一种进口旋流器及喷动床制造技术

本实用新型专利技术公开了一种进口旋流器及喷动床，包括喷动床主体，所述的喷动床主体的进口处安装有进口旋流器，所述的进口旋流器包括同轴设置的喷嘴内管和喷嘴外管，喷嘴内管和喷嘴外管之间形成环形通道，环形通道内均匀安装有多个旋流叶片，相邻两个旋流叶片之间形成旋流进气通道。本实用新型专利技术的喷动床相比较于传统喷动床，旋流器安装在喷动床进口处，增强喷动区与环隙区颗粒的径向运动，强化颗粒与喷射气体的动量、热量及质量传递过程。

【技术实现步骤摘要】
一种进口旋流器及喷动床
本发涉及化工设备
，具体涉及一种进口旋流器及喷动床。
技术介绍
柱锥型喷动床是一种高效的气固接触器，已广泛地应用于化工生产领域的各种单元操作过程，例如，大颗粒物料的干燥、包衣、造粒、废橡胶低温热解、以及溶液的干燥、粉碎，低品质煤的气化、燃煤烟气脱硫、垃圾焚烧烟气脱硫脱盐酸气体、二氧化碳的去除等。喷动床的发展已有50多年，它有多种形式，其中应用最广泛、最典型的喷动床是柱锥型喷动床，其存在着明显的三区流动结构：稀相喷射区、密相环隙区及喷泉区。喷射区中颗粒被高速气体夹带而出，并与气体作顺流接触，而当颗粒由喷泉区回落到环隙区后，缓慢下移的同时与环隙区内的气体作逆流接触，即喷动床的介质颗粒具有明显的内外分层流动特点。但对于细小颗粒的处理，此喷动床也存在一些不足之处：环隙区、特别是喷动床锥体区颗粒运动缓慢，颗粒出现聚团、结节甚至出现流动死区，环隙区与喷射区颗粒、气体缺乏径向混合，进而影响和降低了喷动床的整体物料处理效率及化学反应速率。
技术实现思路
针对上述现有喷动床技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种喷动床，解决现有技术中的喷动床由于出现流动死区、缺乏径向混合等原因所产生的物料处理效率及化学反应速率不理想的技术问题。本专利技术的另一个目的在于，提供一种进口旋流器，为上述喷动床提供相配套的旋流器。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：一种喷动床，包括喷动床主体，所述的喷动床主体的进口处安装有进口旋流器，所述的进口旋流器包括同轴设置的喷嘴内管和喷嘴外管，喷嘴内管和喷嘴外管之间形成环形通道，环形通道内均匀安装有多个旋流叶片，相邻两个旋流叶片之间形成旋流进气通道；本专利技术还具有如下区别技术特征：优选的，所述的喷嘴内管的外径记为D2，所述的喷嘴外管的内径记为D1，D2/D1＝0.4～0.5，D1＝19mm，所述的喷嘴内管的高度为50mm。优选的，所述的旋流叶片采用宽度为6.4mm，厚度为1mm的板材加工成单头螺旋的叶片，板材长度方向的中心轴线的螺旋升角为45°，旋流叶片的高度与喷嘴内管的高度相等。优选的，所述的旋流叶片的个数为8个，所述的旋流叶片在环形通道中的倾斜角度能够调整，与竖直方向的调整夹角为30°。优选的，所述喷动床主体的高度记为H，喷动床主体的直径记为D3，H＝750mm，D3＝152mm；所述的喷动床主体为倒柱锥型喷动床，所述的喷动床主体进口处的倒锥结构的顶角记为θ，θ＝60°。本专利技术还保护一种进口旋流器包括同轴设置的喷嘴内管和喷嘴外管，喷嘴内管和喷嘴外管之间形成环形通道，环形通道内均匀安装有多个旋流叶片，相邻两个旋流叶片之间形成旋流进气通道；优选的，所述的喷嘴内管的外径记为D2，所述的喷嘴外管的内径记为D1，D2/D1＝0.4～0.5，D1＝19mm，所述的喷嘴内管的高度为50mm。优选的，所述的旋流叶片采用宽度为6.4mm，厚度为1mm的板材加工成单头螺旋的叶片，板材长度方向的中心轴线的螺旋升角为45°，旋流叶片的高度与喷嘴内管的高度相等。优选的，所述的旋流叶片的个数为8个，所述的旋流叶片在环形通道中的倾斜角度能够调整，与竖直方向的调整夹角为30°。本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：(Ⅰ)本专利技术的喷动床相比较于传统喷动床，旋流器安装在喷动床进口处，增强喷动区与环隙区颗粒的径向运动，强化颗粒与喷射气体的动量、热量及质量传递过程。(Ⅱ)本专利技术的旋流器结构简单，而且使用操作方便；本专利技术旋流器使气体与颗粒迅速接触，提高喷动床的整体物料处理能力。附图说明图1为本专利技术喷动床主体剖面结构示意图；图2为本专利技术进口旋流器横截面结构示意图；图3为本专利技术进口旋流器整体结构透视示意图；图4为本专利技术喷动床结构参数取值示意图；图5为喷动床在三个截面高度a、b、c，分别为H＝0.05m，H＝0.10m，H＝0.15m处，实施例1和对照组的气体湍动能随径向的变化关系图；图6为喷动床的气体湍动能纵截面云图(左为实施例1，右为对照组)；图7为喷动床在三个截面高度a、b、c，分别为H＝0.05m，H＝0.10m，H＝0.15m处，实施例1和对照组的颗粒径向速度随径向的变化关系对比图；图8为喷动床的颗粒径向速度纵截面云图(左为实施例1，右为对照组)；图9为喷动床在三个截面高度a、b、c，分别为H＝0.05m，H＝0.10m，H＝0.15m处，实施例1和对照组的颗粒拟温度随径向的变化关系对比图；图10为喷动床的颗粒拟温度纵截面云图(左为实施例1，右为对照组)；图11为喷动床在三个截面高度a、b、c，分别为H＝0.05m，H＝0.10m，H＝0.15m处，实施例1及对照组的颗粒拟温度横截面分布云图。注:图6，8，10，11为对数标尺，是为了使云图颜色区分更加明显。图中各个标号的含义为：1-喷动床主体、21-喷嘴内管(21)、22-喷嘴外管、3-环形通道、4-旋流叶片。以下结合实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式流体旋转流动作为一种二次流强化传热技术，因其能够以较小的阻力获取较大的强化传热效果而成为强化换热的研究热点之一，其强化传热的基本机理如下：工作时，流体在旋流器的导流作用下形成强烈的旋转运动，在旋流叶片的导向作用下将流体以螺旋状形式送出，产生相当高的诱导比，使流体以一定的角度冲刷固体壁面，强烈的流体扰动加强了流体与壁面之间流体边界层及动量传递与传热。这就是旋流器传热强化的基本原理。基于流体旋转流强化流动运动原理，本专利技术将通过气体旋流来实现细小颗粒的径向运动，破坏喷动床环隙区、圆锥区的细小颗粒聚积，从而起到强化喷动床内颗粒与流体的混合过程。遵从上述技术方案，以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。实施例1：本实施例给出一种进口旋流器，如图2和3所示，包括同轴设置的喷嘴内管和喷嘴外管，喷嘴内管和喷嘴外管之间形成环形通道，环形通道内均匀安装有多个旋流叶片，相邻两个旋流叶片之间形成旋流进气通道。作为本实施例的一种优选方案，进口旋流器采用金属或有机玻璃板制成。作为本实施例的一种优选方案，喷嘴内管的外径记为D2，所述的喷嘴外管的内径记为D1，D2/D1＝0.5，D1＝19mm，所述的喷嘴内管的高度为50mm。作为本实施例的一种优选方案，旋流叶片4采用宽度为6.4mm，厚度为1mm的板材加工成单头螺旋的叶片，板材长度方向的中心轴线的螺旋升角为45°，旋流叶片4的高度与喷嘴内管21的高度相等。作为本实施例的一种优选方案，优选的，旋流叶片的个数为8个，旋流叶片在环形通道中的倾斜角度能够调整，与竖直方向的调整夹角为30°。作为本实施例的最优选方案，以旋流叶片在环形通道中的倾斜角度为30°做相关的模拟试验。具体的，旋流叶片四顶点分别与所述环形通道两端面圆环无间隙连接。这样既能够保证旋流器具有足够的布置尺寸及影响空间，有能够避免旋流器结构影响和破坏喷动床环隙区内流体的流动。实施例2：本实施例给出一种喷动床，如图1至3所示，包括喷动床主体，所述的喷动床主体的进口处安装有进口旋流器，所述的进口旋流器采用实施例1中所述的进口旋流器。作为本实施例的一种优选方案，喷动床主体的高度记为H，喷动床主体的直径记为D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷动床，包括喷动床主体(1)，其特征在于，所述的喷动床主体(1)的进口处安装有进口旋流器，所述的进口旋流器包括同轴设置的喷嘴内管(21)和喷嘴外管(22)，喷嘴内管和喷嘴外管之间形成环形通道(3)，环形通道内均匀安装有多个旋流叶片(4)，相邻两个旋流叶片之间形成旋流进气通道。

【技术特征摘要】
1.一种喷动床，包括喷动床主体(1)，其特征在于，所述的喷动床主体(1)的进口处安装有进口旋流器，所述的进口旋流器包括同轴设置的喷嘴内管(21)和喷嘴外管(22)，喷嘴内管和喷嘴外管之间形成环形通道(3)，环形通道内均匀安装有多个旋流叶片(4)，相邻两个旋流叶片之间形成旋流进气通道。2.如权利要求1所述的喷动床，其特征在于，所述的喷嘴内管(21)的外径记为D2，所述的喷嘴外管(22)的内径记为D1，D2/D1＝0.4～0.5，D1＝19mm，所述的喷嘴内管(21)的高度为50mm。3.如权利要求1所述的喷动床，其特征在于，所述的旋流叶片(4)采用宽度为6.4mm，厚度为1mm的板材加工成单头螺旋的叶片，板材长度方向的中心轴线的螺旋升角为45°，旋流叶片(4)的高度与喷嘴内管(21)的高度相等。4.如权利要求3所述的喷动床，其特征在于，所述的旋流叶片(4)的个数为8个；所述的旋流叶片(4)在环形通道(3)中的倾斜角度能够调整，与竖直方向的调整夹角为30°。5.如权利要求1所述的喷动床，其特征在于，所述喷动床主体(1)的高度记为H，喷动床主体(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴峰，黄振宇，杨春玲，马晓迅，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61