CN106622667A - 一种智能静电感应吸附除尘装置 - Google Patents

一种智能静电感应吸附除尘装置 Download PDF

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Abstract

一种智能静电感应吸附除尘装置，包括车体和移动机构，车体设在移动机构上，车体上设有检测模块、吸附模块、除尘模块、控制中枢和驱动模块，检测模块包括粉尘探测器，探测空气中的粉尘浓度并传输数据至控制中枢；吸附模块包括吸附板和升降装置，吸附板设在升降装置上，升降装置通过支柱设在车体上，吸附板由两个金属板构成，两个金属板之间通过绝缘层隔开，两个金属板分别连接驱动模块中的电源，吸附板两端并联一个中和开关，中和开关连接控制中枢的控制电路；除尘模块位于吸附模块下方。静电感应吸附除尘，无需高压放电，除尘简单且危害较小，可吸附各种不同种类的粉尘并适应各种不同的复杂环境，具有自清洁功能，装置体积小，可移动，十分方便。

Description

一种智能静电感应吸附除尘装置
技术领域
本发明涉及工业除尘，尤其与一种智能静电感应吸附除尘装置有关。
背景技术
随着科技的进步，各式各样的除尘装置进入人们的生活领域以及工业生产中。当前的除尘装置分为主要分为干式除尘器和湿式除尘器两大类。电除尘器属于干式除尘器的一种。现有的电除尘器多是利用大功率风机将带有粉尘的空气吸入除尘器主体结构前的烟道，然后通过高压使电晕极放电，电离空气中微粒，电子在向集电极移动时，使粉尘带电，然后粉尘在集电极沉降下来。这种电除尘方式存在很多不足：设备复杂，除尘成本高昂，体积较大，会产生臭氧等有毒气体；粉尘电阻过低以及某些种类的粉尘不能采用该方式除尘；环境的温度、湿度对吸尘效率有一定的影响等。
发明内容
本发明提供一种智能静电感应吸附除尘装置，以解决上述现有技术存在的不足，采用的静电感应吸附除尘，无需高压放电，除尘简单且危害较小，可吸附各种不同种类的粉尘并适应各种不同的复杂环境，具有自清洁功能，装置体积小，可移动，十分方便。
为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：
一种智能静电感应吸附除尘装置，包括车体和移动机构，车体设在移动机构上，其特征在于，车体上设有检测模块、吸附模块、除尘模块、控制中枢和驱动模块，其中：检测模块包括粉尘探测器，探测空气中的粉尘浓度并传输数据至控制中枢；吸附模块包括吸附板和升降装置，吸附板设在升降装置上，升降装置通过支柱设在车体上，吸附板由两个金属板构成，两个金属板之间通过绝缘层隔开，两个金属板分别连接驱动模块中的电源，吸附板两端并联一个中和开关，中和开关连接控制中枢的控制电路；除尘模块位于吸附模块下方，包括风机和沉降池，沉降池设在车体内底部，风机设在沉降池上方，风机与车体侧壁的通风口形成空气流通结构。以便风不会吹起已经脱离吸附板的灰尘等颗粒物，防止二次扬尘；控制中枢包括中央处理器和控制电路，中央处理器处理粉尘浓度数据，计算出各段浓度对应的吸附速度、速度变化率以及吸附板工作时间，并向控制电路发出控制指令，控制电路响应中央处理器的指令控制移动机构、升降装置、风机运作或停止，控制吸附板的上电、断电、短接；驱动模块包括电源和电动机，电动机连接移动机构，电源由蓄电池构成，为电动机、升降装置、风机、吸附板提供电力；所述中央处理器连接检测模块和控制电路，控制电路连接移动机构、升降装置、风机、吸附板，驱动模块连接移动机构、升降装置、风机、吸附板。
进一步，所述粉尘探测器为粉尘激光探测器，利用激光探测器对空气中的粉尘浓度、隧洞高度及宽度进行测定，数据传输给控制中枢。
进一步，所述升降装置为升降台，响应控制中枢的控制信号进行升降。
进一步，所述移动机构为履带式移动机构，提高了行进过程的稳定性。
进一步，所述风机前盖有一层过滤膜，风能通过，但是灰尘等颗粒物不能通过。
进一步，所述沉降池内含有液体，收集粉尘，沉降池中的水可以通过排水口排出。
进一步，所述蓄电池由四个标称电压为12V、额定容量为14Ah的电动助力车用密封铅酸蓄电池串联而成，电动机采用48V的驱动用电动机。
进一步，所述吸附板有三个，分别为第一吸附板、第二吸附板、第三吸附板，每个吸附板对应有一个升降装置，三个吸附板的长度相同，厚度相同，宽度不同。第一吸附板的宽度大于第二吸附板的宽度，第二吸附板的宽度大于第三吸附板的宽度。升降装置将各吸附板升到各自的最高位置时，第一吸附板的上表面与第二吸附板的下表面在同一高度，第二吸附板的上表面与第三吸附板的下表面在同一高度。
本发明的有益效果是：
1、本发明解决了现有技术的除尘方式对某些易燃或者比电阻过低的粉尘不适用的问题，采用静电感应原理实现吸附，无需高压击穿空气，不会产生臭氧等有害气体，环保，且能吸附各种不同种类的粉尘，以及适应各种不同的复杂环境；
2、本发明再吸附灰尘积累过多后，可通过除尘模块自行进行清理，清理后，继续使用，极大提高了效率，而现有的静电除尘方式中，集电极粉尘积累过多后，除尘效率会大大降低；
3、本发明采用履带式移动机构，解决了固定式装置除尘范围局限的问题，并解决了在一些施工隧道等不便除尘区域的尘土问题；
4、本发明可直接在工作区域除尘，无需大量精密仪器，不需要高压环境，不会产生粉尘爆炸等危险或对施工工地造成影响，成本更低廉，且设备故障清理简单，工作更安全稳定，适合推广应用。
附图说明
图1示出了本发明正视图一吸附板未展开。
图2示出了本发明正视图二吸附板展开。
图3示出了本发明侧视图。
图4示出了本发明吸附板的结构图。
具体实施方式
下面结合附图1～4具体说明本发明的具体实施方式。
一种智能静电感应吸附除尘装置，包括车体和移动机构9，车体设在移动机构9上。具体的，移动机构9为履带式移动机构，可有效提高行进过程的稳定性，方便适用于一些施工区域。车体上设有检测模块1、吸附模块、除尘模块、控制中枢2和驱动模块3。检测模块1连接控制中枢2，控制中枢2连接吸附模块、除尘模块、移动机构9和驱动模块3，驱动模块3连接检测模块1、吸附模块、除尘模块、控制中枢2和移动机构9。
检测模块1包括粉尘探测器，探测空气中的粉尘浓度并传输数据至控制中枢2。具体的，采用市面上现有小型粉尘激光探测器，可同时对空气中的粉尘浓度、隧洞高度及宽度进行测定，并传输数据给控制中枢2的中央处理器。
控制中枢2包括中央处理器和控制电路，中央处理器处理粉尘浓度数据，计算出各段浓度对应的吸附速度、速度变化率以及吸附工作时间，并向控制电路发出控制指令，控制电路响应中央处理器的指令控制移动机构9、吸附模块、除尘模块进行开关或启停。
驱动模块3包括电源和电动机，电动机连接移动机构9，电源由蓄电池构成，为电动机、升降装置5、风机6、吸附板4提供电力。驱动模块包含电源和电动机，电源由四个标称电压为12V、额定容量为14Ah的电动助力车用密封铅酸蓄电池串联而成，电动机采用48V的驱动用电动机。
吸附模块包括吸附板4和升降装置5，吸附板4设在升降装置5上，升降装置5通过支柱7设在车体上。升降装置5为升降台，响应控制中枢的控制信号进行升降。吸附板4由两个金属板构成，两个金属板之间通过绝缘层42隔开，两个金属板41分别连接驱动模块2中的吸附板正极供电线和吸附板负极供电线。吸附板4相当于一个大容量电容器，吸附板4的正负极直接接到电源，电力由驱动模块3中蓄电池提供，由控制电路控制通电或断电，在实际使用时，在吸附板4的两端加上一定的电压，待完全充电后，板的两端带有大量的等量异种电荷q＝CU，然后根据静电感应的原理，空气中的粉尘在靠近板这端的内部感应出异种电荷，然后在库仑力的作用下，粉尘被吸引到板的两端，从而达到除尘的目的。吸附板4收回之后，断开电压，控制电路控制中和开关短接，中和电荷。剩余粉尘处理工作交由风机6和沉降池7。
除尘模块位于吸附模块下方，包括风机6和沉降池7，沉降池7设在车体内底部，风机6设在沉降池7上方。风机6前盖有一层过滤膜，风能通过，但是灰尘等颗粒物不能通过，风机6与车体侧壁的通风口10形成空气流通结构，以便风不会吹起已经脱离吸附板的灰尘等颗粒物，防止二次扬尘。沉降池7内含有液体，收集粉尘，沉降池7中的水可以通过排水口排出。
具体的，中央处理器连接粉尘激光探测器和控制电路，控制电路连接移动机构9、升降装置5、风机6、吸附板4，驱动模块3连接移动机构9、升降装置5、风机6、吸附板4。
优选的，所述吸附板4有三个，分别为第一吸附板4a、第二吸附板4b、第三吸附板4c，每个吸附板对应有一个升降装置5，三个吸附板的长度相同，厚度相同，宽度不同。第一吸附板4a的宽度大于第二吸附板4b的宽度，第二吸附板4b的宽度大于第三吸附板4c的宽度。升降装置5将各吸附板4升到各自的最高位置时，第一吸附板4a的上表面与第二吸附板4b的下表面在同一高度，第二吸附板4b的上表面与第三吸附板4c的下表面在同一高度。从而，吸附板4展开后，在高度方向上无缝连接，便于吸附整个面内的粉尘；同时，还可以控制车体空间，避免收缩时，升降装置占据过多空间，避免采用过高的吸附板4占据过多空间。
工作时，首先由激光探测器对环境的参数进行检测，并把数据传给控制中枢的中央处理器，中央处理器分析、处理数据，控制电路控制移动机构9实现小车移动，并控制升降装置5的伸缩，伸出吸附板4。吸附板4的正负极是直接接到电源的，由蓄电池提供电力，控制电路控制吸附板4的两个金属板41通电，加上电压，使板的两端带上等量异种电荷，然后微粒因静电感应的作用，使内部电荷重新分布，再在库仑力的作用下，使粉尘吸附到板上，从而达到除尘的目的。除尘一定区域后，中央控制器发出指令，控制电路控制升降装置5收回，吸附板4沉降，沉降完毕后，控制电路控制断开吸附板4两端的电压；由于在吸附板4的电路中并联有中和开关，控制电路控制中和开关短接，中和板上的电荷；然后控制电路控制除尘模块中的风机6开启，对板上的粉尘进行吸取，使粉尘全部沉降到沉降池7。然后激光探测器继续对环境进行检测，继续反馈给控制中枢，控制中枢继续控制小车移动，控制吸附模块工作，直到整个环境的空气的粉尘达到预设标准。
本发明解决了不同种类粉尘的适用问题。原先的各类除尘器都或多或少的存在对要处理的粉尘种类的要求，例如利用质量力作用的机械除尘器只能沉降大颗粒粉尘，容易造成二次扬尘；还有利用高压电场运作的电除尘器，对处理干燥粉尘有引发火灾隐患。而本发明的静电感应吸附除尘装置解决了这类问题，经过不断优化，可适用于各种不同种类的粉尘，并且安全可靠。
本发明解决了使用一段时间后除尘效率变低的问题。现有的大部分吸附性除尘仪器，这类除尘系统对微小颗粒的捕集效率很高，但是活性炭吸附饱和后，需要及时频繁更换，否则除尘效率极低，这样一次性投入成本很高。而而本发明的静电感应吸附除尘装置，内置了自动清理收集功能，即中央处理器根据检测模块传输的粉尘浓度数据，当粉尘浓度很高，但是变化率趋于零时，中央处理器发送命令给控制电路，控制电路控制升级装置收回吸附板，并且断开吸附板的电压，并短接中和，由风机运转吸收吸附板上的粉尘，进入沉降池，当吸附板上的粉尘被去除后，可继续投入使用，不影响除尘效率，并且费用低。
本发明解决了除尘高能耗，以及环境因素对除尘效率影响问题。本发明利用静电场感应来达到除尘，相比较高压电场除尘，能源消耗大幅降低。并且我们的装置可智能移动，即使是不安全、人无法到达的区域也可以完成除尘，不仅如此，装置还可以智能检测周围环境粉尘浓度，从而智能设定一套最优的除尘方案，通过改变运行速度和除尘周期，达到除尘效率最大化。
本发明解决了装置的环境污染问题。现有技术的电除尘装置的原理是利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收集方法，然而在强电场中，空气分子被电离，易产生臭氧等有毒气体，本发明利用静电感应的原理，有效避免了这一问题，做到正真的智能环保。

Claims (10)

1.一种智能静电感应吸附除尘装置，包括车体和移动机构(9)，车体设在移动机构(9)上，其特征在于，车体上设有检测模块(1)、吸附模块、除尘模块、控制中枢(2)和驱动模块(3)，检测模块(1)连接控制中枢(2)，控制中枢(2)连接吸附模块、除尘模块、移动机构(9)和驱动模块(3)，驱动模块(3)连接检测模块(1)、吸附模块、除尘模块、控制中枢(2)和移动机构(9)，其中：
检测模块(1)包括粉尘探测器，探测空气中的粉尘浓度并传输数据至控制中枢(2)；
吸附模块包括吸附板(4)和升降装置(5)，吸附板(4)设在升降装置(5)上，升降装置(5)通过支柱(7)设在车体上，吸附板(4)由两个金属板(41)构成，两个金属板(41)之间通过绝缘层(42)隔开，两个金属板(41)分别连接驱动模块(2)中的电源，吸附板(4)两端并联一个中和开关，中和开关连接控制中枢(2)的控制电路；
除尘模块位于吸附模块下方，包括风机(6)和沉降池(7)，沉降池(7)设在车体内底部，风机(6)设在沉降池(7)上方，风机(6)与车体侧壁的通风口(10)形成空气流通结构；
控制中枢(2)包括中央处理器和控制电路，中央处理器处理粉尘浓度数据，计算出各段浓度对应的吸附速度、速度变化率以及吸附板(4)工作时间，并向控制电路发出控制指令，控制电路响应中央处理器的指令控制移动机构(9)、升降装置(5)、风机(6)运作或停止，控制吸附板(4)的上电、断电、短接；
驱动模块(3)包括电源和电动机，电动机连接移动机构(9)，电源由蓄电池构成，为电动机、升降装置(5)、风机(6)、吸附板(4)提供电力。
2.根据权利要求1所述的智能静电感应吸附除尘装置，其特征在于，所述控制中枢(2)位于车体的前侧，驱动模块(3)位于车体的后侧，吸附模块和除尘模块位于车体中间，除尘模块具体设于车体中间的内底部，吸附模块位于除尘模块上方，检测模块(1)位于控制中枢(2)上方。
3.根据权利要求1所述的智能静电感应吸附除尘装置，其特征在于，所述中央处理器连接检测模块(1)和控制电路，控制电路连接移动机构(9)、升降装置(5)、风机(6)、吸附板(4)，驱动模块(3)连接移动机构(9)、升降装置(5)、风机(6)、吸附板(4)。
4.根据权利要求1所述的智能静电感应吸附除尘装置，其特征在于，所述粉尘探测器为粉尘激光探测器，可同时探测粉尘浓度、隧洞高度、宽度及路况。
5.根据权利要求1所述的智能静电感应吸附除尘装置，其特征在于，所述升降装置(5)为升降台。
6.根据权利要求1所述的智能静电感应吸附除尘装置，其特征在于，所述移动机构(9)为履带式移动机构。
7.根据权利要求1所述的智能静电感应吸附除尘装置，其特征在于，所述风机(6)正面盖有一层过滤膜。
8.根据权利要求1所述的智能静电感应吸附除尘装置，其特征在于，所述蓄电池由四个标称电压为12V、额定容量为14Ah的电动助力车用密封铅酸蓄电池串联而成，电动机采用48V的驱动用电动机。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的智能静电感应吸附除尘装置，其特征在于，所述吸附板(4)有三个，分别为第一吸附板(4a)、第二吸附板(4b)、第三吸附板(4c)，每个吸附板对应有一个升降装置(5)，三个吸附板的长度相同，厚度相同，宽度不同。
10.根据权利要求9所述的智能静电感应吸附除尘装置，其特征在于，所述第一吸附板(4a)的宽度大于第二吸附板(4b)的宽度，第二吸附板(4b)的宽度大于第三吸附板(4c)的宽度，所述升降装置(5)将各吸附板(4)升到各自的最高位置时，第一吸附板(4a)的上表面与第二吸附板(4b)的下表面在同一高度，第二吸附板(4b)的上表面与第三吸附板(4c)的下表面在同一高度。
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