CN101564631A - 一种烟雾净化设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种烟雾净化设备及系统。属于烟雾净化处理领域。该设备包括：箱体、进气口、排气口、进气预过滤装置、组合式过滤装置、离心风机、减震密封装置、风室、隔板和排气室；箱体上设置进气口，进气口通过进气预过滤装置与箱体内的组合式过滤装置连通，组合式过滤装置的出气口端设置风机，离心风机通过减振密封装置固定设在箱体内，离心风机的进气口与组合式过滤装置的出气口连通，离心风机的出气口与箱体内的风室连通，风室一侧设置隔板，使箱体内形成排气室，风室通过隔板上风孔与排气室连通，排气室上设置排气口。该设备结构简单，可对电子、机械行业焊接中产生的烟气进行处理，具有过滤流量大、效率高、过滤效果好和噪音低的优点。

Description

一种烟雾净化设备及系统

技术领域

本发明涉及烟雾净化处理领域，尤其涉及一种烟雾净化设备及系统。

背景技术

在机械、电子等行业中大量使用各种焊接工艺，焊接过程中会产生大量的有害烟气。机械制造行业中，焊接工艺是一种广泛使用的金属加工工艺。例如手工和自动电弧焊、CO₂保护焊、氩弧焊、激光焊等。在焊接过程中，都会产生大量的有毒、有害烟气，这些烟气直接向操作空间排放，或通过厂房的通风系统排向大气，对操作者的身体健康和环境均会产生不利的影响。而不断发展的电子技术中，为满足大批量电子器件和集成电路的焊接，广泛使用波峰焊、回流焊等先进工艺。在这些焊接工艺过程中，不可避免要使用焊料、助焊剂等，从而产生大量的有毒有害气体和粉尘。这些气体和粉尘不仅对环境造成很大的污染，同时对操作者的身体健康也造成极大的损伤。另外，这些有害物质、特别是粉尘还会对电子产品的质量造成严重影响。

针对机械制造行业焊接工艺中产生的有毒、有害烟气，现阶段没有配套的相应烟雾净化设备，可以对焊接产生的烟气进行净化处理，而只能采用直接排放，这样对操作者和环境均造成了不利用的影响。而针对电子产品制造焊接过程中产生的烟气，现阶段市场上提供一些烟雾净化器，可以对手工焊接电子产品过程中产生的烟雾进行净化。这些烟雾净化器主要是将焊接产生的烟气直接吸入经过滤器过滤后再排出，达到对有害烟气净化的目的。但发明人发现，现有烟雾净化器中的过滤器过滤烟气过程中，由于烟气中的可凝性物质和大颗粒物质直接附着在过滤器上，致使过滤器很快堵塞而失效；并且由于进气不均匀，使过滤器局部尘量增加，也影响过滤器的寿命。因此，现有的烟雾净化器不适用于对自动焊接设备焊接时产生的烟雾进行净化处理，尤其是无法用于大型自动化线路板焊接设备产生的的烟雾进行净化处理。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明实施例提供一种烟雾净化设备及系统，为电子、机械行业焊接中提供一种过滤流量大、效率高、噪音低的烟雾净化设备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种烟雾净化设备，包括：

箱体、进气口、排气口、进气预过滤装置、组合式过滤装置、风机、减震密封装置、风室、隔板和排气室；

所述箱体上设置进气口，所述进气口通过进气预过滤装置与箱体内设置的组合式过滤装置连通，所述组合式过滤装置的出气口端设置风机，所述风机通过减振密封装置与组合式过滤装置的出气口固定连通，所述风机的出气口与箱体内设置的风室连通，风室一侧设置隔板，使箱体内形成排气室，风室通过隔板上的风孔与排气室连通，排气室上设置排气口。

本发明实施例还提供一种烟雾净化系统，包括：

焊接工位、烟气接收装置、连接管道、排气管和上述的烟雾净化设备；

所述焊接工位，上端设置烟气接收装置，通过烟气接收装置与连接管道连接，连接管道另一端与烟雾净化设备进气口连通，烟雾净化设备上设置的排气口与排气管路连通。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例中通过进气预过滤装置使进气口与组合式过滤装置连通，可以对吸入的烟气进行预过滤处理，使烟气中的大颗粒物和可凝性烟气首先被进气预过滤装置充分吸附，避免了使烟气中的可凝性物质和大颗粒物质直接附着在组合式过滤装置上、使组合式过滤装置因很快堵塞而失效；同时进气预过滤装置起到均风、改善进气均匀性的作用，也避免了使组合式过滤装置局部容尘量增加，影响过滤效率和使用寿命。该设备结构简单，可对电子、机械行业焊接中产生的烟气进行处理，尤其是大型自动焊接设备产生的烟气进行净化处理，具有过滤流量大、效率高、过滤效果好和噪音低的优点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的烟雾净化设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的烟雾净化设备的进气预过滤装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的烟雾净化设备的组合式过滤装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的烟雾净化设备的消气排音器的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的烟雾净化系统结构示意图。

具体实施方式

为便于理解，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

本实施例提供一种烟雾净化设备，用于对电子产品、机械设备制造焊接中产生的烟气进行净化处理，避免这些有害烟气直接排放到操作空间或大气中对人体健康和环境造成污染，如图1所示，该烟雾净化设备具体包括：

箱体、进气口1、排气口12、进气预过滤装置2、组合式过滤装置4、风机6、减震密封装置5、风室8、隔板9和排气室10；其中，箱体上设置进气口1，进气口1通过进气预过滤装置2与箱体内设置的组合式过滤装置4连通，组合式过滤装置4的出气口端设置风机6，风机6通过减振密封装置5与组合式过滤装置4的出气口固定连通，风机6的出气口设置在箱体下端内的风室8中，与风室8空间连通，风室8一侧的箱体内设置带有风孔的隔板9，将风室8另一侧的箱体内分隔成一个排气室10，风室8通过隔板9上的风孔与排气室10连通，排气室10上设置排气口。实际中，为保证处理的流量较大，风机可采用功率为1.5～3.0千瓦的高效离心式风机。这种离心式风机相比普通风机具有大流量、高压力和低噪音的性能。

上述烟雾净化设备中，箱体可以分为上箱体3和下箱体4两部分；上箱体3设置在下箱体4上，上、下箱体3、4内部相互连通，上、下箱体3、4连接处之间设置密封垫，并通过螺栓使上、下箱体3、4固定连接。并可以在上箱体3、下箱体4的侧面设置侧门，通过侧门方便的对箱体内设置的各装置进行检查、维修或更换。

如图2所示，上述烟雾净化设备中，进气预过滤装置具体是由金属丝网21、粗过滤材料芯层22和开孔托架23构成；其中，粗过滤材料芯层22设置在开孔托架23内，粗过滤材料芯层23上设置金属丝网21，通过金属丝网21将粗过滤材料芯层22固定在开孔托架23内。开孔托架23的开孔率不低于70％，开孔的当量直径不小于9毫米，粗过滤材料芯层21的过滤精度为5微米。这种结构的进气预过滤装置可对进气口吸入烟气中的大颗粒物和可凝性烟气充分吸附，避免该进气预过滤装置后的组合式过滤装置因吸附大颗粒物和可凝性烟气很快堵塞，缩短使用寿命；同时，开孔托架和粗过滤材料芯层也起到很好的均风作用，改善进气的均匀性，使经过它排出的烟气均匀，避免组合式过滤装置局部容尘量增加，影响过滤效率和降低使用寿命。通过采用开孔托架，使该进气预过滤装置具有足够强度，可以承受通过的气流。

如图3所示，上述烟雾净化设备中，组合式过滤装置包括：框架41、粗效过滤器42、中效过滤器43、高效过滤器44和活性炭过滤器45；

其中，框架21上设置有多个安装位置，各安装位置分别与粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器和活性炭过滤器外形相适应；粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器和活性炭过滤器依次设置在框架的各个安装位置上，安装后各过滤器之间的间隔为25～50mm作为气体膨胀空间。为防止被过滤气体从层间间隙进入下一级过滤器，在组合式过滤装置的相邻两层过滤器之间设置密封垫46进行密封。

上述组合式过滤装置中，粗效过滤器采用合成纤维作为过滤材料，过滤精度为5微米毫米，过滤效率为90％，其作用是过滤烟气中含有的粒径大于5微米的颗粒物和可凝性物质；

中效过滤器采用无纺布和合成纤维，制作成布袋式结构，过滤精度为0.5微米，过滤效率85％，其作用是进一步过滤粒径小于5微米大于0.5微米的颗粒物。粗效过滤器和中效过滤器之间保留25～50mm间隙作为气体膨胀空间；

高效过滤器采用超细玻纤滤纸制作，过滤精度为0.3微米，过滤效率为100％，其作用是过滤粒径大于0.3微米小于0.5微米的颗粒物；

活性炭过滤器采用活性炭为过滤物质，通过吸附作用去除过滤气体中的异味。

上述烟雾净化设备中，固定风机所用的减震密封装置5由减震缓冲垫设置在固定结构上构成。风机启动和运行过程中产生的振动被减震缓冲垫吸收，有效降低对设备的影响。同时减震缓冲垫的设置应使其振动频率大于风机运行时的振动频率，防止产生共振。

实际中，根据减小设备工作口噪音的需要，还可以在箱体的排气室10上设置排气消音装置11，使排气消音装置11的进气口与排气室11的出气口连通，使排气消音装置11的出气口与烟雾净化设备的排气口12连通。所用排气消音装置11为箱体结构，采用多室迷宫型阻性降噪原理，其内设置多个分隔板，将箱体内部分隔成多室迷宫型结构，箱体内迷宫的一端为进气口，迷宫的另一端为排气口。如图4所示，该排气消音装置的具体结构是由隔板一16和隔板二17将排气消音装置内部分为消音一室14、消音二室15和消音三室18，在排气消音装置内壁粘贴阻性吸音材料，由排气消音装置11排出的空气可以直接排放到操作空间内或连接入操作空间的通风管道中。

本实施例提供的烟雾净化设备，可用于电子行业中回流焊、波峰焊、手工焊接、热剥、化学品喷涂等电装焊接设备的烟雾净化；同时也可以用于机械行业中自动电弧焊、CO₂保护焊、氩弧焊、激光焊等设备的烟雾净化。

下面结合图1-图4所示结构及对焊接烟气净化处理的过程，对上述烟雾净化设备作进一步说明。

该烟雾净化设备如图1所示，由进气口1、上箱体3、下箱体7、排气消音装置11和排气口12组成；其中排气消音装置11可以根据不同的使用环境和要求选配安装，进气口设置在上箱体3上，进气口与箱体3中设置的进气预过滤装置2和组合式过滤装置3依次连通，上箱体3的侧面设有侧开门结构，用来方便的对上箱体3内的各装置进行检修或更换。下箱体7设置在上箱体3下面，在上、下箱体3、7之间设置密封垫，并通过螺栓将上、下箱体3、7固定，下箱体7中设有离心风机6，离心风机6通过减震密封装置5与下箱体7连接，离心风机6的进气口与组合式过滤装置3的出气口连通，下箱体7中设置离心风机6的一侧为风室8，离心风机6的出气口直接与风室8的空间连通，风室8另一侧设置排气室10，风室8与排气室10之间设有隔板9，风室8通过隔板9上的风孔与排气室10连通，排气室10上可直接设置排气口12，或通过外置的排气消音装置11来连接排气口12。

上述烟雾净化设备中，进气口1下面设置的进气预过滤装置2是由金属丝网21、开孔托架23和粗过滤材料芯层22构成，粗过滤材料芯层22设置在开孔托架21内，通过在粗过滤材料芯层22上设置金属丝网21将粗过滤材料芯层22固定在粗过滤材料芯层22内。该进气预过滤装置2设置在进气口1与组合式过滤装置3之间，通过该进气预过滤装置2的粗过滤材料芯层，可充分吸附烟气中的大颗粒物和可凝性烟气，同时开孔托架可起到均风作用、改善进气的均匀性，使进入组合式过滤装置4的烟气均匀。使用该进气预过滤装置2一方面避免了烟气直接被吸入组合式过滤装置4，使烟气中的可凝性物质和大颗粒物质直接附着在组合式过滤装置4上，使组合式过滤装置4的过滤器很快堵塞而失效；另一方面也避免了进气不均匀，使组合式过滤装置4的过滤器局部容尘量增加，影响过滤效率和使用寿命。

上述烟雾净化设备中的组合式过滤装置3是由粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器和活性炭过滤器组成，并可以根据不同的净化要求选用不同的过滤器匹配组合，组合后形成的组合式过滤装置的过滤效率一般可以达到99.99％。在组合各种过滤器时，不同于传统的过滤器相互之间紧密贴合叠装，而是使相邻的两层过滤器之间保持一定的空气膨胀空间，一般两个过滤器之间的间隙为25～50mm，这样使经过一层过滤器后的空气经膨胀后再进入下一级过滤器，从而使进入每层过滤器的空气流均匀，提高组合式过滤装置的过滤效率、延长组合式过滤装置的使用寿命。

上述烟雾净化设备中，离心风机6作为整个设备的动力源，这种风机将气体沿圆周方向均匀排入风室8，使风室8中获得均匀的空气压力，有效的降低了离心风机本身的排气噪音，并且不用象使用普通离心风机的烟雾净化设备那样，在风机出风口方向要留有足够的空间，才能实现风机的正常工作，避免了增大烟雾净化设备的结构尺寸、排气压力不均匀的问题。该离心风机6通过具有弹性的减震密封装置5安装在下箱体7框架中，实现以柔性密封结构与下箱体7进行密封连接，连接后使离心风机6的进气口与上箱体3中的组合式过滤装置的出气口连通，这种连接方式可以有效地吸收离心风机6运行时产生的振动，避免了离心风机6的支架将振动传导至下箱体7，达到既可以减小震动、又可以防止噪音向外扩散的效果。与现有采用普通风机并将风机直接固定于支架上的烟雾净化设备相比，具有设备体积小、能耗低的特点，同时不会将风机运行时产生的振动就会传导到设备箱体上，引起箱体的共振，降低净化设备运行时的噪音。

上述设备中，将下箱体7内由隔板9分隔为两部分：分为排气室10与设置离心风机的风室8。排气室10是一个单室膨胀式消音器，降低排气噪音，从而可控制噪音源。在对噪音要求不严格的工作场所，可以直接进行排气。相比传统采用管道直排式的烟雾净化设备，也有效降低噪音。若对噪音有严格要求的工作场所使用该设备时，还可以在排气室10的上方增加了一套独立的排气消音装置11，经排气室10和排气消音装置11两级降噪处理后再进行排气，进一步降低了设备运行时的噪音源。

并且还可在上箱体3和下箱体7及排气室10内壁上均粘贴隔音板和吸音棉，使箱体与外部充分隔绝、吸收风机运行时产生的噪音，有效隔绝噪音源，达到更好的降噪效果。

综上所述，可得出本发明实施例的烟雾净化设备具有下述优点：

(1)在进风口与组合式过滤装置之间增加进气预过滤装置，可去除吸入烟气中的大颗粒粉尘及油雾，吸附可凝性物质，该进气预过滤装置安装方便、快捷、成本低。相比传统过滤形式一般采取粗效、中效、高效过滤叠加集中过滤方式，具有更换方式，可增加组合式过滤装置的使用寿命，降低辅料费用等优点。

(2)使用离心风机和减震密封装置配合，在获得大流量、高压力的同时，通过特殊的减震结构充分吸收离心风机产生的振动，使系统运转平稳，达到可及时有效净化处理焊接过程中产生的大量烟尘的目的；

(3)在排气口设置可以选配的排气消音装置，有效降低了系统噪音，保证了运行过程中的低噪音，适合不同工作场所对环境噪音的要求；

(4)使用组合式过滤装置达到了对焊接过程中产生的有害物质(包括粉尘颗粒物、助焊剂挥发物、烟气、油雾、异味等)进行有效的过滤净化，达到提高净化效率，降低能源消耗的目的，是一种大流量、高效率、低噪音、可选性的多功能烟雾净化设备。

实施例二

本实施例提供一种烟雾净化系统，是在上述实施例一中给出的烟雾净化设备基础上构成的烟雾净化系统，该系统可用于对电子、机械焊接过程中产生的有毒、有害烟气进行过滤处理，过滤后排放出无毒、无害的气体，减小焊接产生气体对人体及环境造成的不利影响，如图5所示，该系统具体包括：

焊接工位、烟气接收装置、连接管道、排气管和上述实施列一中给出的烟雾净化设备；其中，焊接工位上端设置烟气接收装置，通过烟气接收装置与连接管道连接，连接管道另一端与烟雾净化设备进气口连通，烟雾净化设备上设置的排气口与排气管路连通。其中的烟气接收装置一般包括烟气接收罩、调节阀的连接管道，根据适用场合不同，烟气接收装置的结构形式可以根据实际需要进行配置。

上述烟雾净化系统的净化烟气的处理过程具体如下：

系统启动以后，离心风机6提供大流量、高压力抽力，将焊接工位处的焊接设备产生的焊接烟气经由烟气接收装置和连接管道吸入烟雾净化设备，烟气由烟雾净化设备的进气口1进入烟雾净化设备后，首先通过进气口1下面的进气预过滤装置2将烟气中所含有的大颗粒粉尘、可凝性烟气吸附在装置中的粗过滤材料芯层中，同时进气预过滤装置2起到均风作用、使进入的烟气均匀进入下一级的组合式过滤装置4，组合式过滤装置4由从上而下依次设置的粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器和活性炭过滤器组成，可以根据烟雾净化的不同要求选配不同的过滤器组合，这样就可以针对不同的净化要求、有效地扩大烟雾净化系统的使用范围；组合式过滤装置4与上箱体3之间通过密封条密封链接，保证了被净化气体只能通过组合式过滤装置4的出气口进入离心风机6，防止未经过滤的气体泄漏到离心风机6中；

经过净化后的空气由离心风机6的进气口进入风机，并通过叶轮使出风均匀排入风室，在风室8中形成均匀的风压，这样处理可以有效降低风机的排气噪声；风室8中的净化空气通过隔板9上的风孔进入排气室10；排气室10是一个内衬隔音和消音材料的阻抗性消音室，其进气口与风室8连接，排气口与排气管连通，排气室10内的净化后空气可以直接排放。

为进一步降低系统的排气噪音、适应电子行业操作空间内的噪音等级标准，可在排气室10后增加一套独立的排气消音装置11，由排气消音装置11降低排气噪音，通过排气消音装置11将净化处理后排出的空气可以直接排放到操作空间内或连接入操作空间的排气管中。

并且该烟雾净化系统净化效果可达到室内排放标准，也有效解决了现有的大型的烟雾净化设备的净化效果不能达到室内空气的排放标准，常常被安置在室外或独立的净化空间内，由于需要使用较长的管道连接，加大了净化设备有效功率的损失的问题。

本实施例的烟雾净化在航空航天用户中试用时，取得满意的效果。该用户具有两条波峰焊生产线，在波峰焊生产线设备运行过程中产生大量烟气，最初用户对这些烟气采用排风扇直接通过管道排到室外，严重污染环境。采用本发明实施例的烟雾净化系统后，经净化过滤后排出的空气可达到室内排放要求，并且噪音明显低于波峰焊设备的运行噪音。

本发明实施例的烟雾净化系统用在金属焊接工艺上，对激光焊接设备的烟雾净化处理。激光焊接时瞬时产生大量金属材料高温汽化形成的焊接烟气，需要在最短的时间内将烟气排走。原先一般采用风扇强制排气，未经过净化处理，不但污染环境，而且影响操作者健康。在使用本发明实施例的烟雾净化系统进行净化后，可以快速有效排除焊接时产生的烟雾，并使净化处理后排出的气体达到排放要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，也不因各实施例的先后次序对本发明造成任何影响，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种烟雾净化设备，其特征在于，包括：

箱体、进气口、排气口、进气预过滤装置、组合式过滤装置、风机、减震密封装置、风室、隔板和排气室；

所述箱体上设置进气口，所述进气口通过进气预过滤装置与箱体内设置的组合式过滤装置连通，所述组合式过滤装置的出气口端设置风机，所述风机通过减振密封装置固定设置在箱体内，风机的进气口与组合式过滤装置的出气口连通，所述风机的出气口与箱体内设置的风室连通，风室一侧设置隔板，使箱体内形成排气室，风室通过隔板上的风孔与排气室连通，排气室上设置排气口。

2、根据权利要求1所述的一种烟雾净化设备，其特征在于，所述排气室上设置排气消音装置，通过所述排气消音装置与所述排气口连接。

3、根据权利要求1所述的一种烟雾净化设备，其特征在于，所述箱体包括：上箱体和下箱体；

所述上箱体设置在下箱体上，上、下箱体内部相互连通，上、下箱体连接处之间设置密封垫，并通过螺栓使上、下箱体固定连接。

4、根据权利要求1所述的一种烟雾净化设备，其特征在于，所述进气预过滤装置包括：

金属丝网、粗过滤材料芯层和开孔托架；

所述粗过滤材料芯层设置在开孔托架内，粗过滤材料芯层上设置金属丝网，其中，所述开孔托架的开孔率不低于70％，开孔的当量孔径不小于9毫米，所述粗过滤材料芯层的过滤精度为5微米。

5、根据权利要求1所述的一种烟雾净化设备，其特征在于，所述组合式过滤装置包括：

框架、粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器和活性炭过滤器；

所述框架，上设置有多个安装位置，各安装位置分别与粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器和活性炭过滤器外形相适应；

所述粗效过滤器、中效过滤器、高效过滤器和活性炭过滤器依次设置在框架的各个安装位置上，安装后各过滤器之间的间隔为25～50mm。

6、根据权利要求1所述的一种烟雾净化设备，其特征在于，所述风机采用离心风机，该离心风机的功率为1.5Kw～3.0Kw。

7、根据权利要求1所述的一种烟雾净化设备，其特征在于，所述减震密封装置由减震缓冲垫设置在固定结构上构成。

8、根据权利要求1所述的一种烟雾净化设备，其特征在于，所述箱体内壁上均设有隔音材料层和吸音材料层。

9、根据权利要求1所述的一种烟雾净化设备，其特征在于，所述排气消音装置箱体结构，箱体内设置多个分隔板，将箱体内部分隔成多室，并在每个消音室内壁粘贴阻性吸音材料，构成阻性迷宫结构。箱体内迷宫的一端为进气口，迷宫的另一端为排气口。

10、一种烟雾净化系统，其特征在于，包括：

焊接工位、烟气接收装置、连接管道、排气管和上述权利要求1-8任一项所述的烟雾净化设备；

所述焊接工位，上端设置烟气接收装置，通过烟气接收装置与连接管道连接，连接管道另一端与烟雾净化设备进气口连通，烟雾净化设备上设置的排气口与排气管路连通。

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