 1 的示 意图；

图 1-2是图 1-1中所述浆片、 隔片及狭缝的局部放大图；

图 2-1是本发明实施例所述动力除尘器采用直条形 隔片的结构， 即实施例 2的示意图； 图 2-2是图 2-1的半剖视图；

图 3-1是本发明实施例所述动力除尘器采用弯折形 浆片的结构， 即实施例 3的结构示 意图；

图 3-2 是本发明实施例所述动力除尘器中浆片正面设 有诸多隔片的结构， 即实施例 4 的示意图；

图 3-3是本发明实施例所述动力除尘器的隔片平行 排布的结构， 即实施例 5的示意图； 图 4-1 本发明实施例所述动力除尘器中浆片与隔片在 边缘上合为一体的结构， 即实施 例 6的示意图； 图 4-2 本发明实施例所述动力除尘器中浆片与隔片在 边缘上合并且固定腔室内壁有水 膜的结构， 即实施例 7的示意图；

图 5-1本发明实施例所述动力除尘器内部通道有喷 雾的结构， 即实施例 8的示意图； 图 5-2是图 5-1的 A-A 剖视图；

图 5-3是图 5-1的 I的局部放大图；

图 6是本发明实施例所述动力除尘器中浆片隔片� �殊组合的实施例 9的示意图。

图中： A入口端、 C箱体、 1入口通道、 2驱动空间、 3筒体、 4浆片、 5浆片正面、 6 支承板、 7光滑曲面、 8隔片、 9狭缝、 10固定腔室、 11出口段、 12出口端（实施例 1、 2)，

31浆片内侧、 32固定腔内壁、 33狭缝、 34集尘箱、 37浆片正面、 3A隔片、 3B隔片顶 点、 3D子空间、 3E间隙、 3S固定腔、 3P浆片、 3T 导流板、 3W挡条 （实施例 3、 4、 5)，

4a浆片背面、 4b防返尘固定折片、 4c固定腔内壁、 4h水膜 （实施例 6、 7)，

5a管道、 5b固定环片、 5c环形隔片、 5F雾化吸收液、 5L浆片内侧、 5M电机、 5P喷雾 口、 5Q浆片、 5S环缝、 5W固定腔内壁、 5X转轴、 5Z收集箱 （实施例 8)，

33狭缝、 34集尘箱、 61导尘间隙、 62支撑片、 3A隔片、 3P浆片、 3S沉降室 （实施例 9)。 具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步 说明， 但不作为对本发明的限定。

实施例 1

如图 1-1、 图 1-2所示， 是本发明在浆片边缘上采用圆台状环形隔片的 一个实施 1。 它 包括： 入口端 A、 出口端 12、 固定腔体 10及在固定腔体内通过转轴驱动的旋转机构， 构成 旋转机构的浆片 4固定在支承体筒体 3上，且绕转轴对称分布， 浆片 4相对于转轴由内向外 沿径向逆旋转方向倾斜延展，浆片 4对着转轴的一面是光滑曲面 7，其上任一点的法线与该点 至转轴所引垂线间的夹角都是 45 ° ，该夹角还可以在大于 30 ° 而小于 90 ° 的范围内。 浆片 4的光滑曲面 7在与转轴垂直的横截面上的投影是一条螺旋� �的特殊曲线。在浆片 4的外侧， 浆片 4与一系列圆台状环形隔片 8相连， 这些环形隔片 8的轴线与转轴重合， 它们二个成 一组相对而置， 各组首尾相连沿轴向排布， 分隔开子空间 2及固定腔室 10， 每组两个环形 隔片 8相互错开在其顶端形成环形狭缝 9，缝宽 1毫米， 环形隔片 8对着转轴的一面也是光 滑曲面，其上任一点的法线与该点至转轴所引 垂线间的夹角也是 45 ° ，该夹角也可以在大于 30 ° 而小于 90 ° 的范围内。 为保证沿轴向伸展的子空间 2相互隔绝， 浆片 4在外侧边缘加 工成同圆台环状隔片 8紧密相配的锯齿状（参见图 1-2)。浆片 4在出口段 1 1处没有与之相 连的圆台环状隔片 8， 在这一段浆片 4构成离心风机， 由于动力除尘器入口端的外径小于出 口段 11浆片 4的旋转外径，所以该动力除尘器运转时能对� �体实现抽运。在狭缝 9的外侧， 是收集尘埃的固定腔室 10， 其下面是支撑动力除尘器及收集积尘的箱体(� �

当电机 M驱动动力除尘器旋转时， 由于动力除尘器的抽运作用， 含尘气体经入口通道 1 进入被浆片 4分割出的子空间 2， 在此子空间 2内， 浆片 4的正面 5推动气体高速旋转， 离 心力使得气体中的尘粒沿径向向外迁移， 抵达子空间 2的另一侧相邻浆片的光滑曲面 7， 尘 粒与此光滑曲面 7的相对速度很小，尘粒在其上不会产生剧烈� �摩擦而减速，而是仍保持与 子空间 2 中气流相近的旋转速度， 所以不会被气流重新扬起； 尘粒也不会在抵达的光滑曲 面上积累， 受离心力作用， 它沿着倾斜的浆片 4的光滑曲面 7 向外侧滑动， 直至边缘上狭 缝 9， 在此处尘粒逸出并被甩向固定腔 10的内壁， 并沿此内壁下滑， 落入下部的集尘室 C。 由于高速旋转使气体在径向上产生压差， 使得狭缝 9内部的气压高于外部固定腔 10内的压 力， 这使得被抛出狭缝 9的尘粒难以返回内部空间。

当尘埃被分离后， 清洁气体从出口端 12排出动力除尘器。

实施例 2

如图 2-1、 图 2-2所示， 是本发明在边缘上采用直条形隔片的动力除尘 器的实施例 2。 它包括： 入口端 A、 出口端 12、 固定腔体 10及在固定腔体内通过转轴驱动的旋转机构， 构 成旋转机构的浆片 4固定在支承体筒体 3上，且绕转轴对称分布， 浆片 4相对于转轴由内向 外沿径向逆旋转方向倾斜延展。 在浆片 4远离转轴的外侧， 浆片 4与一系列平行于转轴轴 线的隔片 8构成用于析尘的狭缝 9。所有隔片 8均相对转轴对称分布， 所有构成的狭缝 9也 是对转轴对称分布。 狭缝 9可以是平行于转轴，亦可以是与转轴成一定� �角。 浆片 4和隔片 8对着转轴的一面是光滑曲面，其上任一点的� �线与该点至转轴所引垂线间的夹角亦在大于 30 ° 而小于 90 ° 的范围内。筒体 3及外侧支承板 6除了围封子空间 2夕卜，同时作为浆片 4的 刚性支承体。 浆片 4在出口段 11没有设置与之相配的隔片 8组成狭缝 9，在出口段 11，浆片 4工作在离心风机状态， 由于动力除尘器入口端的外径小于出口段 11浆片 4的旋转外径， 所以装置运行时能对气体实现抽运。

当动力除尘器高速旋转时， 含尘气流经入口通道 1被抽入子空间 2并高速旋转， 尘粒 受离心力的作用移向子空间 2中的另一侧浆片的光滑曲面 7，然后集尘沿光滑曲面 7滑向外 侧， 经狭缝 9抛向固定腔室 10， 并沿其内壁下滑， 落入下部的集尘室 C。 清洁气体最后经 出口段 11及出口端 12排出动力除尘器。

实施例 3

如图 3-1所示， 是本发明所述动力除尘器的实施例 3， 它类同于实施例 1， 与实施例 1 的区别在于： 本实施例 3 边缘采用顺着轴向的直条形隔片， 而且在此结构中浆片是由等厚 的金属平板在三处弯折而成， 浆片对着转轴的一面 31 是光滑曲面，其上任一点的法线与该 点至转轴所引垂线间的夹角亦在大于 30 ° 而小于 90 ° 的范围内。 其他相同之处本实施例不 再赘述。 当内部机构高速旋转时， 尘粒受离心力作用移向浆片内侧 31， 然后集尘沿浆片内 侧 31的光滑曲面滑向外侧， 经最外侧的狭缝 33抛向固定腔内壁 32， 并滑入底部的集尘箱 34中。 导流板 3T用于将析出的尘埃导向集尘箱并阻止其返回� ��

实施例 4

如图 3-2所示的本发明实施例 4， 实施例 4类同于实施例 1，其区别在于： 本实施例 4 边缘采用顺着轴向的直条形隔片， 而且在结构中浆片正面 37焊有顺着轴向放置的一系列挡 条 3W， 这些挡条 3W从其坐落的浆片正面 37伸向相邻的浆片背面， 挡条 3W的顶点 3B与相 邻浆片背面 31保持一定间隙 3E 为 2mm， 其他相同之处本实施例不再赘述。 当内部机构高 速旋转时， 在由一系列挡条 3W再次分割出来的子空间 3D里， 尘粒受离心力作用落在浆片 背面 31及挡条 3W对着转轴的这一面， 并沿着两个光滑曲面滑向间隙 3E， 在间隙 3E处， 挡 条 3W上的集尘滑向浆片的光滑面， 然后所有集尘再沿着浆片背面 31 向外侧滑移， 直至边 缘处的狭缝 33， 然后抛向固定腔内壁 32， 沿固定腔内壁 32及导流板 3T最终落入底部的集 尘箱 34中。 在本结构中，由浆片 3P及隔片 3A分隔出的狭长流体通道被进一步细分， 一方 面进一步减小了尘粒的沉降距离； 另一方面减小了气流在每个通道中可能产生的 湍流及扰 动， 从而进一步提高了分离效率。

实施例 5

如图 3-3所示的本发明实施例 5， 它类同于实施例 1， 与实施例 1的区别在于： 本实施 例 5边缘采用顺着轴向的直条形隔片， 而且在浆片的外侧， 隔片 3A沿着圆周方向绕转轴顺 序排置， 具有相同的方位角及相同的倾斜方向，隔片 3A之间及隔片 3A与浆片 3P间形成不 易于固定腔 3S中析出的尘埃返回的狭缝， 各组片间近似平行。 与实施例 1的其他相同之处 本实施例不再赘述。

实施例 6

如图 4-1所示的本发明所述实施例 6， 它类同于实施例 1， 与实施例 1的区别在于： 在 本动力除尘器中浆片与隔片在远离转轴的边缘 上平滑并接融合在一起， 不用构成狭缝析尘， 浆片背面 4a上的集尘沿光滑曲面 4a滑移到边缘后直接抛向外沉降室上的一系列� ��返尘固 定折片 4b。固定折片 4b呈收口状， 大口朝内， 小口朝外，用以减小尘埃返回内部旋转空间。 整个动力除尘器竖直放置， 固定腔内壁 4c上的集尘受重力作用下落， 滑入底部的积尘室。 与实施例 1的其它相同之处本实施例不再赘述。 实施例 7

如图 4-2所示的本发明所述实施例 7， 它类同于实施例 1， 与实施例 1的区别在于： 在 本动力除尘器中浆片与隔片在远离转轴的边缘 上平滑并接融合为一体， 不用构成狭缝析尘， 在沉降室内壁 4c上布置有水膜 4h， 用于纳尘. 与实施例 1的相同之处本实施例不再赘述。 整个动力除尘器竖直放置， 当内部机构高速旋转时， 浆片背面 4a上集尘沿光滑曲面 4a移 到边缘， 然后被抛向水膜 4h， 泥浆受重力作用流入底部的积尘室。

实施例 8

如图 5-1、 5-2、 5-3所示的本发明实施例 8， 为流体通道内带喷雾装置的实施例。 所述 动力除尘器采用一系列环形隔片 5c形成环缝 5S， 由电机 5M驱动转轴 5X使旋转机构高速旋 转， 气体在旋转机构入口处的半径小于出口处的半 径， 使得动力除尘器实现离心风机式的 抽运。 这个装置中吸收液体由管道 5a经固定环片 5b引入旋转机构中， 它在内部喷出雾化 吸收液 5F。 固定环片 5b的作用， 一方面引入喷雾口 5P; —方面保证旋转机构里流体通道 的连贯性， 使气体不直接通到固定腔里。 喷雾口 5P喷出的雾化吸收液 5F， 一方面在气流中 吸收有害气体， 一方面被浆片 5Q截获并在浆片内侧 5L形成一层液膜， 高速旋转的气体由 于离心力的作用在此液膜上形成一定压力， 使得气体中的有害成份被液膜吸收， 液膜受离 心力作用沿浆片内侧 5L向边缘流动，最终经过环缝 5S抛向固定腔内壁 5W并汇入收集箱 5Z 中。

实施例 9

如图 6所示本发明实施例 9， 为浆片和隔片特殊组合的实施例， 它类同于实施例 1， 与 实施例 1 的区别在于： 本实施例 9边缘采用顺着轴向的直条形隔片， 而且在新结构中， 浆 片 3P是固定在支撑片 62上， 当旋转机构绕轴旋转时， 尘粒向沉降面 31上迁移， 然后集尘 沿光滑曲面滑向外侧， 通过导尘间隙 61被抛向固定沉降室 3S中， 或通过边缘处浆片 3P与 隔片 3A形成的狭缝 33抛向沉降室 3S中， 最终积尘落入集尘室 34。

以上所述的各个实施例， 浆片的旋转方向与浆片倾斜的方向相反， 用以保证浆片做为 离心机抽运时具有较高的效率。 浆片的旋转方向与浆片倾斜的方向也可以相同 ，此时系统仍 可工作且除尘效率不受太大的影响， 但做为离心机的抽运效率将大为下降。

以上所述的实施例， 只是本发明优选的具体实施方式的几种， 本领域的技术人员在本 发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都 应包含在本发明的保护范围内。