旋風(fēng)分離器是用以將被送物料從氣固兩相流中分離出來的裝置。分離器和除塵器在本質(zhì)上可說屬于同一類設(shè)備，不同的只是分離器主要用來分離輸送的物料，而除塵則主要是氣力輸送系統(tǒng)中用來回收粉塵或凈化輸送氣體，以保護(hù)氣源機(jī)械和減少環(huán)境污染。
按作用原理和構(gòu)造特點(diǎn)，分離器有容積式、離心式、慣性式和組合式等幾種。類型的選用通常取決于物料粒度和空氣流量。例如，在港口散糧專用碼頭和谷物加工企業(yè)中使用的氣力輸送裝置上，大多采用容積式和離心分離式。
對(duì)分離器的要求是：分離效率高，應(yīng)保證被運(yùn)物料的絕大部分（粉狀物料）或全部（顆粒狀物料）都能從雙相流中分離出來；性能穩(wěn)定，即可輸送條件稍有變化時(shí)（如風(fēng)量或混合比發(fā)生變化），也要具有穩(wěn)定的分離能力；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積緊湊，重量輕；壓力損失??；容易磨損的部位能拆卸更換，檢查維修方便。另外要有一定的透明部分(視窗)，以便觀察內(nèi)部狀態(tài)。
吸送式和壓送式系統(tǒng)都可以采用相同構(gòu)造的分離器。但由于吸送式系統(tǒng)的分離器內(nèi)壓力低于大氣壓力，漏氣會(huì)大大降低分離效率，因此需要有氣密性較好的卸料器與之匹配，得使物料排卸過程中得漏氣量減至*小。
容積式分離器
容積式分離器是一種*常見的用來分離靠自重能沉降的粒狀物料的分離器，有時(shí)也稱之為沉降器。
1.典型的容積式分離器 它的作用原理是，當(dāng)氣固兩相流從輸料管經(jīng)進(jìn)口接管進(jìn)入有效橫截面比管斷面大很多倍的筒體時(shí)，輸送氣流速度突然降低到遠(yuǎn)小于被送物料顆粒的懸浮速度，因而失去了對(duì)物料的攜帶能力，物料顆粒即靠自重而沉降下來，并通過下錐形體下部的排料口由卸料器排出。容積式分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)于粗粒物料分離效率高，物料破損較少，空氣動(dòng)力阻力較小，但它的幾何尺寸較大。這種分離器*適宜在大型吸送裝置上使用。
2.阻尼式容積分離器 用于中間卸料，它是由外框架和活動(dòng)架組成?；顒?dòng)架有一通過接管和弧形卸料板，當(dāng)氣缸驅(qū)動(dòng)活動(dòng)架水平移動(dòng)時(shí)，進(jìn)料管和接管連通，物料通過。當(dāng)活動(dòng)架移至另一位置時(shí)，進(jìn)料管正對(duì)著卸料弧形板，物料經(jīng)弧形板卸下，空氣逸出。為了保證固定外框架和活動(dòng)框架的密封，在接觸面采用Ω形橡膠密封圈。為防止卸料筒的磨損，在易磨處設(shè)有砂墊床，即混凝土、輝綠巖鑄石或剛玉等，這種卸料器阻力小，卸料平穩(wěn)，常用在高壓氣力輸送裝置上。
離心式分離器
離心式分離器也稱旋風(fēng)分離器，他是利用旋轉(zhuǎn)的氣固兩相流所產(chǎn)生的離心力，將物料（或粉塵）從氣流中分離出來的一種設(shè)備。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，占地面積小，操作維護(hù)方便，且分離效率高，壓力損失較小等優(yōu)點(diǎn)，所以在中、小型氣力輸送系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用。它除了用來分離物料外，也可作為除塵器使用。
1.工作原理和氣流運(yùn)動(dòng)
?。?）工作原理：旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)。當(dāng)氣固兩相流由切向入口進(jìn)入分離器后，沿外壁自上而下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這股從上向下旋轉(zhuǎn)的氣流稱為外旋渦，外旋渦到達(dá)錐體底部后，轉(zhuǎn)而向上，沿軸心向上旋轉(zhuǎn)，*后從排出管排出。這股從下向上的氣流成為內(nèi)旋渦。向下的外旋渦和向上的內(nèi)旋渦旋轉(zhuǎn)方向是相同的。氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，固體顆粒在離心的作用下向外壁移動(dòng)，到達(dá)外壁的固體顆粒在向下旋轉(zhuǎn)氣流的推動(dòng)和重力的共同作用下沿錐體壁面下落，進(jìn)入排料口排出。
?。?）旋風(fēng)分離器內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)：旋風(fēng)分離器內(nèi)氣體的運(yùn)動(dòng)實(shí)際是非常復(fù)雜的三維氣固兩相湍流運(yùn)動(dòng)。氣體運(yùn)動(dòng)的三維速度，即切向、徑向和軸向速度。
1）切向速度vt。對(duì)于粉塵顆粒的捕集與分離起著主導(dǎo)作用。含塵氣體在切向速度的作用下。使粉塵由里向外離心沉降。
2）徑向速度vr。它是影響旋風(fēng)分離器性能的重要因素。它可以使塵粒沿半徑方向，由外向里推移至旋渦中心，阻礙塵粒的下降。所以，徑向速度越大，旋風(fēng)分離器的分離能力越差。
3）軸向速度vz。軸向速度在旋風(fēng)分離器外部區(qū)域（外壁附近）氣流方向朝下，而在內(nèi)層區(qū)域氣流方向朝上。外層下行、內(nèi)層上行構(gòu)成氣體雙層旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。零軸向速度與器壁平行。
4）渦流。它由軸向速度與徑向速度構(gòu)成。對(duì)分離器的性能，尤其是分離效率的影響較大。常見的渦流有：
?、俣搪妨鳌７蛛x器頂蓋、排氣管外壁與筒體內(nèi)壁之間，由于徑向速度與軸向速度的存在，而形成局部的上渦流（亦稱短路流）。它將夾帶著相當(dāng)數(shù)量的細(xì)塵粒沿排氣管外表面下降，隨中心上升氣流從排氣管逸出，影響了除塵效率。
?、诳v向旋渦流。它是以旋風(fēng)除塵器內(nèi)，外旋流分界面為中心的器內(nèi)全長(zhǎng)上形成單一面循環(huán)旋渦流，從而使排氣管管端附近氣流的徑向速度加大，致使其力超過了顆粒所受的離心力，造成短路，影響了分離效率。
③外層旋流中的局部渦流。分離器內(nèi)壁表面的突起、焊縫等，可產(chǎn)生與主流方向鉛垂的渦流，其量雖只有主流的1/5，但它卻會(huì)使壁面附件或者已經(jīng)到達(dá)壁面的顆粒重新甩到內(nèi)層旋渦，使較大的塵粒在凈化氣中出現(xiàn)，降低了除塵器的分離能力。
④底部夾帶。 外層旋渦在錐體底部向上返轉(zhuǎn)時(shí)可產(chǎn)生局部渦流，能把一部分已經(jīng)分離下來的粉塵重新卷起。若旋渦流一直向下伸入灰斗，也同樣會(huì)攪起灰斗中的粉塵，被上升氣流帶走。底部夾帶的粉塵量占從排氣管帶出粉塵總量的20%～30%。因此，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)提高旋風(fēng)除塵效率是很重要的。
2.臨界粒徑與分離理論
?。?）臨界粒徑：嚴(yán)格講，大多數(shù)的分離過程均有分級(jí)的內(nèi)涵。旋風(fēng)分離器所能分級(jí)的*小顆粒直徑，稱為臨界粒徑dc。臨界粒徑的大小是反映旋風(fēng)分離器分離效率高低的理論依據(jù)。臨界粒徑越小，旋風(fēng)分離器的分離性能越高，反之越差。
表明臨界粒徑的方法有，分離效率為100%的顆粒*小極限粒徑dc100 和分離效率為50%的分級(jí)粒徑dc50，前者，凡大于dc100粒徑的顆粒，旋風(fēng)分離器都可以100%的捕集，而后者對(duì)dc50 顆粒粒徑既有50%被捕集，也有50%的機(jī)率不被捕集。工程上多采用粒徑dc50 來設(shè)計(jì)、選用旋風(fēng)分離器。
?。?）平衡分離理論：分析確定分級(jí)臨界粒徑的理論有多種，其中以平衡分離理論與實(shí)踐比較吻合，該理論認(rèn)為：一定粒徑d 的顆粒，因旋轉(zhuǎn)氣流而產(chǎn)生的離心力F，將會(huì)在平衡軌道上與向心氣流對(duì)它作用的斯托克斯阻力FR 達(dá)到平衡，而平衡軌道往往看作是排氣管下端由**切向速度的各點(diǎn)連接起來的一個(gè)假相圓筒。這種處于平衡狀態(tài)的顆粒，由于種種原因，平衡將隨時(shí)都會(huì)遭到破壞，有時(shí)離心力F>阻力FR，有時(shí)則FR>F。兩者出現(xiàn)的幾率是相等的。
4.影響旋風(fēng)分離器性能因素
?。?）進(jìn)口風(fēng)速：分級(jí)粒徑是隨進(jìn)口速度的增加而減小的，即除塵效率高。但是，進(jìn)口速度也不宜過大，速度過高易使氣流在分離器內(nèi)（特別是在其錐形部分）的運(yùn)動(dòng)紊流度增大，反而會(huì)降低分離效率。
（2）筒體直徑D 和排出管直徑dp：旋風(fēng)除塵器的直徑越小，則分級(jí)粒徑dc50 也越小，除塵器效率越高。所以，旋風(fēng)除塵器直徑**不要超過1m。如果風(fēng)量較大，可以兩個(gè)或幾個(gè)直徑較小的分離器并聯(lián)使用?？s小排氣管直徑，有利于提高除塵效率。但
是，排氣管直徑不能取的過小，以免阻力過大。
?。?）旋風(fēng)除塵器筒體和錐體的高度：增加除塵器的筒體和錐體高度，直感上似乎增加了氣流在除塵器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，有利于塵粒的分離。實(shí)際上由于上升的內(nèi)渦旋對(duì)下旋的外渦旋的牽引作用，使外渦旋氣流在下旋過程中有部分含塵氣流不斷竄進(jìn)內(nèi)渦旋，因此，筒體和錐體的高度過大實(shí)際意義不大。實(shí)踐表明，在錐體部分，由于斷面不斷減小，塵粒到達(dá)外壁的距離也逐漸減小，而氣流的切向速度不斷增大，這對(duì)塵粒的分離都是有利的。所以，現(xiàn)代高效除塵器大多都是長(zhǎng)錐體。
?。?）除塵器下部的嚴(yán)密性：排料口越嚴(yán)密，漏氣率越低，除塵效果越好，當(dāng)漏氣率為5%時(shí)，分離效率可以由90%降到50%；漏氣率達(dá)到15% 時(shí)，效率下降更加劇烈。
（5）物料的物理特性：它對(duì)分離效果也有較大的影響。物料密度和粒度越大則離心力越大，分離效率越高；反之則分離效率越低。
