CN102530585A

CN102530585A - 应用于物料称量的除尘方法和采用该方法的除尘罩

Info

Publication number: CN102530585A
Application number: CN2010106029575A
Authority: CN
Inventors: 袁仲雪; 李路波; 翟福新; 高伟; 刘金一; 李学奎
Original assignee: Mesnac Co Ltd
Current assignee: Mesnac Co Ltd
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明应用于物料称量的除尘方法和采用该方法的除尘罩，在称量物料的料筐顶端开口表面，即向垂直于负压气流的表面上补充相同的风量以抵消负压吸风形成的风压，使该垂向风压趋于零。通过正压补充风量的手段来均衡料筐自身因负压除尘受到的风压，从而达到料筐内外压力的均衡而提高物料称量的精确度。所述除尘方法是从料仓输送的物料被投放至秤顶部的料筐中进行称量，在称量过程中，使用在料筐上方设置的除尘罩进行负压吸风除尘。从除尘罩顶部，朝向料筐的顶端开口排入空气，以使得料筐顶端开口表面的垂向风压趋于零。

Description

应用于物料称量的除尘方法和采用该方法的除尘罩

技术领域

本发明涉及一种应用于物料称量的除尘方法和采用该方法的除尘罩，具体地是在负压吸风除尘的同时进行正压补充风量，以平衡作用于料筐顶部的风压、提高物料称量的准确度，属于物料输送与称量技术领域。

背景技术

目前的国内配料输送行业，在物料输送与称量过程中为防止粉尘扩散而造成生产环境的污染，往往采用离心式风机和除尘罩进行负压吸风除尘。

虽然采用除尘装置能够净化生产环境、预防操作工人因此而患有呼吸道疾病，但是却在用于物料称量的料筐上方形成负压区域而导致称量精度的下降。对于要求精确称量的配料系统和生产工艺来说，兼顾精确称量与通风除尘效果一直是较难解决的关键技术课题。

所谓的风压就是垂直于气流方向的平面所受到的气流的压力。根据伯努利方程可知，风压直接地与风速有关。当称量物料的料筐顶部端口表面积一定时，根据风速而可测算出负压吸风除尘时，料筐受到向上负压的压力大小。

现行通常采取的解决手段如下，

1、料筐去皮时，风机停止运转；在称量过程中，风机运转；当进入精确给料阶段时，再次停止风机运转。

这种称量方式对于提高称量精度较为有效，但是缺点与局限也较为明显，精确给料时生产现场粉尘飞扬，既操作工人的身体伤害，也会造成飞扬的粉尘难以收集清扫，落于配料设备上也难以清理；另外，频繁地关停风机也会降低此类设备的使用寿命。

2、风机始终运转，但其转速可适当调节，但是却对称量精度造成直接地、明显地影响，当风机转速出现波动时直接造成称量精度地不稳定。

发明内容

本发明所述的应用于物料称量的除尘方法和采用该方法的除尘罩，在于解决上述问题而在称量物料的料筐顶端开口表面，即向垂直于负压气流的表面上补充相同的风量以抵消负压吸风形成的风压，使该垂向风压趋于零。

本发明的目的是，通过正压补充风量的手段来均衡料筐自身因负压除尘受到的风压，从而达到料筐内外压力的均衡而提高物料称量的精确度。

另一发明目的是，兼顾精确称量与通风除尘效果，在净化生产环境的同时保护操作工人的身体健康。

发明目的还在于，风机运行状态的控制是基于除尘与补充风量，解决因频繁地关停风机而造成的设备损害。

为实现上述发明目的，所述应用于物料称量的除尘方法包括：

从料仓输送的物料被投放至秤顶部的料筐中进行称量，

在称量过程中，使用在料筐上方设置的除尘罩进行负压吸风除尘。

与现有技术的区别之处在于，从除尘罩顶部，朝向料筐的顶端开口排入空气，以使得料筐顶端开口表面的垂向风压趋于零。

如上述基本方案，针对风压是垂直于负压气流方向的料筐顶端开口表面所受到的压力，为解决负压吸风对料筐内外压力造成的失衡，从除尘罩顶部朝向料筐补充一定量的正压风量以使得风压作用平面的垂向上下形成零压差。

相当于反方向地向料筐施加正向风压，以抵消负压吸风的影响、提高物料称量的精度。

进一步地细化与同时提高除尘效果、正压补充风量的改进措施是，可在除尘罩的顶部形成排入空气的进风区域，在除尘罩与料筐顶端开口之间形成环状的吸风除尘区域。

如上述方案，投放入料筐的物料形成的粉尘从除尘罩的环状周侧被负压吸出，同时从除尘罩的顶部中间区域补充正压风量，在负压除尘的同时进行物料正常地投放、称量，2种方向、不同压力方向的气流相互之间干扰影响的程度较小。

上述改进方案，还有利于消除因物料垂直投放时下料速度引起的诱导风速形成的风压，以及料筐外部的空气沿其表面向上流动时因产生相对摩擦力而对料筐产生的压力影响。

在实际配料系统中，所使用的空气密度、风机运转形成的正、负压风速都是相同的，因此可单一性通过控制正、负压空气截流面积来实现所形成风压的相同，即除尘罩的进风区域与环状吸风除尘区域的表面积相同。

基于上述应用于物料称量的除尘方法设计构思与原理，本发明还提供了一种采用该方法的除尘罩结构设计，具体地：

除尘罩设置在料仓与料筐的垂向之间，

在除尘罩的顶部，设置有用于排入空气的进风口，

在除尘罩的侧部四周，设置有用于负压除尘、并在除尘罩与料筐顶端开口之间形成环状吸风除尘区域的吸风口。

如上述除尘罩的顶部进风口，空气从此排入到除尘罩内部空间中并向下施压于料筐的顶端开口处。

当除尘罩负压吸风除尘时，从料筐顶端开口处吸出的粉尘从除尘罩侧部的环状吸风除尘区域进入到除尘罩内部并途经吸风口排出。

上述两种正压补入风量与负压吸风除尘同时进行，在料筐顶端开口表面形成方向相反的正、负向压力，当料筐顶端开口表面的垂向风压趋于零时，相当于料筐整体受到垂直气流的压力影响得以抵消，此时的称量数据即是物料真实的重量值。

为便于实际配料生产控制、以及更为直接地测算出需要补入空气的总量，可以采取相同密度的压缩空气，实施负压吸风与正压补风操作的风机采取相同的转速与功率，则影响正、负空气总量的因素则直接地反映于正、负压空气截流面积，即除尘罩的进风区域与环状吸风除尘区域，因此可将进风口(41)的表面积，设置与环状吸风除尘区域(II)的表面积相同。

如上所述，本发明应用于物料称量的除尘方法和采用该方法的除尘罩具有以下优点和有益效果：

1、通过正压补充风量的手段实现均衡料筐自身因负压除尘受到的风压，能够去除料筐整体因受压影响物料称量的因素，有效地提高物料称量的精确度。

2、同时解决精确称量与通风除尘效果的问题，得以在净化生产环境的同时保护操作工人的身体健康。

3、能够根据在称量过程中不停歇地运行风机，解决因频繁地关停而造成的设备损害。

附图说明

现结合如下附图对本发明做出进一步地说明。

图1是负压吸风除尘时形成风压的原理图；

图2是本发明所述除尘罩及其除尘方法示意图；

图3是图2的俯向示意图。

图4是应用本发明所述除尘方法和除尘罩的称量系统示意图。

如图1至图4所示，料仓1，料筐2，秤3，除尘罩4，进风区域I，吸风除尘区域II，进风口41，吸风口42，螺旋给料器5。

图中的箭头表示的是气流方向。

具体实施方式

实施例1，如图1所示的是产生风压的原理，风压就是垂直于气流方向的平面所受到的气流的压力。

根据如下伯努利方程得出的气流—风压的对应关系：

wp＝0.5·ro·v² <1>

其中wp为风压[单位是kN/m²]，ro为空气密度[单位是kg/m³]，v为风速[单位是m/s]。

由于空气密度ro和重度r的关系为：

r＝ro·g <2>

因此 ro＝r/g <3>

将公式<3>代入公式<1>中，

wp＝0.5·r·v²/g <4>

公式<4>即为标准风压公式。

在标准大气环境下(比如气压为1013KPa，温度为75℃)，空气重度r＝0.01225[kN/m³]，纬度为45°处的重力加速度g＝9.8[单位是m/s²]，我们得到：

wp＝v²/1600 <5>

此式为用风速估计风压的通用公式。

现将风速代入公式<5>，10级大风相当于24.5-28.4m/s，取风速上限28.4m/s，得到风压wp＝0.5[kN/m²]，相当于每平方米广告牌承受约51千克的压力。

具体到实际配料称量系统中，现有除尘罩负压吸风口处的风速约为0.5-1.5m/s，取风速上限1.5m/s时，得到的风压为wp＝1.40625[N/m²]，相当于每平米受到1406.25克的压力；取风速下限0.5m/s时，得到的风压为wp＝0.15625[N/m²]，相当于每平米受156.25克的压力，即形成Pin＜Pout的内外压力差现象。

结合现有料筐规格所形成的顶端开口处表面P受到风压的截面积约为0.16m²，由于除尘风速而对秤产生了约25-225克压力的负值影响，这对关键配方物料的精确称量来说是较为重要的影响因素。

结合图1和图2所示，既然风压是垂直于气流方向的平面P所受到的压力，如使料筐2顶端开口处的表面P垂向压差为零，则料筐2就不会因受到风压而产生对称量精度的影响。在此忽略物料投放时因下料速度而引起的诱导风速形成的风压，以及忽略因空气沿料筐2外表面向上流动时因摩擦力而对料筐产生的影响。

如图2、图3和图4所示，为达到料筐2的内、外压力平衡而又能同时保证除尘效果，所述应用于物料称量的除尘方法包括有：

从料仓1输送的物料被投放至秤3顶部的料筐2中进行称量；

在称量过程中，使用在料筐2上方设置的除尘罩4进行负压吸风除尘，在除尘罩4与料筐2顶端开口之间形成环状的吸风除尘区域II；

从除尘罩4顶部，朝向料筐2的顶端开口排入空气，在除尘罩4的顶部形成排入空气的进风区域I，进风区域I与环状吸风除尘区域II的表面积相同；

即为使得Pin与Pout相等，应满足如下公式：

2 \cdot a \cdot b = 4 \cdot \frac{1}{2} \cdot (400 + 450) \cdot \sqrt{25^{2} + 30^{2}}

其中，2ab即是进风区域I的表面积。

在正压补风、负压吸风的空气密度相同，以及正、负压风机运转速度与功率相同的前提下，相同的正、负压空气截流面积所形成的风压相同，即料筐2顶端开口表面P的垂向风压趋于零。

投放入料筐2的物料形成的粉尘从除尘罩4的环状周侧被负压吸出，同时从除尘罩4的顶部中间区域补充正压风量，在负压除尘的同时进行物料正常地投放、称量。

在采用上述除尘方法的基础上，本发明所述的除尘罩设置在料仓1与料筐2的垂向之间，包括有：

在除尘罩4的顶部，设置有用于排入空气的进风口41，

在除尘罩4的侧部四周，设置有用于负压除尘、并在除尘罩4与料筐2顶端开口之间形成环状吸风除尘区域II的吸风口42。

其中，进风口41的表面积与环状吸风除尘区域II的表面积相同。

通过以下试验对比数据来进一步地说明和验证

试验1，将除尘罩4顶部的进风口41使用塑料布进行遮盖，同时启动风机进行负压吸风除尘和物料称量。其结果如下：

分组	风机停止	风机运转	负压压力
				1	13.026Kg	13.002Kg	24g
2	13.026Kg	13.004Kg	22g

试验2，将除尘罩4顶部进风口41处的塑料布去除，同时启动风机进行负压吸风除尘和物料称量。其结果如下：

分组	风机停止	风机运转	负压压力
				1	13.032Kg	13.026Kg	4g
2	13.036Kg	13.030-13.032Kg	4-6g

通过以上两种类型的试验对比，在没有平衡负压的进风口41正压补风的条件下，因负压除尘而形成针对称量精度的影响为22至24克，与精确称量可允许的误差范围1至6克相比，此类负压除尘的影响因素是相对明显与无法忽略的。

从试验2结果来看，在增加平衡风口进行正风补风的状态下，能够有效地降低除尘风速对于称量精度的不利影响。

通过本实施例的说明，基本上能够验证了负压除尘影响称量精度、以及正压补风对于均衡风压的均衡抵消，也基本上能够满足目前配料称量系统对于称量精度及通风除尘效果的要求。

Claims

1.一种应用于物料称量的除尘方法，从料仓(1)输送的物料被投放至秤(3)顶部的料筐(2)中进行称量，

在称量过程中，使用在料筐(2)上方设置的除尘罩(4)进行负压吸风除尘，

其特征在于：从除尘罩(4)顶部，朝向料筐(2)的顶端开口排入空气，以使得料筐(2)顶端开口表面的垂向风压趋于零。

2.根据权利要求1所述的应用于物料称量的除尘方法，其特征在于：在除尘罩(4)的顶部形成排入空气的进风区域(I)，在除尘罩(4)与料筐(2)顶端开口之间形成环状的吸风除尘区域(II)。

3.根据权利要求2所述的应用于物料称量的除尘方法，其特征在于：进风区域(I)与环状吸风除尘区域(II)的表面积相同。

4.一种采用上述除尘方法的除尘罩，设置在料仓(1)与料筐(2)的垂向之间，其特征在于：在除尘罩(4)的顶部，设置有用于排入空气的进风口(41)，

在除尘罩(4)的侧部四周，设置有用于负压除尘、并在除尘罩(4)与料筐(2)顶端开口之间形成环状吸风除尘区域(II)的吸风口(42)。

5.根据权利要求4所述的除尘罩，其特征在于：进风口(41)的表面积，与环状吸风除尘区域(II)的表面积相同。