採用錢夾式濾網的集塵器的製作方法

2023-06-22 04:04:16

專利名稱：採用錢夾式濾網的集塵器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在各種工業領域中應用的集塵器，它選用錢夾式變性纖維作濾網，濾網是集塵器的最重要部件，用於防止微塵四處飛散。更特別地，本發明涉及一種集塵器，它用於吸集諸如煙霧、煤煙、煤塵之類的化學煙塵或回收微塵時，可使經濾網過濾後得到的淨化空氣的噴吐速度保持恆定而不受濾網長度的影響。
一般地說，裝在集塵器上的由天然、化學或金屬纖維製成的過濾器，有袋式和信封式兩種，濾網的布置方式可分為水平式、立式和中間式。
採用這些方法，要在過濾/集塵區維持均勻壓力以及在淨化空氣噴吐區維持均等過濾速度是相當困難的。而且，它們的工作性能不良，這將在下面進行討論。
在傳統集塵器中，由氣體和固體組成的混合流進入濾網的下方，然後被向上提升，以除掉塵埃，濾出的淨化空氣通過頂部從集塵器流出。因而，被回收或吸集的塵埃流和固態化學微塵在上下交混時發生劇烈碰撞。
如

圖1a所示，圓筒形或長方形除塵室1被濾網裝設板4分隔成過濾/集塵區2和淨化空氣噴吐區3，濾網裝設板安裝在除塵室上部。濾網裝設板上裝有若干個袋式濾網7，從與吸塵罩5相連的漏鬥入口6進入的混合流經濾網7被分成塵埃和淨化空氣兩部分，這些濾網都沿鉛直方向下垂。除塵室的下面可轉動地裝有一個迴轉閥(未畫出)，用於收集被分開的塵埃。
採用這種結構，當鼓風機(未畫出)旋轉時，除塵室1的內部壓力下降，從而產生吸力，使來自塵埃源中的混合流經吸塵罩5從除塵室的下方進入除塵室1。
當帶塵埃的混合流經漏鬥入口6進入除塵室1時，在過濾/集塵區2內，袋式濾網將混合流中的塵埃濾掉，從而只將淨化後的空氣排入位於濾網裝設板4上面的淨化空氣噴吐區3。
經過重複多次使用後，在大量的塵埃被吸附到濾網7上時，使除塵室內出現極大的壓力損失，降低除塵效率。為防止這種情況，在濾網裝設板4的上方安裝一定時清除塵埃的塵埃清除裝置(未畫出)以便給濾網7定時(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，定時開動塵埃清除裝置，將塵埃從濾網7上清除，灰塵會自由地墜落到除塵室1的底部。因為鼓風機的連續旋轉，部分自由下落的塵埃和沿上指箭頭8所示方向運動的混合流交混，致使自由下落的微塵會重新飛散。
因此，從濾網7上清除下來的塵埃並沒有被收集到除塵室1的底部，而是塵埃上升後又回貼到濾網7上。這會對濾網的過濾功能帶來損害，並增加了除塵室內塵埃的密度。
結果，集塵器的內部壓力損失越來越大，這降低了濾網7的壽命，使鼓風機超載。鼓風機的超載會損壞其電機，即鼓風機的驅動裝置。
本發明的目的是，提供一種採用錢夾式濾網的集塵器，它可用於將混合流中的乾燥固態物質分離出來，以延長濾網的壽命，並防止因壓力損失造成鼓風機電機受損。
為達到本發明的目的，提供一個採用錢夾式濾網的集塵器，包括下面幾個部分除塵室，其上方設有一用於吸取含天然或因化學反應產生的固態微小物質的混合流的入口；安裝在除塵室內的呈曲折狀褶成的六面體形的錢夾式濾網，以形成過濾/集塵區，用於過濾微小固態物質並只噴吐淨化空氣；以及一噴吐室，用於排出除塵室內經錢夾式濾網淨化後的淨化空氣。
以下，將結合附圖對本發明進行詳細的描述。附圖中圖1a為具有傳統的袋式濾網的集塵器示意圖；圖1b為沿圖1a中的A-A截面的剖視圖；圖1c為一個袋式濾網的立面圖；圖2a為依照本發明的採用錢夾式濾網的集塵器示意圖；圖2b為沿圖2a的B-B截面的剖視圖；圖2c為一個錢夾式濾網的立面圖；圖3為依照本發明的表示錢夾式濾網安裝情況的透視圖及側面視圖；圖4a為解釋氣體和固態物質運動原理的示意圖；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域的速度及平面位置；圖5為表示錢夾式濾網安裝情況的局部剖開透視圖；圖6為從噴吐區方向觀察錢夾式濾網安裝情況的正視圖；圖7a為多次拆疊的錢夾式濾網安裝狀況的示意圖7b示出了含塵埃和空氣的混合流的輸入流分布；圖7c示出了過濾輸入流速度分布和淨化空氣噴吐速度的狀態。
下面將參照圖2-7對依據本發明的一個最佳實施例進行描述。
在最佳實施例中，含有塵埃的混合流通過除塵室的上部被吸入過濾/集塵區後，固體微小顆粒如塵埃被除去，然後淨化空氣經除塵室的下部排出。
金屬保持器12是圖3所示的錢夾式濾網11上的重要部件，保持器碼放在一起，高度與錢夾式濾網的鉛直長度一致，見圖5和6。
按照本設計方法，為了增大過濾面積，保持器12的排列是連續而沒有間斷的，這同樣也增大了多個單元裡過濾後的淨化空氣的噴吐面積。請參看圖4a-4d，裝在集塵器內部的錢夾式濾網11被分成若干個區域，從而使淨化空氣的噴吐達到最佳化，與過濾區的壓力損失及濾網的長度無關，大大降低了氣流阻力。
請參看圖5錢夾式濾網上的保持器單元至少由一個，如果必要的話，可以由多個保持器從濾網的頂部11a至底部11b碼放在一起。請再參看圖5和圖6，濾網中碼放若干個保持器後，為防止因集塵器的機械操作使濾網變形和掃曲，可在製成於濾網噴出口處的圓圈部分11c上裝上壓緊板13，然後用螺栓14和螺母15擰緊。
請參看圖7a、7b、7c，依照本發明製造的錢夾式濾網，其上的淨化空氣噴吐速度Vpa，中間夾層入口速度Vmi和過濾點入口速度Fev的分布是均勻的，換句話說，錢夾式濾網在將塵埃沉降區16，過濾/集塵區17，淨化空氣噴吐區18及塵埃排放區19各區聯合在一體上起著關鍵作用。
下面對袋式、信封式和錢夾式三種不同形狀的濾網分別加以說明。如圖1c所示，袋式濾網的形狀為圓筒形，袋在濾網裝設板上時，有三個過濾面，即上面、下面和側面。為增大過濾面積，在圓筒直徑D不變的情況下，必須增加圓筒側面在高度方向的尺寸F(x)。
信封式濾網的形狀為矩形二面體，過濾時，為增加過濾面面積，須增加它的長度，改變其寬度或同時增加長度和寬度兩個方向的尺寸。從結構上說這種形式的濾網不適於在大中型集塵器上使用。
本發明中的錢夾式濾網為六面體形，它的原始樣式中，頂面和底面具有同樣的面積。
按照本發明，六面體的頂面和底面設定為常值，在所有十二條邊中，其餘的四個平面兩兩相交的四條邊是可變的。當頂面和底面的過濾面積增加時，濾網的噴出口面積也按比例增加，從而最佳地保持淨化空氣的噴吐速度。這樣，集塵器的壓力損失可以得到補償，這有利於集塵器的正常運轉。
儘管從原理上看很簡單，但從後面的描述中就可以看出，要獲得最佳過濾功能，要協調好濾網的六個速度(前、後、上、下、左、右)。本發明中的錢夾式濾網有助於許多過濾功能的增加，和已有的著名濾網相比有很大的優點。
錢夾式濾網的優點是，濾網11容易製造。另外，與傳統濾網相比較，傳統濾網的過濾能力在設計時就已決定，因而特別有局限性。而本發明的這種濾網可按照出自其中心前、後、左、右、上、下的混合流流量使其發揮出最大的過濾能力。
參看圖2，從塵源經吸塵罩5進入除塵室1的氣流速度可以劃分為下面幾個速度沉降箱入口速度，帶塵埃和空氣的混合流以此速度進入裝有錢夾式濾網11的除塵室內；除塵室內塵埃下沉速度；入口初始速度，被引導向錢夾式濾網區的混合流以此速度改變初始方向後進入濾網；入口速度，為混合流從入口初始速度經方向改變後進入過濾區時的速度；過濾入口速度，為混合流進入過濾區的過濾位置時的速度；過濾速度，為混合流經過濾網的速度；過濾後的淨化空氣噴吐速度。
概括地說，這些速度分別是混合流沉降箱入口速度，除塵室內塵埃下沉速度，轉向過濾區的氣流入口初始速度，從入口初始速度轉化成的過濾區入口速度，過濾位置入口速度，過濾速度以及淨化空氣噴吐速度。
混合流按這七種速度運動。可以看出，通過充分利用固態物質(塵埃、煙霧、油霧、煤煙)的自然下沉速度，可以減輕濾網的負擔。
當塵埃粒子的直徑小於100μ時，沉降速度服從斯託克斯(Stokes)定律；直徑在100μ到1000μ之間時，服從艾倫(Allen)定律；直徑大於1000μ時，服從牛頓(Newton)定律。
下面結合圖3對錢夾式濾網11的結構進行描述。
錢夾式濾網11的六面體的頂面11a和底面11b的盡寸或面積保持不變，而濾網的鉛垂長度F(x)是可變的。既然，頂面和底面11a和11b基本不變，在製造濾網時使濾網部件進行標準化是可能的。
儘管濾網11的鉛垂長度F(x)可根據需要加以改變，但以某一預定濾塵速度過濾時，濾網的過濾面積的使用是不受限制的。在此速度下，濾網可以自然而然地符合需要。這是因為，即使當鉛垂長度F(x)增加而濾網11的兩邊11d也變寬時，在一預定過濾速度下，淨化空氣的噴吐速度也會保持不變。這樣可以避免壓力損失的增加，關於這一點後面將進行詳細解釋。
請參看圖3，濾網的頂端和底端各裝有一個拉緊杆20，即使當濾網的鉛垂長度F(x)達10-20m時，仍能使濾網處於拉緊狀態。
請參看圖2，在慣性和重力的作用下，由鼓風機從塵源吸入的含空氣和塵埃的混合流經過吸管21從除塵室1的上方進入沉降室22。
參看圖4b，將混合流的運動路徑等分成10個位置段q1，q2，q3，q4，q5，q6，q7，q8，q9和q10。進入沉降室22的混合流向下運動時，在各個位置處流量下降10％。通過在各個位置處進行檢查，可以證實流量逐段下降10％。還應指出的是，從q1到q10混合流按照不均勻規律維持其慣性。
換句話說，混合流下降時，它保持著順序慣量。由於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顆粒的下降速度較快(參見圖4a和4b)。
造成上述現象的根本原因是這樣的錢夾式濾網11被裝設後由拉緊杆20和壓緊板13張緊，使混合流以中間夾層入口速度Vmi通過；與此同時，由鼓風機產生吸力，從淨化空氣噴吐口23出來的空氣，經噴吐管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鬥26，經出口27排出。
請參看圖2c，濾網11中，當淨化空氣噴吐面積或F(x)變化時，a3，a4和a6也以同樣的變化率變化，以致在以一預定過濾速度過濾時，淨化空氣的噴吐速度不會發生改變。
通過對氣體(合成氣)和固態物質(天然和化學反應產生的固態顆粒)流按照圖4a中的實驗所作的觀查得知帶錢夾式濾網11的集塵器可分成這樣幾個區域塵埃沉降區16，過濾/集塵區17，淨化空氣噴吐區18和塵埃噴吐區19。
在塵埃沉降區16，混合流的整體方向改變。因此，相對塵埃粒子的重量而言，它的下降速度較快。
請參看圖4a，在塵埃沉降區16中，混合流進入過濾/集塵區17的同時，其方向朝向右面的過濾/集塵區17改變90°，維持過濾點入口速度Fev。達到過濾位置入口速度以後，過濾速度第二次被改變。
此時，塵埃的慣性增加，提高了向下的沉澱效應。由於混合流在首次改變方向後產生的慣性和自然重量沉澱效應，進入的塵埃中有30％-40％從塵埃沉降區16直接墜落在塵埃噴吐區19。請參看圖4d，中間夾層入口速度Vmi在中間夾層29中被改變為過濾入口速度Fev，混合流速度改變為過濾速度後，混合流經淨化空氣噴吐區排出。
即使當錢夾式濾網的鉛垂長度F(x)改變時，除塵室內的壓力損失並沒有產生。下面，將通過實施例，以及與傳統袋式濾網的比較，對這一現象進行專門解釋。
設袋式濾網7的直徑為0.11m，鉛垂長度為5m，過濾速度為1.2m/min，下面求淨化空氣的噴吐速度。
淨化空氣噴吐口的面積為0.112×0.785＝0.0094985m2，濾網的過濾面積為0.11×3.14×5＝1.727m2，因此，所處理的空氣的數量為1.727×1.2＝2.0724m3/min。故淨化空氣噴吐速度為2.0724/0.0094985/60≈3.636m/s。
現將濾網長度增加7m，求此時淨化空氣的噴吐速度。
淨化空氣噴吐口的面積為0.112×0.785＝0.0094985m2，濾網的過濾面積為0.11×3.14×12＝4.1448m2，因此所處理的空氣數量為4.1448×1.2＝4.97376m3/min，故淨化空氣噴吐速度變為4.97376/0.0094985/60≈8.7273m/s。
簡單地說，當濾網的鉛垂長度從5m增加7m後，空氣噴吐速度從3.636m/s增加到8.7273m/s，從而造成沉降室內的壓力損失。
請看本發明濾網的一個實施例。
取錢夾式濾網的鉛垂長度F(x)為5m，寬度為1.8m，過濾速度為1.2m/min，淨化空氣的噴吐速度計算如下被吸附的氣流的過濾面積為1.8(寬)×5(長)×2(過濾面)＝18m2，被處理的淨化空氣的數量為18(過濾面積)×1.2(過濾速度)＝21.6m3/min，噴吐口的面積是0.078(寬)×5(高)＝0.39m2，因此，淨化空氣的噴吐速度是21.6/0.39/60＝0.923m/s。
現將濾網的長度改變為15m，求此時的淨化空氣噴出速度。
被吸附氣流的過濾面積為1.8(寬)×15(長)×2(過濾面)＝54m2，被處理的淨化空氣的數量變為54(過濾面積)×1.2(過濾速度)＝64.8m3/min，噴吐口的面積是0.078(寬)×15(高)＝1.17m2，因此，純淨空氣的噴吐速度為64.8/1.17/60＝0.923m/s，請注意此噴吐速度和濾網鉛垂長度為5 m時的淨化空氣噴吐速度是一樣的。
根據上面的描述，依照本發明，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，清除濾網上的塵埃時，可以防止貼到濾網上的塵埃和混合流碰撞後又重新飛散。另外，淨化空氣的噴吐速度可維持為常值，和錢夾式濾網的鉛垂長度沒有關係，這避免了沉降室內部的壓力損失。濾網的壽命可以延長，不會給鼓風機帶來超載，因而不會損壞鼓風機電機。
權利要求
1.一種集塵器，包括一除塵室，其上方開有一用於吸取含天然或化學反應產生的微小固態物質的混合流的入口；一六面體形錢夾式濾網，曲折形裝設在除塵室內，以形成過濾/集塵區，用於過濾微小固態物質並只噴吐淨化空氣；一噴吐室，用於排出經所述錢夾式濾網淨化後的淨化空氣。
2.如權利要求1所述的集塵器，其中，保持器疊裝碼放在錢夾式濾網之間，壓緊板裝在所述濾網的噴出口上，由擰緊裝置擰緊，以使所述保持器將所述錢夾式濾網支承住。
3.如權利要求2所述的集塵器，其中，所述錢夾式濾網的上端和下端裝有一個濾網拉緊杆；
4.如權利要求1所述的集塵器，其中，所述噴吐室的噴吐口的位置低於裝在所述除塵室內的所述錢夾式濾網的下端面。
全文摘要
一種採用錢夾式濾網的集塵器，包括上方開有一用於吸取含天然或化學反應產生的固態微小物質的混合流入口；呈曲折形狀裝設在除塵室內的六面體形針夾式濾網，以形成過濾/集塵區，用於過濾微小固態物質並只噴吐淨化空氣；用於排出除塵室內經錢夾式濾網淨化後的淨化空氣的噴吐室。
文檔編號B01D46/02GK1140626SQ96101470
公開日1997年1月22日 申請日期1996年3月14日 優先權日1995年7月14日
發明者鄭鳳奎 申請人:共榮工程公司