專利名稱：采用錢夾式濾網(wǎng)的集塵器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在各種工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的集塵器，它選用錢夾式變性纖維作濾網(wǎng)，濾網(wǎng)是集塵器的最重要部件，用于防止微塵四處飛散。更特別地，本發(fā)明涉及一種集塵器，它用于吸集諸如煙霧、煤煙、煤塵之類的化學(xué)煙塵或回收微塵時(shí)，可使經(jīng)濾網(wǎng)過(guò)濾后得到的凈化空氣的噴吐速度保持恒定而不受濾網(wǎng)長(zhǎng)度的影響。
一般地說(shuō)，裝在集塵器上的由天然、化學(xué)或金屬纖維制成的過(guò)濾器，有袋式和信封式兩種，濾網(wǎng)的布置方式可分為水平式、立式和中間式。
采用這些方法，要在過(guò)濾/集塵區(qū)維持均勻壓力以及在凈化空氣噴吐區(qū)維持均等過(guò)濾速度是相當(dāng)困難的。而且，它們的工作性能不良，這將在下面進(jìn)行討論。
在傳統(tǒng)集塵器中，由氣體和固體組成的混合流進(jìn)入濾網(wǎng)的下方，然后被向上提升，以除掉塵埃，濾出的凈化空氣通過(guò)頂部從集塵器流出。因而，被回收或吸集的塵埃流和固態(tài)化學(xué)微塵在上下交混時(shí)發(fā)生劇烈碰撞。
如

圖1a所示，圓筒形或長(zhǎng)方形除塵室1被濾網(wǎng)裝設(shè)板4分隔成過(guò)濾/集塵區(qū)2和凈化空氣噴吐區(qū)3，濾網(wǎng)裝設(shè)板安裝在除塵室上部。濾網(wǎng)裝設(shè)板上裝有若干個(gè)袋式濾網(wǎng)7，從與吸塵罩5相連的漏斗入口6進(jìn)入的混合流經(jīng)濾網(wǎng)7被分成塵埃和凈化空氣兩部分，這些濾網(wǎng)都沿鉛直方向下垂。除塵室的下面可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝有一個(gè)回轉(zhuǎn)閥(未畫(huà)出)，用于收集被分開(kāi)的塵埃。
采用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)(未畫(huà)出)旋轉(zhuǎn)時(shí)，除塵室1的內(nèi)部壓力下降，從而產(chǎn)生吸力，使來(lái)自塵埃源中的混合流經(jīng)吸塵罩5從除塵室的下方進(jìn)入除塵室1。
當(dāng)帶塵埃的混合流經(jīng)漏斗入口6進(jìn)入除塵室1時(shí)，在過(guò)濾/集塵區(qū)2內(nèi)，袋式濾網(wǎng)將混合流中的塵埃濾掉，從而只將凈化后的空氣排入位于濾網(wǎng)裝設(shè)板4上面的凈化空氣噴吐區(qū)3。
經(jīng)過(guò)重復(fù)多次使用后，在大量的塵埃被吸附到濾網(wǎng)7上時(shí)，使除塵室內(nèi)出現(xiàn)極大的壓力損失，降低除塵效率。為防止這種情況，在濾網(wǎng)裝設(shè)板4的上方安裝一定時(shí)清除塵埃的塵埃清除裝置(未畫(huà)出)以便給濾網(wǎng)7定時(shí)(每隔3-6分鐘)提供大約4-7kg/cm2的高壓空氣。
如下指箭頭9所示，定時(shí)開(kāi)動(dòng)塵埃清除裝置，將塵埃從濾網(wǎng)7上清除，灰塵會(huì)自由地墜落到除塵室1的底部。因?yàn)楣娘L(fēng)機(jī)的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，部分自由下落的塵埃和沿上指箭頭8所示方向運(yùn)動(dòng)的混合流交混，致使自由下落的微塵會(huì)重新飛散。
因此，從濾網(wǎng)7上清除下來(lái)的塵埃并沒(méi)有被收集到除塵室1的底部，而是塵埃上升后又回貼到濾網(wǎng)7上。這會(huì)對(duì)濾網(wǎng)的過(guò)濾功能帶來(lái)?yè)p害，并增加了除塵室內(nèi)塵埃的密度。
結(jié)果，集塵器的內(nèi)部壓力損失越來(lái)越大，這降低了濾網(wǎng)7的壽命，使鼓風(fēng)機(jī)超載。鼓風(fēng)機(jī)的超載會(huì)損壞其電機(jī)，即鼓風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。
本發(fā)明的目的是，提供一種采用錢夾式濾網(wǎng)的集塵器，它可用于將混合流中的干燥固態(tài)物質(zhì)分離出來(lái)，以延長(zhǎng)濾網(wǎng)的壽命，并防止因壓力損失造成鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)受損。
為達(dá)到本發(fā)明的目的，提供一個(gè)采用錢夾式濾網(wǎng)的集塵器，包括下面幾個(gè)部分除塵室，其上方設(shè)有一用于吸取含天然或因化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的固態(tài)微小物質(zhì)的混合流的入口；安裝在除塵室內(nèi)的呈曲折狀褶成的六面體形的錢夾式濾網(wǎng)，以形成過(guò)濾/集塵區(qū)，用于過(guò)濾微小固態(tài)物質(zhì)并只噴吐凈化空氣；以及一噴吐室，用于排出除塵室內(nèi)經(jīng)錢夾式濾網(wǎng)凈化后的凈化空氣。
以下，將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。附圖中圖1a為具有傳統(tǒng)的袋式濾網(wǎng)的集塵器示意圖；圖1b為沿圖1a中的A-A截面的剖視圖；圖1c為一個(gè)袋式濾網(wǎng)的立面圖；圖2a為依照本發(fā)明的采用錢夾式濾網(wǎng)的集塵器示意圖；圖2b為沿圖2a的B-B截面的剖視圖；圖2c為一個(gè)錢夾式濾網(wǎng)的立面圖；圖3為依照本發(fā)明的表示錢夾式濾網(wǎng)安裝情況的透視圖及側(cè)面視圖；圖4a為解釋氣體和固態(tài)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)原理的示意圖；圖4b為解釋混合流沉降率的示意表；圖4c示出了混合流的輸入流率；圖4d示出了混合流在各自所在區(qū)域的速度及平面位置；圖5為表示錢夾式濾網(wǎng)安裝情況的局部剖開(kāi)透視圖；圖6為從噴吐區(qū)方向觀察錢夾式濾網(wǎng)安裝情況的正視圖；圖7a為多次拆疊的錢夾式濾網(wǎng)安裝狀況的示意圖7b示出了含塵埃和空氣的混合流的輸入流分布；圖7c示出了過(guò)濾輸入流速度分布和凈化空氣噴吐速度的狀態(tài)。
下面將參照?qǐng)D2-7對(duì)依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例進(jìn)行描述。
在最佳實(shí)施例中，含有塵埃的混合流通過(guò)除塵室的上部被吸入過(guò)濾/集塵區(qū)后，固體微小顆粒如塵埃被除去，然后凈化空氣經(jīng)除塵室的下部排出。
金屬保持器12是圖3所示的錢夾式濾網(wǎng)11上的重要部件，保持器碼放在一起，高度與錢夾式濾網(wǎng)的鉛直長(zhǎng)度一致，見(jiàn)圖5和6。
按照本設(shè)計(jì)方法，為了增大過(guò)濾面積，保持器12的排列是連續(xù)而沒(méi)有間斷的，這同樣也增大了多個(gè)單元里過(guò)濾后的凈化空氣的噴吐面積。請(qǐng)參看圖4a-4d，裝在集塵器內(nèi)部的錢夾式濾網(wǎng)11被分成若干個(gè)區(qū)域，從而使凈化空氣的噴吐達(dá)到最佳化，與過(guò)濾區(qū)的壓力損失及濾網(wǎng)的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，大大降低了氣流阻力。
請(qǐng)參看圖5錢夾式濾網(wǎng)上的保持器單元至少由一個(gè)，如果必要的話，可以由多個(gè)保持器從濾網(wǎng)的頂部11a至底部11b碼放在一起。請(qǐng)?jiān)賲⒖磮D5和圖6，濾網(wǎng)中碼放若干個(gè)保持器后，為防止因集塵器的機(jī)械操作使濾網(wǎng)變形和掃曲，可在制成于濾網(wǎng)噴出口處的圓圈部分11c上裝上壓緊板13，然后用螺栓14和螺母15擰緊。
請(qǐng)參看圖7a、7b、7c，依照本發(fā)明制造的錢夾式濾網(wǎng)，其上的凈化空氣噴吐速度Vpa，中間夾層入口速度Vmi和過(guò)濾點(diǎn)入口速度Fev的分布是均勻的，換句話說(shuō)，錢夾式濾網(wǎng)在將塵埃沉降區(qū)16，過(guò)濾/集塵區(qū)17，凈化空氣噴吐區(qū)18及塵埃排放區(qū)19各區(qū)聯(lián)合在一體上起著關(guān)鍵作用。
下面對(duì)袋式、信封式和錢夾式三種不同形狀的濾網(wǎng)分別加以說(shuō)明。如圖1c所示，袋式濾網(wǎng)的形狀為圓筒形，袋在濾網(wǎng)裝設(shè)板上時(shí)，有三個(gè)過(guò)濾面，即上面、下面和側(cè)面。為增大過(guò)濾面積，在圓筒直徑D不變的情況下，必須增加圓筒側(cè)面在高度方向的尺寸F(x)。
信封式濾網(wǎng)的形狀為矩形二面體，過(guò)濾時(shí)，為增加過(guò)濾面面積，須增加它的長(zhǎng)度，改變其寬度或同時(shí)增加長(zhǎng)度和寬度兩個(gè)方向的尺寸。從結(jié)構(gòu)上說(shuō)這種形式的濾網(wǎng)不適于在大中型集塵器上使用。
本發(fā)明中的錢夾式濾網(wǎng)為六面體形，它的原始樣式中，頂面和底面具有同樣的面積。
按照本發(fā)明，六面體的頂面和底面設(shè)定為常值，在所有十二條邊中，其余的四個(gè)平面兩兩相交的四條邊是可變的。當(dāng)頂面和底面的過(guò)濾面積增加時(shí)，濾網(wǎng)的噴出口面積也按比例增加，從而最佳地保持凈化空氣的噴吐速度。這樣，集塵器的壓力損失可以得到補(bǔ)償，這有利于集塵器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
盡管從原理上看很簡(jiǎn)單，但從后面的描述中就可以看出，要獲得最佳過(guò)濾功能，要協(xié)調(diào)好濾網(wǎng)的六個(gè)速度(前、后、上、下、左、右)。本發(fā)明中的錢夾式濾網(wǎng)有助于許多過(guò)濾功能的增加，和已有的著名濾網(wǎng)相比有很大的優(yōu)點(diǎn)。
錢夾式濾網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是，濾網(wǎng)11容易制造。另外，與傳統(tǒng)濾網(wǎng)相比較，傳統(tǒng)濾網(wǎng)的過(guò)濾能力在設(shè)計(jì)時(shí)就已決定，因而特別有局限性。而本發(fā)明的這種濾網(wǎng)可按照出自其中心前、后、左、右、上、下的混合流流量使其發(fā)揮出最大的過(guò)濾能力。
參看圖2，從塵源經(jīng)吸塵罩5進(jìn)入除塵室1的氣流速度可以劃分為下面幾個(gè)速度沉降箱入口速度，帶塵埃和空氣的混合流以此速度進(jìn)入裝有錢夾式濾網(wǎng)11的除塵室內(nèi)；除塵室內(nèi)塵埃下沉速度；入口初始速度，被引導(dǎo)向錢夾式濾網(wǎng)區(qū)的混合流以此速度改變初始方向后進(jìn)入濾網(wǎng)；入口速度，為混合流從入口初始速度經(jīng)方向改變后進(jìn)入過(guò)濾區(qū)時(shí)的速度；過(guò)濾入口速度，為混合流進(jìn)入過(guò)濾區(qū)的過(guò)濾位置時(shí)的速度；過(guò)濾速度，為混合流經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)的速度；過(guò)濾后的凈化空氣噴吐速度。
概括地說(shuō)，這些速度分別是混合流沉降箱入口速度，除塵室內(nèi)塵埃下沉速度，轉(zhuǎn)向過(guò)濾區(qū)的氣流入口初始速度，從入口初始速度轉(zhuǎn)化成的過(guò)濾區(qū)入口速度，過(guò)濾位置入口速度，過(guò)濾速度以及凈化空氣噴吐速度。
混合流按這七種速度運(yùn)動(dòng)?？梢钥闯觯ㄟ^(guò)充分利用固態(tài)物質(zhì)(塵埃、煙霧、油霧、煤煙)的自然下沉速度，可以減輕濾網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。
當(dāng)塵埃粒子的直徑小于100μ時(shí)，沉降速度服從斯托克斯(Stokes)定律；直徑在100μ到1000μ之間時(shí)，服從艾倫(Allen)定律；直徑大于1000μ時(shí)，服從牛頓(Newton)定律。
下面結(jié)合圖3對(duì)錢夾式濾網(wǎng)11的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
錢夾式濾網(wǎng)11的六面體的頂面11a和底面11b的盡寸或面積保持不變，而濾網(wǎng)的鉛垂長(zhǎng)度F(x)是可變的。既然，頂面和底面11a和11b基本不變，在制造濾網(wǎng)時(shí)使濾網(wǎng)部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化是可能的。
盡管濾網(wǎng)11的鉛垂長(zhǎng)度F(x)可根據(jù)需要加以改變，但以某一預(yù)定濾塵速度過(guò)濾時(shí)，濾網(wǎng)的過(guò)濾面積的使用是不受限制的。在此速度下，濾網(wǎng)可以自然而然地符合需要。這是因?yàn)?，即使?dāng)鉛垂長(zhǎng)度F(x)增加而濾網(wǎng)11的兩邊11d也變寬時(shí)，在一預(yù)定過(guò)濾速度下，凈化空氣的噴吐速度也會(huì)保持不變。這樣可以避免壓力損失的增加，關(guān)于這一點(diǎn)后面將進(jìn)行詳細(xì)解釋。
請(qǐng)參看圖3，濾網(wǎng)的頂端和底端各裝有一個(gè)拉緊桿20，即使當(dāng)濾網(wǎng)的鉛垂長(zhǎng)度F(x)達(dá)10-20m時(shí)，仍能使濾網(wǎng)處于拉緊狀態(tài)。
請(qǐng)參看圖2，在慣性和重力的作用下，由鼓風(fēng)機(jī)從塵源吸入的含空氣和塵埃的混合流經(jīng)過(guò)吸管21從除塵室1的上方進(jìn)入沉降室22。
參看圖4b，將混合流的運(yùn)動(dòng)路徑等分成10個(gè)位置段q1，q2，q3，q4，q5，q6，q7，q8，q9和q10。進(jìn)入沉降室22的混合流向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，在各個(gè)位置處流量下降10％。通過(guò)在各個(gè)位置處進(jìn)行檢查，可以證實(shí)流量逐段下降10％。還應(yīng)指出的是，從q1到q10混合流按照不均勻規(guī)律維持其慣性。
換句話說(shuō)，混合流下降時(shí)，它保持著順序慣量。由于順序慣量和重力的作用，混合流中的具有比重與空氣不同的固態(tài)顆粒的下降速度較快(參見(jiàn)圖4a和4b)。
造成上述現(xiàn)象的根本原因是這樣的錢夾式濾網(wǎng)11被裝設(shè)后由拉緊桿20和壓緊板13張緊，使混合流以中間夾層入口速度Vmi通過(guò)；與此同時(shí)，由鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生吸力，從凈化空氣噴吐口23出來(lái)的空氣，經(jīng)噴吐管24和噴吐出口25排出。按照這種工作方式，塵埃被聚集到排放漏斗26，經(jīng)出口27排出。
請(qǐng)參看圖2c，濾網(wǎng)11中，當(dāng)凈化空氣噴吐面積或F(x)變化時(shí)，a3，a4和a6也以同樣的變化率變化，以致在以一預(yù)定過(guò)濾速度過(guò)濾時(shí)，凈化空氣的噴吐速度不會(huì)發(fā)生改變。
通過(guò)對(duì)氣體(合成氣)和固態(tài)物質(zhì)(天然和化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的固態(tài)顆粒)流按照?qǐng)D4a中的實(shí)驗(yàn)所作的觀查得知帶錢夾式濾網(wǎng)11的集塵器可分成這樣幾個(gè)區(qū)域塵埃沉降區(qū)16，過(guò)濾/集塵區(qū)17，凈化空氣噴吐區(qū)18和塵埃噴吐區(qū)19。
在塵埃沉降區(qū)16，混合流的整體方向改變。因此，相對(duì)塵埃粒子的重量而言，它的下降速度較快。
請(qǐng)參看圖4a，在塵埃沉降區(qū)16中，混合流進(jìn)入過(guò)濾/集塵區(qū)17的同時(shí)，其方向朝向右面的過(guò)濾/集塵區(qū)17改變90°，維持過(guò)濾點(diǎn)入口速度Fev。達(dá)到過(guò)濾位置入口速度以后，過(guò)濾速度第二次被改變。
此時(shí)，塵埃的慣性增加，提高了向下的沉淀效應(yīng)。由于混合流在首次改變方向后產(chǎn)生的慣性和自然重量沉淀效應(yīng)，進(jìn)入的塵埃中有30％-40％從塵埃沉降區(qū)16直接墜落在塵埃噴吐區(qū)19。請(qǐng)參看圖4d，中間夾層入口速度Vmi在中間夾層29中被改變?yōu)檫^(guò)濾入口速度Fev，混合流速度改變?yōu)檫^(guò)濾速度后，混合流經(jīng)凈化空氣噴吐區(qū)排出。
即使當(dāng)錢夾式濾網(wǎng)的鉛垂長(zhǎng)度F(x)改變時(shí)，除塵室內(nèi)的壓力損失并沒(méi)有產(chǎn)生。下面，將通過(guò)實(shí)施例，以及與傳統(tǒng)袋式濾網(wǎng)的比較，對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行專門解釋。
設(shè)袋式濾網(wǎng)7的直徑為0.11m，鉛垂長(zhǎng)度為5m，過(guò)濾速度為1.2m/min，下面求凈化空氣的噴吐速度。
凈化空氣噴吐口的面積為0.112×0.785＝0.0094985m2，濾網(wǎng)的過(guò)濾面積為0.11×3.14×5＝1.727m2，因此，所處理的空氣的數(shù)量為1.727×1.2＝2.0724m3/min。故凈化空氣噴吐速度為2.0724/0.0094985/60≈3.636m/s。
現(xiàn)將濾網(wǎng)長(zhǎng)度增加7m，求此時(shí)凈化空氣的噴吐速度。
凈化空氣噴吐口的面積為0.112×0.785＝0.0094985m2，濾網(wǎng)的過(guò)濾面積為0.11×3.14×12＝4.1448m2，因此所處理的空氣數(shù)量為4.1448×1.2＝4.97376m3/min，故凈化空氣噴吐速度變?yōu)?.97376/0.0094985/60≈8.7273m/s。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，當(dāng)濾網(wǎng)的鉛垂長(zhǎng)度從5m增加7m后，空氣噴吐速度從3.636m/s增加到8.7273m/s，從而造成沉降室內(nèi)的壓力損失。
請(qǐng)看本發(fā)明濾網(wǎng)的一個(gè)實(shí)施例。
取錢夾式濾網(wǎng)的鉛垂長(zhǎng)度F(x)為5m，寬度為1.8m，過(guò)濾速度為1.2m/min，凈化空氣的噴吐速度計(jì)算如下被吸附的氣流的過(guò)濾面積為1.8(寬)×5(長(zhǎng))×2(過(guò)濾面)＝18m2，被處理的凈化空氣的數(shù)量為18(過(guò)濾面積)×1.2(過(guò)濾速度)＝21.6m3/min，噴吐口的面積是0.078(寬)×5(高)＝0.39m2，因此，凈化空氣的噴吐速度是21.6/0.39/60＝0.923m/s。
現(xiàn)將濾網(wǎng)的長(zhǎng)度改變?yōu)?5m，求此時(shí)的凈化空氣噴出速度。
被吸附氣流的過(guò)濾面積為1.8(寬)×15(長(zhǎng))×2(過(guò)濾面)＝54m2，被處理的凈化空氣的數(shù)量變?yōu)?4(過(guò)濾面積)×1.2(過(guò)濾速度)＝64.8m3/min，噴吐口的面積是0.078(寬)×15(高)＝1.17m2，因此，純凈空氣的噴吐速度為64.8/1.17/60＝0.923m/s，請(qǐng)注意此噴吐速度和濾網(wǎng)鉛垂長(zhǎng)度為5 m時(shí)的凈化空氣噴吐速度是一樣的。
根據(jù)上面的描述，依照本發(fā)明，混合流從沉降室的上端被吸入從除塵室的下端被排出，以收集混合流中的塵埃。因此，清除濾網(wǎng)上的塵埃時(shí)，可以防止貼到濾網(wǎng)上的塵埃和混合流碰撞后又重新飛散。另外，凈化空氣的噴吐速度可維持為常值，和錢夾式濾網(wǎng)的鉛垂長(zhǎng)度沒(méi)有關(guān)系，這避免了沉降室內(nèi)部的壓力損失。濾網(wǎng)的壽命可以延長(zhǎng)，不會(huì)給鼓風(fēng)機(jī)帶來(lái)超載，因而不會(huì)損壞鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種集塵器，包括一除塵室，其上方開(kāi)有一用于吸取含天然或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的微小固態(tài)物質(zhì)的混合流的入口；一六面體形錢夾式濾網(wǎng)，曲折形裝設(shè)在除塵室內(nèi)，以形成過(guò)濾/集塵區(qū)，用于過(guò)濾微小固態(tài)物質(zhì)并只噴吐凈化空氣；一噴吐室，用于排出經(jīng)所述錢夾式濾網(wǎng)凈化后的凈化空氣。
2.如權(quán)利要求1所述的集塵器，其中，保持器疊裝碼放在錢夾式濾網(wǎng)之間，壓緊板裝在所述濾網(wǎng)的噴出口上，由擰緊裝置擰緊，以使所述保持器將所述錢夾式濾網(wǎng)支承住。
3.如權(quán)利要求2所述的集塵器，其中，所述錢夾式濾網(wǎng)的上端和下端裝有一個(gè)濾網(wǎng)拉緊桿；
4.如權(quán)利要求1所述的集塵器，其中，所述噴吐室的噴吐口的位置低于裝在所述除塵室內(nèi)的所述錢夾式濾網(wǎng)的下端面。
全文摘要
一種采用錢夾式濾網(wǎng)的集塵器，包括上方開(kāi)有一用于吸取含天然或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的固態(tài)微小物質(zhì)的混合流入口；呈曲折形狀裝設(shè)在除塵室內(nèi)的六面體形針夾式濾網(wǎng)，以形成過(guò)濾/集塵區(qū)，用于過(guò)濾微小固態(tài)物質(zhì)并只噴吐凈化空氣；用于排出除塵室內(nèi)經(jīng)錢夾式濾網(wǎng)凈化后的凈化空氣的噴吐室。
文檔編號(hào)B01D46/02GK1140626SQ96101470
公開(kāi)日1997年1月22日 申請(qǐng)日期1996年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月14日
發(fā)明者鄭鳳奎 申請(qǐng)人:共榮工程公司