CN101306285B - 脉冲喷吹袋式除尘器及其喷吹管的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脉冲喷吹袋式除尘器及其喷吹管的设计方法，其主要是使冲击力较大的圆锥形发散气流首先喷吹到管接口的内壁面，形成圆柱形喷吹气流后再对滤袋进行喷吹，从而减小滤袋所受的冲击力，延长其使用寿命。本发明主要通过着色气流进行喷吹投影实验，得到各喷嘴喷出气流的发散角α，然后，计算各喷嘴的口部至滤袋笼骨端面的距离D，

最后，再计算各导流管的口径φ₃，φ_3n满足下述关系式：其中导流管的长度Y₃为设定值。

Description

脉冲喷吹袋式除尘器及其喷吹管的设计方法 

技术领域

本发明属于脉冲喷吹袋式除尘设备领域，特别涉及一种清灰系统的喷吹管的设计方法。 

背景技术

清灰系统是脉冲喷吹袋式除尘器的核心部分，然而同样的脉冲袋式除尘器，在相同的工况条件下运行，喷冲清灰效果是不相同的，滤袋使用寿命和清灰耗能也不一样。 

如附图2所示，在脉冲宽度瞬间时间内，脉冲阀喷吹一定的压气流量，在喷吹管内按顺序从喷嘴喷出，通常喷嘴的个数在几个至几十个，由于喷吹的过程中，喷吹管内压气流的全压、动压、静压是变化的，在喷吹管底部，动压全部转换为静压从喷嘴喷出，因此在整个喷吹管的长度方向上各喷嘴喷出的气流的压力不同，气流的喷射的发散角不同，气流中心偏离喷嘴中心的角度也不同。这就导致在使用过程中，滤袋两侧面受到的冲击力长期不一致，加速滤袋的破损，人们发现在喷嘴口处加装一喷吹短管能够一定程度上克服气流中心偏离所带来的问题，但短管与滤袋口之间到底设置多大的距离，却没有人进行很好的测量和设计。事实上，该短管的设置限制因素非常多，喷吹气体从该短管喷出后成锥形发散，如果短管与滤袋口之间的距离过大，会造成气流没有全部进入滤袋或部分滤袋不能清灰，降低除尘效率；但如果短管与滤袋口之间的间距过小，会使锥形喷吹气体的落地点位于滤袋的上部，然后再形成圆筒形的气流向下喷吹，最初碰到喷吹气体的落地点需要承受非常大的冲击力，这就造成此处的滤袋非常容易破裂，使得滤袋平均寿命减短。 

如何设计导流管的口径以及其距离滤袋口的高度是提高除尘效率、提高滤袋使用寿命的关键。 

发明内容

本发明的目的是提供一种脉冲喷吹袋式除尘器及其喷吹管的设计方法，其能够根据喷吹管的各喷嘴确定导流管合适的口径以及距离滤袋笼骨端部的高度，从而将整机的清灰效果和使用寿命能够得到很大的提高。 

本发明所采用的技术方案是：一种脉冲喷吹袋式除尘器，包括：喷吹管、气包、脉冲阀、电控仪，所述的喷吹管上具有N个喷嘴以及设置在各喷嘴处的导流管，其中，N为大于1的自然数，喷吹管的下方设置有滤袋笼骨以及套设在所述的滤袋笼骨外侧的滤袋，所述的滤袋笼骨的上端部具有与除尘器花板连接的管接口，所述的各喷嘴所喷吹的气流呈圆锥形发散，所述的管接口延伸进入所述的滤袋内，所述的呈圆锥形发散的气流喷吹到所述的管接口的内壁面后，形成沿所述的管接口的内壁向下的圆柱形喷吹气流。 

本发明采用了一种脉冲喷吹袋式除尘器喷吹管的设计方法，主要是包括以下技术方案：所述的喷吹管上具有N个喷嘴以及设置在各喷嘴处的导流管，其中，N为大于1的自然数，喷吹管的下方设置有滤袋笼骨以及套设在所述的滤袋笼骨外侧的滤袋，所述的滤袋笼骨的上端部具有与除尘器花板连接的管接口，所述的管接口延伸进入所述的滤袋内，所述的设计方法主要包括如下步骤： 

步骤1)、选取喷吹气流的发散角α，计算各喷嘴的口部距离喷吹气流圆锥端面的距离Y₀，Y₀满足下述关系式： 

步骤2)、设定滤袋笼骨端面到喷吹气流圆锥端面的距离h，h满足使所述的喷吹气流的圆锥端面喷吹到所述的管接口(17)的内壁面上，并形成沿所述的管接口(17)的内壁向下的圆柱形喷吹气流，计算各喷嘴的口部至滤袋笼骨端面的距离D，D满足下述关系式： 

$D=Y_0-h=\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_2-{\mathrm{\φ}}_1}{2}\right)\÷\mathrm{tg}\frac{\mathrm{\α}}{2}-h;$

步骤3)、计算各导流管的口径φ₃，首先设定该导流管的长度为Y₃，φ₃满足下述关系式： 

其中：φ₁为喷嘴的内径尺寸， 

φ₂为喷吹气流圆锥端面的直径，且φ₂等于滤袋口径φ₄， 

Y₀为喷嘴口至喷吹气流圆锥端面的距离， 

Y₃为导流管的高度， 

Y₄为喷嘴的高度。 

通过上述技术方案，使得本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明能够依据每种规格的喷吹管及电磁脉冲阀，根据除尘器设计负荷，通过气体着色 喷吹实验，可以确认喷吹管上诸喷嘴结构的尺寸和喷嘴的口部至滤袋笼骨的端面的距离，并计算设计导流管的尺寸，从而达到喷吹效果的最优化设计，延长滤袋使用寿命。 

附图说明

附图1为本发明的脉冲喷吹袋式除尘器的结构示意图； 

附图2为本发明的喷吹投影实验的示意图； 

附图3为本发明的设计原理图一； 

附图4为本发明的设计原理图二； 

其中：1、喷吹管；2、气包；3、脉冲阈；4、电控仪；5、滤袋；6、投影板；7、离线阀；8、压差控制仪；9、压差传感器；10、除尘器本体；11、喷嘴；12、导流管；13、料斗；14、导流板；15、蝶阀；16、滤袋笼骨；17、管接口；18、除尘器花板；19、引流孔。 

具体实施方式

一种脉冲喷吹袋式除尘器，包括：喷吹管1、气包2、脉冲阀3、电控仪4，所述的喷吹管1上具有N个喷嘴11以及设置在各喷嘴11处的导流管12，所述的导流管12上开设有引流孔19。N为大于1的自然数，喷吹管1的下方设置有滤袋笼骨16以及套设在所述的滤袋笼骨16外侧的滤袋5，所述的滤袋笼骨16的上端部具有与除尘器花板18连接的管接口17，所述的各喷嘴11所喷吹的气流呈圆锥形发散，所述的呈圆锥形发散的气流喷吹到所述的管接口17的内壁面后，形成沿所述的管接口17的内壁向下的圆柱形喷吹气流，由于冲击力较大的喷吹气流首先接触到的是金属材质的管接口17，然后再形成圆柱形喷吹气流向下喷吹，因此能够很好的缓解滤袋所受的冲击力，延长其使用寿命。 

一种脉冲喷吹袋式除尘器喷吹管的设计方法，所述的喷吹管1上具有N个喷嘴11以及设置在各喷嘴11处的导流管12，其中，N为大于1的自然数，所述的设计方法主要包括： 

首先，进行喷吹投影实验，得到各喷嘴11喷出的气流的发散角α： 

测试方法：选用DN40喷吹管1，压力气包2的容积70升，电磁脉冲阀3DCF-Z-40S；在喷嘴11的下方放置投影6，投影板6上预先标有与喷嘴11的中心相重合的标记，喷嘴11处设置有加液喷管，所述的加液喷管中储有墨水。 

所述的加液喷管具有四个供墨水流出的孔，并且所述的四个孔均匀分布在以喷嘴11的中心为圆心的圆周上，这样喷吹出来的着色气流非常均匀，且浓度合适、易于测量。 

在其他实施例中，还可以将所述的加液喷管编织呈网状，并使其位于所述的喷嘴的中心处，所述的加液喷管上均匀分布有多个供墨水流出的孔，喷吹效果也很好。 

如图3所示，设定喷嘴口至投影面距离为Y值，喷吹中心偏离为X值，脉冲宽度为0.08秒，喷吹压力为0.4-0.6Mpa，进行喷吹投影试验，高速喷射气流流经加液喷管时，将墨水雾化打散，投影在投影板6上，记录各喷嘴对应的投影圆的尺寸，以及投影圆的圆心偏离中心标记的距离X，并计算出各喷嘴的气流发散角和气流偏离中心角。 

以分别位于喷吹管的始端、中端、末端的3个喷嘴为例，其发散角α与喷吹中心偏移距离测试值如下表： 

从上表中我们可以看出： 

同一个喷嘴，喷吹压力越大，引射的气流越大，喷射角度越大。 

同一个喷嘴，喷吹压力越大，相对静压力越大，偏离角度就越小。 

第一个喷嘴，动压最大，静压最小，偏离角度最大。 

最后一个喷嘴，动压为零，静压最大，偏离角度为零。 

喷吹管1的下方设置有滤袋笼骨16以及套设在所述的滤袋笼骨16外侧的滤袋5，所述的滤袋笼骨16的上端部具有与除尘器花板18连接的管接口17，根据试验中得到的各喷嘴的喷射角，设计喷嘴的口部到滤袋笼骨16的端面之间的距离，以及导流管的尺寸。参阅附图4，其设计过程主要包括： 

步骤1)、选取喷吹气流的发散角α，α可以选择各喷嘴11发散角的平均值，或者根据需要以各喷嘴的发散角分别计算各喷嘴11的口部至滤袋笼骨16端面的距离D；由图可知， 

计算各喷嘴11的口部距离喷吹气流圆锥端面的距离Y₀，Y₀满足下述关系式： 

步骤2)、设定滤袋笼骨16端面到喷吹气流圆锥端面的距离h，计算各喷嘴11的口部至 滤袋笼骨16端面的距离D，D满足下述关系式： 

$D=Y_0-h=\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_2-{\mathrm{\φ}}_1}{2}\right)\÷\mathrm{tg}\frac{\mathrm{\α}}{2}-h;$

步骤3)、计算各导流管12的口径φ₃，首先设定该导流管12的长度为Y₃，Y₂＝Y₃-Y₄，因此 

φ₃＝2X₂+φ₁，故φ₃满足下述关系式： 

其中：φ₁为喷嘴11的内径尺寸， 

φ₂为喷吹气流圆锥端面的直径，且φ₂等于滤袋口径φ₄， 

Y₀为喷嘴11口至喷吹气流圆锥端面的距离， 

Y₃为导流管12的高度， 

Y₄为喷嘴11的高度。 

φ₁、φ₂、Y₃、Y₄是预先选取的经验值。 

根据上述方法还可以设计计算各种规格的喷吹管及电磁脉冲阀，满足除尘器设计负荷，根据该尺寸进行批量生产。 

在喷吹实验中可以通过多种手段实现气流对投影板的着色，例如在本发明的其他实施例中，还可以通过在喷嘴11处设置加液喷管，加液喷管中储有水，利用含有水汽的喷射气流对投影板进行喷射，投影板部分被水汽浸湿也能够看出投影圆的尺寸，根据投影板上得到的投影圆的尺寸计算出各喷嘴喷出气流的发散角α以及投影圆的中心偏离喷嘴中心的距离。 

或者又如另外的实施例中，所述的投影板的表面含有能够与喷射气流发生化学反应从而显色的化学物质，如喷吹气流中含有乙酸，而投影板上含有酸碱指示剂，如甲基红，投影板上被喷吹气流吹到的部分就会呈现出红色，而没有被气流喷吹到的部分呈黄色。 

Claims (10)

1.一种脉冲喷吹袋式除尘器，包括：喷吹管(1)、气包(2)、脉冲阀(3)、电控仪(4)，所述的喷吹管(1)上具有N个喷嘴(11)以及设置在各喷嘴(11)处的导流管(12)，其中，N为大于1的自然数，喷吹管(1)的下方设置有滤袋笼骨(16)以及套设在所述的滤袋笼骨(16)外侧的滤袋(5)，所述的滤袋笼骨(16)的上端部具有与除尘器花板(18)连接的管接口(17)，所述的各喷嘴(11)所喷吹的气流呈圆锥形发散，其特征在于：所述的管接口(17)延伸进入所述的滤袋(5)内，所述的呈圆锥形发散的气流喷吹到所述的管接口(17)的内壁面后，形成沿所述的管接口(17)的内壁向下的圆柱形喷吹气流。

2.一种脉冲喷吹袋式除尘器喷吹管的设计方法，所述的喷吹管(1)上具有N个喷嘴(11)以及设置在各喷嘴(11)处的导流管(12)，其中，N为大于1的自然数，喷吹管(1)的下方设置有滤袋笼骨(16)以及套设在所述的滤袋笼骨(16)外侧的滤袋(5)，所述的滤袋笼骨(16)的上端部具有与除尘器花板(18)连接的管接口(17)，其特征在于：所述的管接口(17)延伸进入所述的滤袋(5)内，所述的设计方法主要包括如下步骤：

步骤1)、选取喷吹气流的发散角α，计算各喷嘴(11)的口部距离圆锥形喷吹气流的端面的距离Y₀，Y₀满足下述关系式：

步骤2)、设定滤袋笼骨(16)端面到喷吹气流圆锥端面的距离h，h满足使所述的喷吹气流的圆锥端面喷吹到所述的管接口(17)的内壁面上，并形成沿所述的管接口(17)的内壁向下的圆柱形喷吹气流，计算各喷嘴(11)的口部至滤袋笼骨(16)端面的距离D，D满足下述关系式：

$D=Y_0-h=\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_2-{\mathrm{\φ}}_1}{2}\right)\÷\mathrm{tg}\frac{\mathrm{\α}}{2}-h;$

步骤3)、计算各导流管(12)的口径φ₃，首先设定该导流管(12)的长度为Y₃，φ₃满足下述关系式：

其中：φ₁为喷嘴(11)的内径尺寸，

φ₂为喷吹气流圆锥端面的直径，且φ₂等于滤袋口径φ₄，

Y₀为喷嘴(11)口至喷吹气流圆锥端面的距离，

Y₃为导流管(12)的高度，

Y₄为喷嘴(11)的高度。

3.根据权利要求2所述的脉冲喷吹袋式除尘器喷吹管的设计方法，其特征在于：在步骤1之前，首先进行喷吹投影实验，在喷嘴(11)的下方设定距离内放置投影板(6)，所述的投影板(6)上具有与喷嘴(11)的中心相重合的标记，用喷射气流在投影板(6)上得到喷射气流的投影圆，根据投影板(6)上得到的投影圆的尺寸计算出各喷嘴(11)喷出气流的发散角α_n。

4.根据权利要求3所述的脉冲喷吹袋式除尘器喷吹管的设计方法，其特征在于：在所述的喷吹投影实验中，利用有颜色的喷射气流进行喷射。

5.根据权利要求4所述的脉冲喷吹袋式除尘器喷吹管的设计方法，其特征在于：所述的喷嘴(11)处设置有加液喷管，所述的加液喷管中储有墨水，所述的加液喷管上具有供墨水流出的孔。

6.根据权利要求5所述的脉冲喷吹袋式除尘器喷吹管的设计方法，其特征在于：所述的加液喷管具有四个供墨水流出的孔，并且所述的四个孔均匀分布在以喷嘴(11)的中心为圆心的圆周上。

7.根据权利要求5所述的脉冲喷吹袋式除尘器喷吹管的设计方法，其特征在于：所述的加液喷管编织呈网状并位于所述的喷嘴的中心处，所述的加液喷管上均匀分布有多个供墨水流出的孔。

8.根据权利要求3所述的脉冲喷吹袋式除尘器喷吹管的设计方法，其特征在于：在所述的喷吹投影实验中，所述的喷射气流中含有化学物质，所述的投影板(6)的表面含有能够与喷射气流发生化学反应从而显色的的化学物质。

9.根据权利要求8所述的脉冲喷吹袋式除尘器喷吹管的设计方法，其特征在于：所述的喷射气流中含有乙酸，所述的投影板(6)上含有酸碱指示剂。

10.根据权利要求2所述的脉冲喷吹袋式除尘器喷吹管的设计方法，其特征在于：所述的导流管(12)上开设有引流孔(19)。

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