專利名稱：氣流通道入口慣性粒子分離器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及粒子分離器，具體是一種氣流通道入口慣性粒子分離器。
背景技術：
氣流通道入口的進氣中常不可避免地可能攜帶固體顆粒，為了凈化氣流通道入口的進氣，分離氣流與固體顆粒，常采用粒子分離器。所述粒子分離器包括許多種類，例如隔柵粒子分離器、旋風粒子分離器、管式粒子分離器、慣性粒子分離器等。其中，慣性粒子分離器由于其結(jié)構簡單、重量輕、流動損失小，常用于高速氣流通道入口處，例如燃氣輪機發(fā)動機入口?，F(xiàn)有技術中的一種慣性粒子分離器的軸對稱截面圖如圖I所示，包括外殼體1， 分離舌2和內(nèi)殼體3，通流方向為X方向，徑向方向為R方向。所述外殼體I與所述分離舌2包圍形成清除流道5,內(nèi)殼體3與所述分離舌2包圍形成中心流道6。所述外殼體I與所述內(nèi)殼體2的前部構成面積減縮的加速通道，氣流攜帶顆粒在其所述加速通道內(nèi)加速。所述外殼體I與內(nèi)殼體2的最大徑向位置點11、21在通流方向上的位置幾乎一致，形成喉部4。攜帶顆粒的氣流通過所述喉部4后，大部分的固體顆粒伴隨少量的氣流——通常為慣性粒子分離器總流量的12 30%，稱為流量損失一進入位于所述慣性粒子分離器外側(cè)的所述清除流道5，并進而排出所述慣性粒子分離器。其他的大部分氣體攜帶少量顆粒進入位于所述慣性粒子分離器內(nèi)側(cè)的所述中心流道6。通過上述過程，所述慣性粒子分離器即可實現(xiàn)顆粒分離的技術效果。在實際工作中，對大尺度顆粒而言，其運動主要決定于自身的初始速度和慣性。所述大尺度顆粒針對顆粒密度為220(T2800kg/m3的固體顆粒，例如砂礫，通常指粒徑在百微米以上的固體顆粒。一些大尺度顆粒可能與外殼體I、內(nèi)殼體2和分離舌3發(fā)生碰撞后，反彈進入中心流道6，例如圖2所示。圖2中P1、P2顆粒分別與分離器壁面碰撞5次與4次后進入中心流道6。大尺度顆粒碰撞后進入中心流道6的技術問題，直接造成分離效率降低，所述慣性粒子分離器對大尺度顆粒的所述分離效率可能低至50%。為了保證顆粒分離效率，通常必須提高清除流道內(nèi)的流量，因而造成較大的流量損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供了一種氣流通道入口慣性粒子分離器。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的?！N氣流通道入口慣性粒子分離器，包括外殼體、分離舌和內(nèi)殼體，其中，所述外殼體與所述分離舌包圍形成清除流道，所述內(nèi)殼體與所述分離舌包圍形成中心流道，所述外殼體的最大徑向位置點與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點在通流方向上交錯分布，所述外殼體的最大徑向位置點在通流方向上位于所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點的下游，所述氣流通道入口慣性粒子分離器總長為LI，所述外殼體的最大徑向位置點與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點在通流方向上的距離為L2，其中，L2 L1=0. 05^0. 3。更進一步地，所述L2 L1=0. I 0. 15。更進一步地，所述L2 L1=0. 125。更進一步地，所述清除流道內(nèi)的流量為氣流通道入口慣性粒子分離器總流量的8% 20%。更進一步地，所述清除流道內(nèi)的流量為氣流通道入口慣性粒子分離器總流量的10%。更進一步地，所述氣流通道入口慣性粒子分離器還包括入口隔柵，所述入口隔柵設置在氣流通道入口處。更進一步地，所述入口隔柵通過機械連接方式連接在氣流通道入口處，所述機械連接方式包括螺紋連接、焊接、卡接或鉚釘連接。更進一步地，所述入口隔柵的開孔的形狀為長方形、圓形或六邊形。更進一步地，所述入口隔柵的開孔的水力直徑為Imm以上。更進一步地，所述入口隔柵的開孔的水力直徑為4mm以上。本發(fā)明將外殼體的最大徑向位置點與內(nèi)殼體的最大徑向位置點在通流方向上交錯分布，外殼體的最大徑向位置點位于所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點下游；本發(fā)明解決現(xiàn)有技術的慣性粒子分離器中大尺度顆粒碰撞后進入中心流道的技術問題；實現(xiàn)提高大尺度顆粒分離效率，減小流量損失的技術效果，更進一步地可實現(xiàn)抵御大塊異物沖擊的技術效果。


圖I為現(xiàn)有技術中的一種慣性粒子分離器的軸對稱截面圖；圖2為現(xiàn)有技術中的一種慣性粒子分離器內(nèi)的大尺度顆粒運動與碰撞示意圖；圖3為本發(fā)明軸對稱截面圖；圖4為本發(fā)明內(nèi)的大尺度顆粒運動與碰撞示意圖；圖5為本發(fā)明帶有入口隔柵的慣性粒子分離器的軸對稱截面圖；圖中，I為外殼體，2為分離舌，3為內(nèi)殼體，4為喉部，5為清除流道，6為中心流道，7為入口隔柵，11為外殼體的最大徑向位置點，31為內(nèi)殼體的最大徑向位置點。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例I如圖I和圖3所示，本實施例包括外殼體I、分離舌2和內(nèi)殼體3，其中，外殼體I與分離舌2包圍形成清除流道5，內(nèi)殼體3與分離舌2包圍形成中心流道6，外殼體的最大徑向位置點11與內(nèi)殼體的最大徑向位置點31在通流方向上交錯分布，外殼體的最大徑向位置點11在通流方向上位于內(nèi)殼體的最大徑向位置點31的下游，外殼體的最大徑向位置點11與內(nèi)殼體的最大徑向位置點31在通流方向上的距離為L2，本實施例的總長為LI，L2:L1=0. 05、. 3，本領域普通技術人員可根據(jù)工程需要選擇合適的L2/L1的比例，更為優(yōu)選的是O. Γ0. 15，具體為O. 125。大尺度顆粒在本實施例中的運動與碰撞情況如圖4所示，由不同入口位置進入本實施例的Ρ3、Ρ4、Ρ5顆粒經(jīng)過與外殼體I、分離舌2和內(nèi)殼體3的碰撞能夠大量地進入清除流道。在該實施例中，清除流道5內(nèi)的流量優(yōu)選為本實施例總流量的10%，該流量比稱為流量損失。本領域普通技術人員可根據(jù)可根據(jù)工程需要選擇合適的流量損失，優(yōu)選8% 20%。該實施例中，根據(jù)數(shù)值模擬和實際測量得到大尺度顆粒的分離效率達到90%以上。實施例2實施例2為實施例I的變化例。本實施例在實施例I的基礎上，還包括入口隔柵7，該入口隔柵設置在實施例I提 供的氣流通道入口慣性粒子分離器的氣流通道入口處，用于抵御外界大塊異物對燃氣輪機發(fā)動機的破壞。入口隔柵7采用機械連接方式連接在氣流通道入口處，所述機械連接方式可包括螺紋連接、焊接、卡接、鉚釘連接等。本領域普通技術人員可根據(jù)需要選擇入口隔柵7的開孔形狀，例如長方形、圓形或六邊形。為了避免所述入口隔柵7造成過大的流動阻力，所述隔柵7的開孔的水力直徑應當選為Imm以上，更優(yōu)選地是4mm以上。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
權利要求
1.一種氣流通道入口慣性粒子分離器，包括外殼體、分離舌和內(nèi)殼體，其中，所述外殼體與所述分離舌包圍形成清除流道，所述內(nèi)殼體與所述分離舌包圍形成中心流道，其特征在于，所述外殼體的最大徑向位置點與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點在通流方向上交錯分布，所述外殼體的最大徑向位置點在通流方向上位于所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點的下游，所述氣流通道入口慣性粒子分離器總長為LI，所述外殼體的最大徑向位置點與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點在通流方向上的距離為L2，其中，L2 L1=0. 05、. 3。
2.根據(jù)權利要求I所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述L2Ll=O. Γ0. 15。
3.根據(jù)權利要求2所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述L2Ll=O. 125。
4.根據(jù)權利要求I所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述清除流道內(nèi)的流量為氣流通道入口慣性粒子分離器總流量的8% 20%。
5.根據(jù)權利要求4所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述清除流道內(nèi)的流量為氣流通道入口慣性粒子分離器總流量的10%。
6.根據(jù)權利要求I飛中任一所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，還包括入口隔柵，所述入口隔柵設置在氣流通道入口處。
7.根據(jù)權利要求6所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述入口隔柵通過機械連接方式連接在氣流通道入口處，所述機械連接方式包括螺紋連接、焊接、卡接或鉚釘連接。
8.根據(jù)權利要求6所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述入口隔柵的開孔的形狀為長方形、圓形或六邊形。
9.根據(jù)權利要求8所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述入口隔柵的開孔的水力直徑為Imm以上。
10.根據(jù)權利要求9所述的氣流通道入口慣性粒子分離器，其特征在于，所述入口隔柵的開孔的水力直徑為4mm以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣流通道入口慣性粒子分離器，包括外殼體、分離舌和內(nèi)殼體，所述外殼體與所述分離舌包圍形成清除流道，所述內(nèi)殼體與所述分離舌包圍形成中心流道，所述外殼體的最大徑向位置點與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點在通流方向上交錯分布，所述外殼體的最大徑向位置點在通流方向上位于所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點的下游，所述外殼體的最大徑向位置點與所述內(nèi)殼體的最大徑向位置點在通流方向上的距離為L2，所述慣性粒子分離器總長為L1，L2∶L1=0.05～0.3。本發(fā)明可以實現(xiàn)提高大尺度顆粒分離效率，減小流量損失的技術效果。
文檔編號B01D45/08GK102698510SQ20121014791
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權日2012年4月13日
發(fā)明者傅耀, 王彤, 谷傳綱 申請人:上海交通大學