CN102141276B - 一种具有主动抗尘功能的空调箱和空调箱的主动抗尘方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有主动抗尘功能的砂尘风洞空调箱，主要由无纺布皮带、驱动轮、刮尘刷、表冷器、电加热器、送风机、压气泵、输送机、料位机、电磁脉冲阀、脉冲控制仪、箱体构成。无纺布皮带对空气过滤，刮尘刷清除无纺布皮带上的积尘。表冷器和电加热器的组合可对空气温度进行精确调节。压气泵的一路风管形成气力输送管道把回收的砂/尘送入送风通道，实现砂/尘的循环利用，节约试验原料。压气泵的另一风管上设置四条支路，其中三条支路设有用脉冲控制仪控制的电磁脉冲阀，所述三条支路分别对无纺布皮带、表冷器、电加热器吹尘，防止积尘，节约能源。该发明适用于吹砂吹尘环境试验，亦适用于民用、工业建筑。

Description

一种具有主动抗尘功能的空调箱和空调箱的主动抗尘方法

技术领域

本发明涉及一种具有主动抗尘功能的空调箱和空调箱的主动抗尘方法，适用于吹砂吹尘环境试验，亦适用于医院、体育馆、影剧院等民用建筑和车间、厂房、仓库等工业建筑。

背景技术

目前，为防止空调箱内各部件受砂尘环境影响出现故障，空调箱(尤其是砂尘风洞空调箱)的过滤器采用过滤的方法除去由循环风道带入的砂尘。

砂尘风洞是模拟砂尘环境进行空气动力实验最常用、最有效的工具，可用来检验飞行器、军用设备、车辆、电气设备在沙漠、干旱地区和风砂天气条件下的环境适应性和环境可靠性。要实现砂尘风洞中温度、湿度、压力、风速、砂尘浓度等参数满足试验要求，空调箱正常、连续、高强度的工作是其必要条件。砂尘风洞空调箱常用的空气过滤器为粗效过滤器和中效过滤器，一般采用金属网格浸油过滤器、干式纤维填充式过滤器和中、细孔泡沫塑料过滤器。一般空调器的过滤器主要用于过滤10-100μm灰尘，而在很多砂尘环境中一部分砂尘颗粒的直径会大于这个范围；例如，在砂尘试验的砂尘环境中砂尘颗粒粒径为150-850μm，尘粒粒径小于150μm，并且砂尘浓度高、风速大；因而在这样的沙尘环境中采用上述空气过滤器过滤风砂时过滤器容易积尘极易堵塞，表冷器、加热器、风机等设备也易造成积尘。过滤器积尘堵塞导致风阻增大、风量下降从而引起制冷量下降不能满足控温要求，欲保证设计通风量就要提高通风机风压，导致耗能增加；表冷器、加热器、风机等设备因长期使用积尘多，阻力大，换热性能降低，欲保证设计额定值，就要增加制冷和供热设备运行强度，导致耗能增加。特殊的砂尘环境必然导致过滤器经常拆下清洗，通常使用干式法清洗(一般可重复6-8次)，即反复振抖使积尘散落，必要时还需干式吹除吸除和水洗(一般可重复4-6次)，清洗过的过滤器还需晾晒4天左右，清洗时极易造成过滤器损坏，而且清洗多为手工操作，费时费力效率低。表冷器、加热器、风机等设备基本采用清洗液湿式清洗法，同样费时费力效率低且易损坏设备。由此可见，采用上述过滤器拆装清洗工作十分繁琐、设备寿命明显缩短、耗能大，远不能满足空调箱正常连续高强度运行的条件，影响砂尘试验完成的质量，甚至不可能做完一个完整的试验，工作效率大大降低。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了一种空调箱的主动抗尘方法，其特征在于包括：

使进入的含砂尘的空气经过无纺布皮带，从而用所述无纺布皮带对所述空气进行过滤；

用驱动轮驱动所述无纺布皮带；以及

用刮尘刷除去粘附在所述无纺布皮带上的砂尘颗粒。

表冷器和电加热器的组合可对空气温度进行精确调节。

用一个压气泵的产生的气力输送气流把所述输送机所输送的砂尘通过一个回尘通道送入一个送风通道中；

用一个第一阀门调控压气泵的包括回尘通道和送风通道的第一路风管；

使压气泵的一个吹尘通道的四条支路中的一条支路与一个送风机的送风口连接，在吹尘通道的所述四条支路中的另三条支路上分别设有一个电磁脉冲阀，

用脉冲控制仪控制所述电磁脉冲阀，

所述另三条支路依次产生的高速气流分别对无纺布皮带、表冷器、电加热器吹尘。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种具有主动抗尘功能的空调箱，其特征在于包括：

无纺布皮带，用于使进入的含砂尘的空气经过无纺布皮带，从而用所述无纺布皮带对所述空气进行过滤；

一个驱动轮，用于驱动所述无纺布皮带；以及

一个刮尘刷，用于除去粘附在所述无纺布皮带上的砂尘颗粒。

表冷器和电加热器的组合可对空气温度进行精确调节。

压气泵的一路风管形成气力输送管道把回收的砂/尘送入送风通道，实现砂/尘的循环利用，节约试验原料。

压气泵的吹尘通道分成四条支路，其中的一条支路与一个送风机的送风口连接，其中的另三条支路上分别设有一个电磁脉冲阀，用脉冲控制仪控制所述电磁脉冲阀，所述另三条支路依次产生的高速气流分别对无纺布皮带、表冷器、电加热器吹尘。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的自主抗尘空调箱系统的示意图。

图2为根据本发明的一个实施例的自主抗尘部件连接的示意图。

图3为无纺布皮带结构示意图。

图4A为刮尘刷剖视图。图4B显示了根据本发明的一个实施例中采用连接螺丝固定上支柱与下支柱的方案。

附图标号说明：

1.进风通道          101.进口风调节阀        2.驱动轮        201.电动机

3.无纺布皮带        4.刮尘刷                401.刷刺        402.刷头

403.上支柱          404.连接螺丝            405.下支柱      5.料位机

501.漏尘口          6.螺旋式输送机          7.压气泵

701.回尘电磁阀      702.吹尘电磁阀          8.表冷器

801.水处理设备      802.给水泵              803.进水通道调节阀

804.回水通道调节阀  9.电加热器              10.送风机       11.送风通道

1101.出口风调节阀   12.回尘通道             13.吹尘通道

1301.第一电磁脉冲阀 1302.第二电磁脉冲阀

1303.电磁脉冲阀三

1304.脉冲控制仪     1305.电磁阀             14.箱体

15.进风口           16.送风口

具体实施方式

为了解决现有技术的上述问题，并克服现有砂尘风洞空调箱去除砂尘方法的不足，本发明人提出了一种具有主动抗尘功能的空调箱，可保证空调系统安全稳定工作，满足砂尘环境要求，节省原料，节约能源，提高工作效率，自动化程度高，控制精度好。

本发明的上述空调箱尤其适用于砂尘风洞。

根据本发明的一个实施例的一种具有主动抗尘功能的空调箱包括无纺布皮带、驱动轮、电动机、刮尘刷、表冷器、电加热器、送风机、压气泵、螺旋式输送机、料位机、电磁脉冲阀、脉冲控制仪、箱体；即，该空调箱的箱体内依次布置无纺布皮带、驱动轮、刮尘刷、表冷器、电加热器、送风机，驱动轮的传送皮带由无纺布加工而成，刮尘刷的刷刺与无纺布皮带接触布置，表冷器的循环冷却水回路上设置水处理设备、给水泵、多个阀门，电加热器采用可控硅调功器控制，螺旋式输送机和料位机组合布置于驱动轮下方，压气泵的另一风管上设置四条支路，一条支路与送风口连接，三条支路用电磁脉冲阀控制，用一个脉冲控制仪对所述三个电磁脉冲阀进行控制，进风通道、送风通道设有控制风量、风速、风压的阀门。

所述的驱动轮传送皮带由初阻力小，相对过滤效率高，可水洗，耐酸碱，不易破损，使用寿命长的无纺布加工而成，驱动轮逆向转动，皮带速度例如可以为0.7-1.2m/s，电动机转速例如可以为800-1200r/min。

所述的刮尘刷固定安装在驱动轮右侧，刷刺与逆向转动的无纺布皮带接触布置，刷刺与无纺布皮带的接触位置在皮带的中心线下方，刮尘刷的刷刺叉排布置，布置例如20-40排，刷刺应选择不易损坏无纺布皮带的合金等材料加工而成，要求刷刺耐磨、受热不易软化。刷刺的直径可为D＝0.5-1mm，刷刺长度可为L＝5-10cm，叉排布置的刷刺横向间距可为S₁＝1-2mm，纵向间距可为S₂＝2-3mm。

所述的表冷器由循环冷却水冷却，进水通道上设置水处理设备、给水泵、控制水量、水速、水压的阀门，回水通道上设置具有同样作用的调节阀，表冷器迎风面风速例如可以为2-2.5m/s。

所述的电加热器采用可控硅调功器控制，实现加热量的无级调节连续控制。

所述的螺旋式输送机上方与料位机结合，整个组合布置于驱动轮下方，料位机口部与漏砂尘通道连通，螺旋式输送机左侧接通压气泵的一路送风管，右侧通过风管与送风通道连通，回尘通道设有电磁阀控制，风速例如可以为25-35m/s。

所述的压气泵一路风管连接螺旋式输送机，另一风管上设置四条支路，一条支路与送风口连接，三条支路用电磁脉冲阀控制以获得高速气流，用一个脉冲控制仪对所述三个电磁脉冲阀进行控制，设置每隔例如8-10s产生高速气流依次对无纺布皮带、表冷器、电加热器吹尘，压气泵全压例如可以为0.3-1MPa，电磁脉冲阀工作气源压力例如可以为0.2-0.5MPa

所述的送风机为离心式风机，离心式风机出口处接通一支路路压气泵风管，在送风通道上设有调节阀，送风通道上还连接一路来自螺旋式输送机的风管，离心式风机送风量例如可以为25000-30000Kg/h，全压为例如可以800-1200Pa，进、送风口风速例如可以为6-8m/s。

本发明的原理是：本发明首先采用逆向转动的无纺布皮带驱动轮对空调箱砂/尘浓度较高的进风进行过滤，安装在驱动轮右侧的刮尘刷进一步清除粘附在无纺布皮带的砂/尘颗粒，从而实现进入空调箱空气的净度满足要求及除尘设备的连续稳定高效运行。压气泵的一风管上设置四条支路，一条支路与送风口连接，从而实现空气的湿度满足试验要求，三条支路用电磁脉冲阀控制以获得高速气流，用一个脉冲控制仪对所述三个电磁脉冲阀进行控制，设置每隔例如8-10s产生30-50m/s的高速气流依次对无纺布皮带、表冷器、电加热器吹尘，防止积尘从而达到不用人工清除省时省力，节约能源。空气进入表冷器进行强迫对流换热可以实现降温目的，空气进入电加热器可以实现升温目的，通过可控硅调功器控制，可以对空气温度进行精确调节以满足试验要求。

另外，采用了压气泵、螺旋式输送机、料位机等设备。螺旋式输送机和料位机组合布置于驱动轮下方，料位机口部与漏尘口连通，从而实现料位机对刮尘刷刷下的砂/尘进行回收，砂/尘进入螺旋式输送机后，通过与压气泵连接的风管送风形成一个气力输送管道，把回收的砂/尘送入排风通道中，从而实现砂/尘的循环利用，节约试验原料。压气泵的另一风管与离心式风机送风口连接。

发明与现有技术相比的优点在于：本发明一种具有主动抗尘功能的砂尘风洞空调箱，除了能使空调箱具有自主除尘满足空调箱连续稳定高效的工作外，还能回收被过滤掉的砂/尘，实现试验原料的循环利用，同时由于良好的过滤效果及合适的设备组合使用，实现了节约能源，提高了工作效率，自动化程度高，控制精度好。这是由于：(1)采用了逆向转动的无纺布皮带驱动轮，起到了良好的过滤效果，刮尘刷有效的清除了粘附在无纺布的砂/尘，并通过漏砂/尘通道进入料位机，进而进入螺旋式输送机并通过气力输送通道进入排气通道实现了砂/尘的循环利用，节约了试验原料，同时减少了各设备的积尘结垢，实现了节约能源；(2)压气泵的一风管上设置四条支路，一条支路与送风口连接，三条支路用电磁脉冲阀控制以获得高速气流，用一个脉冲控制仪对所述三个电磁脉冲阀进行控制，设置每隔例如8-10s产生诸如30-50m/s的高速气流依次对无纺布皮带、表冷器、电加热器吹尘，防止积尘从而达到不用人工清除省时省力，节约能源，自主抗尘实现了空调箱连续稳定工作提高了工作效率，提高了试验完成的质量，由于不需定期拆装过滤器，减少了清除各设备及通风管道的次数，从而节省了人力物力；(3)试验原料的循环利用，压气泵提供了气力通道的动力，采用可控硅调功器控制的电加热器，以上不仅改善了试验条件，提高了设备利用率，而且使整套设备自动化程度高，控制精度好。

图1为根据本发明的一个实施例的自主抗尘空调箱系统的示意图。如图1所示，含砂/尘浓度较高的空气经进风通道1进入箱体14内，进口风调节阀101可对进口风的风量、风速、风压进行调节，空气进入空调箱后，逆向旋转的无纺布皮带3对空气进行过滤，刮尘刷4将会除去粘附在无纺布皮带3上的砂/尘颗粒，被无纺布皮带直接挡下和被刮尘刷刮下的砂/尘通过漏尘口501进入料位机5，进而进入输送机6(诸如螺旋式输送机)，被净化后的空气通过与表冷器8的强迫对流换热达到降温目的，水处理设备801保证循环冷却水的水质满足要求，给水泵802提供动力，进水通道调节阀803和回水通道调节阀804对水量、水速、水压进行调节，可控硅调节器控制的电加热器9可对净化后的空气加热，调节精度好、控制灵活，送风机10进行送风，压气泵7的一路风管连接(螺旋式)输送机6，从而提供一个气力输送通道把回收的砂/尘通过回尘通道12送入排风通道11中，这路风管由诸如吹尘电磁阀的一个阀门701进行调控，压气泵7的另一路风管分成四条支路，一路与送风机10的送风口连接，吹尘电磁阀702对吹尘通道13进行调控，脉冲控制仪1304对电磁脉冲阀1301、电磁脉冲阀二1302、电磁脉冲阀三1303进行控制，出口风调节阀1101对送风通道11进行调控。这三个电磁脉冲阀1301、1302、1303分别控制三道吹尘风管，按照预先设置的一定时间间隔依次进行吹风，从而达到对无纺布皮带、表冷器、电加热器的吹尘(如图1所示)如图1所示，进风口15、送风口16可设计成80cm×100cm的方形通道。

如图2所示，为减小风阻，刮尘刷4应安装在两轮的中心线与驱动轮2的上切线之间，尽量离驱动轮2的上切线近些，为方便被刮掉的砂/尘漏下驱动轮2逆向转动并避开如图2所示漏尘口501，以便砂尘进入料位机5，回尘通道12和吹尘通道13的风压应稍大于送风通道11的风压(图1)，以保证两路通风能进入送风通道并不引起停滞和倒流。

根据本发明的一个实施例的无纺布皮带3由图3所示的无纺布材料加工而成，初阻力小，相对过滤效率高，可水洗，耐酸碱，不易破损，使用寿命长。

如图4A所示，根据本发明的一个实施例的刮尘刷4的刷刺401叉排布置，一般布置20-40排，以达到好的刮尘效果。根据本发明的一个具体实施例，刷刺可选择不易损坏无纺布皮带的合金等材料加工而成，且刷刺应耐磨、受热不易软化；刷刺的直径可为例如D＝0.5-1mm，刷刺长度可为例如L＝5-10cm，叉排布置的刷刺横向间距可为例如S₁＝1-2mm，纵向间距可为例如S₂＝2-3mm。刷刺401固定在刷头402上，支柱403、405可设计成圆柱形或流线型截面且直径尽量小以减少风阻，连接螺丝404(图4B)一方面可以固定上支柱403与下支柱405，另一方面可以改变如图4A所示的夹角θ以致调节刷刺401与无纺布皮带3之间的距离，由此一来可更好的适应进风砂/尘浓度、风量、驱动轮转速、刷刺磨损变短等因素带来的影响。

根据本发明的具有主动抗尘功能的空调箱和空调箱的主动抗尘方法可以用于不同的场合，如模拟砂尘环境的风洞系统，和/或在有砂尘环境下使用的各种空调机，并可以根据环境中的沙尘程度启动/关闭主动抗尘功能。

应当理解的是，在以上叙述和说明中对本发明所进行的描述只是说明而非限定性的，且在不脱离如所附权利要求书所限定的本发明的前提下，可以对上述实施例进行各种改变、变形、和/或修正。

Claims (4)

1.空调箱的主动抗尘方法，其特征在于包括：

使进入的含砂尘的空气经过无纺布皮带(3)，从而用所述无纺布皮带(3)对所述空气进行过滤；

用驱动轮(2)驱动所述无纺布皮带(3)；

用刮尘刷(4)除去粘附在所述无纺布皮带(3)上的砂尘颗粒；

用一个漏尘口(501)收集被所述无纺布皮带直接挡下和被所述刮尘刷(4)刮下的砂尘，其中所述漏尘口(501)是一个料位机(5)的漏尘口；

使通过所述漏尘口(501)进入所述料位机(5)的砂尘进入一个输送机(6)；

用一个压气泵(7)产生的气力输送气流把所述输送机(6)所输送的砂尘通过一个回尘通道(12)送入一个送风通道(11)中；

用一个第一阀门(701)调控压气泵(7)的包括回尘通道(12)和送风通道(11)的第一路风管；

使压气泵(7)的一个吹尘通道(13)的四条支路中的一条支路与一个送风机(10)的送风口连接，在吹尘通道(13)的所述四条支路中的另三条支路上分别设有一个电磁脉冲阀(1301、1302、1303)，

用脉冲控制仪(1304)控制所述电磁脉冲阀(1301、1302、1303)，

所述另三条支路依次产生的高速气流分别对无纺布皮带(3)、表冷器(8)、电加热器(9)吹尘。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于进一步包括：

用一个进口风调节阀(101)对进口风的风量、风速、风压进行调节；

用一个第二电磁阀(702)对吹尘通道(13)进行调控；

用一个脉冲控制仪(1304)对一个第一电磁脉冲阀(1301)、一个第二电磁脉冲阀(1302)、一个第三电磁脉冲阀(1303)，进行控制；

用一个出口风调节阀(1101)对送风通道(11)进行调控；

使回尘通道(12)和吹尘通道(13)的风压大于送风通道(11)的风压；

其中所述刮尘刷(4)安装在所述无纺布皮带(3)的驱动轮(2)和从动轮的中心线与所述驱动轮(2)的上切线的之间，且尽量离驱动轮(2)上切线近些；

驱动轮(2)逆向转动并避开漏尘口(501)；

刮尘刷(4)的刷刺(401)叉排布置，布置20-40排；

刷刺(401)固定在刷头(402)上，连接刷头(402)的上支柱和下支柱(403、405)设计成圆柱形或流线型截面，连接螺丝(404)一方面固定上支柱(403)与下支柱(405)，另一方面可以改变上支柱(403)与下支柱(405)的夹角(θ)；

所述输送机(6)是一个螺旋式输送机；

所述第一阀门(701)是一个吹尘电磁阀。

3.具有主动抗尘功能的空调箱，其特征在于包括：

无纺布皮带(3)，用于使进入的含砂尘的空气经过无纺布皮带(3)，从而用所述无纺布皮带(3)对所述空气进行过滤；

一个驱动轮(2)，用于驱动所述无纺布皮带(3)；以及

一个刮尘刷(4)，用于除去粘附在所述无纺布皮带(3)上的砂尘颗粒；

漏尘口(501)，用于收集被所示无纺布皮带直接挡下和被所述刮尘刷(4)刮下的砂尘，其中所述漏尘口(501)是一个料位机(5)的漏尘口；

一个输送机(6)，通过所述漏尘口(501)进入所述料位机(5)的砂尘被送入所述输送机(6)；

一个压气泵(7)，用于产生气力输送气流，该气力输送气流用于把所述输送机(6)所输送的砂尘通过一个回尘通道(12)送入一个送风通道(11)中；

一个第一阀门(701)，用于调控压气泵(7)的包括回尘通道(12)和送风通道(11)的第一路风管；

压气泵(7)的吹尘通道，所述吹尘通道分成四条支路，其中的一条支路与一个送风机(10)的送风口连接，其中的另三条支路上分别设有一个电磁脉冲阀(1301、1302、1303)，用脉冲控制仪(1304)控制所述电磁脉冲阀(1301、1302、1303)，所述另三条支路依次产生的高速气流分别对无纺布皮带(3)、表冷器(8)、电加热器(9)吹尘。

4.根据权利要求3的空调箱，其特征在于进一步包括：

一个进口风调节阀(101)，用于调节进口风的风量、风速、风压；

一个第二电磁阀(702)，用于调控吹尘通道(13)；

一个脉冲控制仪(1304)，用于控制一个第一电磁脉冲阀(1301)、一个第二电磁脉冲阀(1302)、一个第三电磁脉冲阀(1303)；

一个出口风调节阀(1101)，用于调控送风通道(11)；

所述刮尘刷(4)包括：

叉排布置的刷刺(401)，布置20-40排，

固定所述刷刺(401)的刷头(402)，

连接刷头(402)的上支柱和下支柱(403、405)，它们设计成圆柱形或流线型截面，

连接螺丝(404)，用于一方面固定上支柱(403)与下支柱(405)，另一方面可以改变上支柱(403)与下支柱(405)的夹角(θ)，

其中

使回尘通道(12)和吹尘通道(13)的风压大于送风通道(11)的风压，

所述刮尘刷(4)安装在所述无纺布皮带(3)的驱动轮(2)和从动轮的中心线与驱动轮(2)的上切线的之间，且尽量离驱动轮(2)的上切线近些，

驱动轮(2)逆向转动并避开漏尘口(501)，

所述输送机(6)是一个螺旋式输送机，

所述第一阀门(701)是一个吹尘电磁阀。

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