CN104226038A - 脉冲袋式除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲袋式除尘器，包括上箱体、中箱体、灰斗、进气口、出气口、排灰阀、气包、脉冲阀，还包括一个三轴运动定位装置，一个集喷嘴、文丘里管和可伸缩气密压套为一体的一体化喷气头，以及一个程序控制器和一个传感器，同时采用了筒式滤袋。三轴运动定位装置安装在上箱体中，一体化喷气头安装在三轴运动定位装置的其中一轴上，前者可将后者定位到滤袋的上方并与之对接；滤袋可以通过抽插的方式进行拆卸和安装；程序控制器可以控制喷气头的定位、喷气量及时间间隔；传感器可以检测滤袋是否需要及时清灰。采用上述构造的脉冲袋式除尘器具有灵活、动力要求低、易拆卸易维护、程控自动化、制造成本低的优点。

Description

脉冲袋式除尘器

技术领域

本发明涉及一种脉冲袋式除尘器，尤其是灵活、动力要求低、易拆卸易维护、程控自动化、制造成本低的脉冲袋式除尘器。

背景技术

脉冲袋式除尘器的原理是以压缩空气为动力，利用喷吹机构瞬间喷出的压缩空气，通过文丘里管诱导数倍于喷射气量的空气高速进入滤袋，使滤袋由顶部滤口至底部产生急剧的膨胀和冲击振动，产生很强的清落积灰作用。这种除尘器清灰强度大，可以允许采用较高的过滤风速，因此成为目前国内应用最广的除尘清灰方式。

化学工业出版社于2013年出版的《废气处理工程技术手册》第1版第216页图5-88就揭示了这样一种脉冲袋式除尘器，该除尘器由一排平板形扁式滤袋和喷吹管组成，在每个滤袋的上方都装有一根喷吹管，管上有喷吹孔正对每条滤袋中心，各喷吹管经由脉冲阀与气包相连。当脉冲阀开启时，气包内的压缩空气瞬间由喷吹孔射出，并通过置于滤袋口处的文丘里管引射大量空气一并进入滤袋，完成一次清灰。当一个滤袋清灰后，间隔一定时间后对下一个滤袋进行清灰，依次逐个循环进行。落入灰斗的灰尘由卸灰阀排出。但是这种脉冲袋式除尘器也存在以下几个缺点：一是喷吹管和滤袋必须严格对正，否则不能保证有足够的引射能力，并且喷吹气流偏斜容易使滤袋损坏，降低使用寿命，因此需要经常对所有喷吹管进行维护以保证其精度；二是每个滤袋都需要各自的喷吹管、文丘里管和脉冲阀，制造成本较高；三是采用的平板形扁袋由于面积较大，需要更大的喷射动力，因此对气包和脉冲阀以及连接管的要求都比较高；四是扁袋和置于其内的支撑骨架的制作都较为复杂，成本较高；五是喷吹管固定于滤袋的上方，维护或更换滤袋时需先拆除喷吹管或者打开灰尘较多的中箱体取出滤袋，两种方式操作起来都十分不便。。

发明内容

本发明要解决的技术问题一是提供一种对脉冲气体的动力要求较低、喷气头的维护工作量少、清灰过程更加灵活并且整体制造成本较低的脉冲袋式除尘器，二是提供一种容易拆卸安装的滤袋和支撑骨架的结构，三是使脉冲袋式除尘器可以智能自动化运行。

为了解决上述技术问题，本发明的脉冲袋式除尘器采用了一个三轴运动定位装置，一个集喷嘴、文丘里管和可伸缩气密压套为一体的一体化喷气头，并采用了筒式的滤袋。该三轴运动定位装置安装在上箱体中，一体化喷气头安装在三轴运动定位装置的其中一轴上。三轴运动定位装置可使一体化喷气头沿三个方向作直线运动，使一体化喷气头对接下方的滤袋。

上述的三轴运动定位装置由x轴、y轴和z轴这三轴的组件构成。其x轴由滑杆、螺杆、电机和滑块组成，螺杆由电机驱动旋转，滑块套在滑杆和螺杆上，滑块与螺杆通过内外螺纹啮合，螺杆旋转时带动滑块前后移动。其y轴由滑杆、齿轮、电机、滑块和履带组成，齿轮由电机驱动旋转，履带套在齿轮上，滑块与履带固定连接，齿轮旋转时带动履带转动并带动滑块左右移动。其z轴由滑杆、齿轮、电机、滑块、履带和带齿轮的滑杆固定板组成，齿轮由电机驱动旋转，履带套在齿轮上，滑块与履带固定连接，齿轮旋转时带动履带转动并带动滑块上下移动；上述一体化喷气头安装在z轴的滑块上。

为了使滤袋是一种容易安装和拆卸的结构，上述的筒式滤袋套在一个支撑骨架的外面，支撑骨架的顶端焊接到一个卡环上，卡环的外径大于花板开孔的直径，另有一个环形压片，该环形压片的内径略大于滤袋的外径，外径与卡环相同，环形压片从滤袋底部套入直至滤袋口处，与卡环对齐压紧，将滤袋开口处的翻折多余部分夹在中间，并用铆钉或螺丝紧固。这样的结构可将滤袋牢牢固定在支撑骨架外，安装时只需将滤袋及支撑骨架插入花板开孔处，环形压片会将滤袋卡在花板上而不会滑下，同样，拆卸时只需将滤袋及支撑骨架抽出即可。

为实现自动化控制，还采用了一个程序控制器，可以通过编程来控制三轴运动定位装置各轴的运动从而使清灰过程按一定的先后顺序进行，还可以根据含尘气体的含尘量来灵活控制喷气量的大小和每次清灰之间的时间间隔。

作为本发明的进一步改进，在每个滤袋内部设有一个传感器，该传感器可感知滤袋是否需要清灰，若需要清灰程序控制器立即中断原清灰程序并优先对此滤袋进行清灰，这使得清灰过程更加的灵活和及时，从而实现整个系统的高度自动化运行。

由于使用了一个集成了文丘里管的一体化喷气头，省去了一组喷吹管和脉冲阀，每个滤袋口处也不再需要设置文丘里管了，大大节省了制造成本；同时，由于所有滤袋共用一个喷气头，也使得对喷气头的维护成本大大降低；由于采用了筒式滤袋，这种滤袋的受力更加均匀，滤袋及支撑骨架的制作也更加方便，成本更低，并且由于面积较小，清灰所需动力较小，降低了对气包和脉冲阀的要求和成本；由于滤袋和其支撑骨架采用了一种可抽插式的结构，使得滤袋的拆卸和安装都更加方便；由于使用了三轴运动定位装置，使得清灰过程更加的灵活，可以对任意位置的滤袋进行随机清灰；由于使用了可编程程序控制器和传感器，使得清灰系统可以智能自动化运行。综上所述，本发明的脉冲袋式除尘器具备了灵活、动力要求低、易拆卸易维护、程控自动化、制造成本低的优点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的整体透视图。

图2是本发明的整体侧视图。

图3是本发明的整体俯视图。

图4是本发明的三轴运动定位装置的整体透视图。

图5是本发明的三轴运动定位装置的整体侧面图。

图6是本发明的三轴运动定位装置的整体俯视图。

图7是本发明的三轴运动定位装置的x轴的局部放大透视图。

图8是本发明的三轴运动定位装置的y轴的整体透视图。

图9是本发明的三轴运动定位装置的y轴的局部放大透视图。

图10是本发明的三轴运动定位装置的z轴的整体透视图。

图11是本发明的三轴运动定位装置的z轴的局部放大透视图。

图12是本发明的一体化喷气头的整体透视图。

图13是本发明的滤袋和支撑骨架的整体透视图。

图14是本发明的支撑骨架的局部放大透视图。

图中：1、上箱体；2、中箱体；3、灰斗；4、进气口；5、出气口；6、排灰阀；7、气包；8、脉冲阀；9、程序控制器；10、一体化喷气头；11、三轴运动定位装置；12、滤袋；13、支撑骨架；14、花板；15、上盖；20、花板开孔；30、卡环；31、环形压片；50、输气软管；51、喷嘴；52、文丘里管；53、可伸缩气密压套；54、固定箍条；80、传感器；101、x轴滑杆；102、x轴螺杆；103、x轴电机；104、x轴滑块；201、y轴滑杆；202、y轴齿轮；203、y轴电机；204、y轴滑块；205、y轴履带；301、z轴滑杆；302、z轴齿轮；303、z轴电机；304、z轴滑块；305、z轴履带；306、带齿轮的滑杆固定板。

具体实施方式

首先参见图1至图3，整个除尘器主要分为上箱体1、中箱体2和下部灰斗3三个部分。在上箱体和中箱体之间有花板14分隔，花板的作用一是将含尘气体与净化后的气体分隔，二是作为滤袋安装的支撑。滤袋12放置于中箱体，每个滤袋均套在一个支撑骨架13外面，滤袋与支撑骨架一起从花板的开孔处插入中箱体。除尘时，含尘气体从进气口4进入中箱体，经滤袋过滤后，灰尘被吸附在滤袋的外表面上，净化后的气体经花板处的滤袋口进入上箱体，并从上箱体的出气口5排出系统。清灰时，首先由程序控制器9命令三轴运动定位装置11将一体化喷气头10水平移动到需要进行清灰的滤袋的正上方，然后命令三轴运动定位装置将一体化喷气头下降，使一体化喷气头的可伸缩气密压套压套住滤袋口完成对接，接着控制器再命令与气包7相连的脉冲阀8释放一定量的压缩气体，经输气软管到达一体化喷气头射出，并通过一体化喷气头的文丘里管引射大量空气一并进入滤袋，使滤袋产生急剧的膨胀和冲击振动，将灰尘抖落至下部灰斗，完成一次清灰过程。当灰斗的灰尘积累到一定量时，开启排灰阀6排灰。当需要维护或更换滤袋时，可将上箱体的上盖15打开，并命令三轴运动定位装置将喷气头水平移动至上箱体边缘处，即可将滤袋和支撑骨架完全抽出，十分方便。

接着参看图4至图11，可见三轴运动定位装置由x轴、y轴、z轴三个方向的运动组件构成。其中x轴组件为一对，分别对称的布置在上箱体的左右两侧；每一侧的组件包括一根滑杆101、一根螺杆102、一个电机103和一个滑块104；螺杆102安装在电机103上由电机103驱动旋转，螺杆102和滑杆101平行布置，滑块104套在螺杆102和滑杆101上，滑块104与螺杆102通过内外螺纹啮合，螺杆102和滑杆101分别起传动和支撑作用，螺杆102转动时使滑块104沿着滑杆101前后移动（图7）；左右两侧的组件的运动保持同步。y轴组件包括两根滑杆201、两个齿轮202、两个电机203、一个滑块204和一根履带205；两根滑杆201平行布置，滑杆201的两端分别固定在x轴的两个滑块104上，两个电机203也分别固定在x轴的两个滑块104上（图8）；齿轮202安装在电机203上由电机203带动旋转，履带205的两端分别套在两个齿轮202上通过啮合连接，齿轮202旋转时带动履带205转动，滑块204套在两根滑杆201上可光滑移动，履带205和滑块204通过铆钉或螺丝固定在一起，由履带205的转动带动滑块204左右移动（图9）；两个电机203保持同步驱动。z轴组件包括四根滑杆301、一个齿轮302、一个电机303、一个滑块304、一根履带305和一块带齿轮的滑杆固定板306；四根滑杆301平行布置，每根滑杆301的上端固定在y轴的滑块204上，下端固定在带齿轮的滑杆固定板306上，电机303固定在y轴的滑块204上（图10）；齿轮302安装在电机303上由电机303带动旋转，履带305的两端分别套在齿轮302和滑杆固定板306的齿轮上，通过啮合连接，齿轮302旋转时带动履带305转动，滑块304套在其中两根滑杆301上可光滑移动，履带305和滑块304通过铆钉或螺丝固定在一起，由履带305的转动带动滑块304上下移动（图11）。本实施例的x轴和y轴均采用了一对电机同步共同驱动的设计，目的是使运动更加平稳和精确，实际应用时，如为了减少成本，也可采用单电机驱动的方式，同样可以达到运动和定位的目的。此外，本实例采用的电机均为步进电机，也可以采用精度更高的伺服电机。

再看图12，上述的一体化喷气头10是一个把喷嘴51、文丘里管52和可伸缩气密压套53集成到一起的组件，该喷气头通过两根固定箍条54固定在三轴运动定位装置的z轴的滑块304上。一体化喷气头通过输气软管50与脉冲阀8相连，输气软管需保证一定的长度以使喷气头能移动到最远端的滤袋上方，可以采用弹簧状软管。文丘里管52的上端连接喷嘴51，下端连接可伸缩气密压套53。可伸缩气密压套53的内径大于花板开孔的直径以便对接时能完全套压住滤袋口以保证气密性。由于所有的滤袋共用同一个一体化喷气头，省去了一组原本每个滤袋都配备的喷吹管和脉冲阀，并且由于喷气头里集成了文丘里管，省去了原本在每个滤袋口处都设置的文丘里管，这大大节省了制造成本。同时维护时也只需对这个一体化喷气头进行，大大降低了维护成本。

再参看图13，滤袋采用了筒式滤袋12，滤袋12套在支撑骨架13的外面。相比平板形扁式滤袋，这种筒式滤袋受力更加均匀，滤袋及支撑骨架制作更加方便，成本更低，并且由于面积较小，清灰所需动力较小，可以降低对气包和脉冲阀的要求，有利于降低整体成本。从图14中可以看到，滤袋12的内径略大于支撑骨架13的直径以保持两者之间有适当的松紧间距，支撑骨架13的顶端焊接在一卡环30上，该卡环的外径大于花板开孔20的直径以便滤袋插入后能卡在花板上。另有一个环形压片31，该环形压片的内径略大于滤袋的外径，外径与卡环30相同。环形压片31从滤袋底部套入直至滤袋口处，与卡环30对齐压紧，将滤袋开口处的翻折多余部分夹在中间，并用铆钉或螺丝紧固。这样即将滤袋牢牢固定在支撑骨架外，安装时只需将滤袋及支撑骨架插入花板开孔20，环形压片31会将滤袋卡在花板上而不会滑下，同样，拆卸时只需将滤袋及支撑骨架抽出即可。

从图3中可以看到，花板14上的滤袋开孔20呈等间距的方阵排列。实际应用时，也可以采用三角形阵列等其他排列方式，但阵列边缘与上箱体的周围须保留一定的距离，以使所有开孔的位置均在三轴运动定位装置11能够定位到的范围内。

由于采用了程序控制器9，使得整个除尘系统的自动化运行成为可能。可以编程令三轴运动定位装置11按照一定的先后顺序或者随机将一体化喷气头10定位到各滤袋上方与之对接，同时还可以根据含尘气体的含尘量来灵活控制喷气量的大小和每次清灰之间的时间间隔。

作为本发明的进一步改进，可在每个滤袋12内设置一个传感器80，如图14所示，该传感器可以是气流速度传感器或者其他能与滤袋所吸附的灰尘量产生一定关系的传感器。以气流速度传感器为例，当滤袋积累了越来越多的灰尘后，气流进入滤袋内的阻力不断增加，滤袋口处的气流速度也随之不断减小，当气流速度降低到一定值后，即可认为该滤袋需要清灰。传感器可置于滤袋口处，并与程序控制器9相连，当传感器探测到某滤袋需要清灰时，程序控制器可以立即中断原清灰程序并通知三轴运动定位装置11优先对该滤袋进行喷吹，从而实现智能自动化运行。

本发明不局限于上述具体实施方式，只要脉冲袋式除尘器中使用了三轴运动定位装置，不论该三轴运动定位装置的各轴是采用螺杆传动或者履带传动或者其他传动方式，不论一体化喷气头安装在三轴运动定位装置的哪一轴上，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种脉冲袋式除尘器，包括上箱体（1）、中箱体（2）、灰斗（3）、进气口（4）、出气口（5）、排灰阀（6）、气包（7）、脉冲阀（8），其特征在于：有一个三轴运动定位装置（11），有一个一体化喷气头（10），采用筒式滤袋（12）；所述三轴运动定位装置（11）安装在上箱体（1）中，一体化喷气头（10）安装在三轴运动定位装置（11）的其中一轴上，三轴运动定位装置（11）可使一体化喷气头（10）沿三个方向作直线运动，使一体化喷气头（10）对接下方的滤袋（12）；所述一体化喷气头（10）是一个将喷嘴（51）、文丘里管（52）和可伸缩气密压套（53）集成到一起的组件。

2.根据权利要求1所述的脉冲袋式除尘器，其特征在于：所述的三轴运动定位装置（11）的x轴由滑杆（101）、螺杆（102）、电机（103）和滑块（104）组成，螺杆（102）由电机（103）驱动旋转，滑块（104）套在滑杆（101）和螺杆（102）上，滑块（104）与螺杆（102）通过内外螺纹啮合，螺杆（102）旋转时带动滑块（101）前后移动；三轴运动定位装置（11）的y轴由滑杆（201）、齿轮（202）、 电机（203）、滑块（204）和履带（205）组成，齿轮（202）由电机（203）驱动旋转，履带（205）套在齿轮（202）上，滑块（204）与履带（205）固定连接，齿轮（202）旋转时带动履带（205）转动并带动滑块（204）左右移动；三轴运动定位装置（11）的z轴由滑杆（301）、齿轮（302）、电机（303） 、滑块（304）、履带（305）和带齿轮的滑杆固定板（306）组成，齿轮（302）由电机（303）驱动旋转，履带（305）套在齿轮（302）和滑杆固定板（306）的齿轮上，滑块（304）与履带（305）固定连接，齿轮（302）旋转时带动履带（305）转动并带动滑块（304）上下移动；喷气头安装在z轴的滑块（304）上。

3.根据权利要求1所述的脉冲袋式除尘器，其特征在于：所述的筒式滤袋（12）套在一个支撑骨架（13）的外面，支撑骨架（13）的顶端焊接到一个卡环（30）上，卡环（30）的外径大于花板开孔（20）的直径，另有一个环形压片（31），该环形压片的内径略大于滤袋（12）的外径，外径与卡环（30）相同，环形压片（31）从滤袋（12）底部套入直至滤袋口处，与卡环（30）对齐压紧，将滤袋（12）开口处的翻折多余部分夹在中间，并紧固。

4.根据权利要求1至3任一项所述的脉冲袋式除尘器，其特征在于：有一个程序控制器（9），该控制器可控制三轴运动定位器（11）各轴的运动，控制喷气头（10）的喷气量，以及控制清灰的先后顺序和每次清灰之间的时间间隔。

5.根据权利要求4所述的脉冲袋式除尘器，其特征在于：每个滤袋（12）内部设有一个传感器（80），该传感器可感知滤袋是否需要清灰，若需要清灰则程序控制器（9）立即中断原定程序优先对此滤袋进行清灰。