CN107289455A - 一种烟道自动除尘装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种烟道自动除尘装置及其控制方法，其装置包括底架、套筒、刀具旋转件、若干个定位轮、步进电机和集尘灰斗；所述定位轮固定设置于所述套筒内部；所述刀具旋转件包括相连接的若干个支撑圈和若干个刮刀组；所述刀具旋转件设置于所述套筒内部，所述支撑圈外侧与所述定位轮相抵接。本发明一种自动集灰的烟道双向除尘装置可快速清灰除垢，达到管道无积灰、不堵塞，以机械代替人工提高工作效率，实现简便清除大型管道灰垢。

Description

一种烟道自动除尘装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及除尘设备技术领域，尤其是一种烟道自动除尘装置及其控制方法。

背景技术

粉尘排放所造成的大气污染，不仅对人体健康有严重的危害、而且对环境生态平衡以及气候产生不利的影响。为了控制粉尘的排放对大气造成的污染，一方面是合理利用能源，改进生产和燃烧设备；另一方面则是安装废气净化装置，对污染源进行治理。安装除尘设备是保证环境质量的基础，也是实行环境规划等项。

为防止烟气中粉尘在烟道中沉积，一般要求烟道的烟气流速为10～15米/秒，现因为特殊原因必须降低烟气流速至7米/秒左右，造成烟道中不可避免地会积灰，并且若烟气湿度大且烟温低于酸露点时灰会在烟道壁板上结垢。为解决烟道积灰以及烟道除垢问题，现将烟道设计成具有一定坡度α(α约为1°～2°)，并在烟道尾部设置一小灰斗用于装烟道积灰。

烟道积灰结渣会造成系统运行工况不稳，大渣块坠落时还会砸坏冷灰斗处水冷壁而被迫停炉。造成烟道积灰、结渣的原因很复杂，其中涉及到燃煤的矿物质成分及理化性能、锅炉热负荷及燃烧工况的影响、锅炉喷燃装置的结构及其它辅机的影响等等。其后果非常严重。为了预防锅炉积灰、结渣或在锅炉积灰、结渣以后能及时有效的清除，加入智能监控模块来对清灰情况进行实时的监控显得十分重要。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种快速清灰除垢且可智能监控清灰情况的烟道双向除尘装置及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

一种烟道自动除尘装置，包括底架、套筒、刀具旋转件、若干个导滑件、传感控制单元、驱动电机和传动齿轮件；所述套筒固定于所述底架上；所述刀具旋转件设置于所述套筒内；所述驱动电机通过驱动传动齿轮件使得所述刀具旋转件旋转；所述刀具旋转件包括若干个刀具支架、若干根固定杆和螺旋式刀片；所述传感控制单元包括光电传感器和单片机；所述光电传感器与所述传动齿轮件相对设置用于检测所述传动齿轮件的转速并得出所述驱动电机的功率；当所述驱动电机的功率大于等于设定的第一阈值时，则所述驱动电机正常工作；当所述驱动电机的功率小于设定的第一阈值时，所述单片机控制所述驱动电机加大功率以达到所述第一阈值。

作为进一步改进，所述固定杆的数量为三根，所述刀具支架的数量为四个；所述固定杆呈环状排列依次穿过所述刀具支架，所述螺旋式刀片环绕固定于所述固定杆和所述刀具支架外，整体呈笼状。

作为进一步改进，定义所述螺旋式刀片距离所述套筒内壁的距离为d，其中d的范围为1mm～3mm。

作为进一步改进，所述刀具支架包括相间连接的三个圆弧部和三个直线部，整体呈环形状。

作为进一步改进，所述导滑件包括固定座和固定于所述固定座上的导滑轮；所述固定座固定于所述直线部上以实现所述导滑轮与所述套筒内壁的抵接。

作为进一步改进，所述套筒内进一步设置有残灰清理刷；所述残灰清理刷通过固定于所述底架上的两块固定板轴向固定于所述刀具支架处。

作为进一步改进，所述驱动电机设置于底架中；所述传动齿轮件包括相啮合的主动传动齿轮和从动传动齿轮；所述主动传动齿轮与所述驱动电机相连接；所述从动传动齿轮与所述刀具旋转件相固定连接。

作为进一步改进，所述光电传感器固定于所述驱动电机上且与所述主动传动齿轮的齿部相正对设置；所述传感控制单元进一步连接有设置于所述底架上的显示屏以观察清灰情况。

一种烟道自动除尘装置的控制方法，包括以下步骤：

S1：打开该装置开关，所述驱动电机驱动所述主动传动齿轮转动；

S2：所述从动传动齿轮带动所述刀具旋转件旋转，并通过所述螺旋式刀片对所述套筒内壁进行清灰；

S3：在单位时间内，所述光电传感器将照射到所述主动传动齿轮的齿部的光信号转化为所述主动传动齿轮的转速；所述光电传感器将转速值发送给所述单片机，所述单片机通过转速计算出所述驱动电机的功率并显示于所述显示屏上；

S4：当所述驱动电机的功率大于等于设定的第一阈值时，则所述驱动电机正常工作；当所述驱动电机的功率小于设定的第一阈值时，所述单片机控制所述驱动电机加大功率以达到功率的第一阈值。

作为进一步改进，在S4步骤中，所述第一阈值为所述驱动电机正常工作时功率值的百分之八十；当所述驱动电机小于所述第一阈值时，所述套筒内堆积有大量积灰需要加大功率以保证清灰效果。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1、本发明一种烟道自动除尘装置中的采用旋转式刀片作为清灰的工具同时结合残灰清理刷，清灰效率高，清灰效果好。

2、本发明一种烟道自动除尘装置中的刀具支架采用了圆弧部结合直线部的结构可以方便将固定座固定于所述直线部上便于整体放入套筒中，同时采用导滑轮作为支撑轮，起到支撑和滚动的作用，保证旋转轨迹的稳定性。

3、本发明一种烟道自动除尘装置采用光电传感器来检测主动传动齿轮的转速来判断套筒内残灰的数量多少同时将数据显示于屏幕上以供使用者准确判断是否需要人工将残灰进行批量处理。

4、本发明一种烟道自动除尘装置结构简单，采用电气与机械结合的方式，能较智能的进行烟道清灰，且设备易制造与易安装，在对烟道改造较小的情况下，能安装在大部分烟气系统的烟道段，改造成本小，且清灰能力优良，能在不停机的状态下持续工作，对烟气的清洁流程有很大的助力，实用性强，解决人工清灰难、效率低的问题，具有操作简便，高效率等优点。

附图说明

附图1是本发明一种自动集灰的烟道双向除尘装置的结构示意图；

附图2是本发明一种自动集灰的烟道双向除尘装置不带套筒的结构示意图。

主要元件符号说明

底架10、

套筒20、

刀具旋转件30、刀具支架31、圆弧部311、直线部312、固定杆32、螺旋式刀片33、

导滑件40、固定座41、导滑轮42、

传感控制单元50、光电传感器51、单片机52

驱动电机60、

传动齿轮件70、主动传动齿轮71、从动传动齿轮72、

残灰清理刷80、

固定板90、

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

请参考图1至图2，实施例中，一种烟道自动除尘装置，包括底架10、套筒20、刀具旋转件30、若干个导滑件40、传感控制单元50、驱动电机60和传动齿轮件70；所述套筒20固定于所述底架10上；所述刀具旋转件30设置于所述套筒20内；所述驱动电机60通过驱动传动齿轮件70使得所述刀具旋转件30旋转；所述刀具旋转件30包括若干个刀具支架31、若干根固定杆32和螺旋式刀片33；所述传感控制单元50包括光电传感器51和单片机52；所述光电传感器51与所述传动齿轮件70相对设置用于检测所述传动齿轮件70的转速并得出所述驱动电机60的功率；当所述驱动电机60的功率大于等于设定的第一阈值时，则所述驱动电机60正常工作；当所述驱动电机60的功率小于设定的第一阈值时，所述单片机52控制所述驱动电机60加大功率以达到所述第一阈值；整体结构简单，能够有效实现清灰，同时进行智能化监控。

请参考图1，所述驱动电机60为直流减速电机，其速度可调，体积小，易于操作，稳定性好，成本低，扭力中等；所述底架10在垂直方向上的投影呈日字型，垂直方向上加入设置于中间的横梁用于所述驱动电机60；在水平方向进一步设置有一H型支架用于提高整体的稳定性和支撑力；所述套筒20通过热熔胶固定于所述底架10上；整体结构简单，安全牢固。

请参考图2，实施例中，所述固定杆32的数量为三根，每隔120度设置一根固定杆32，所述刀具支架31的数量为四个；所述固定杆32与所述刀具支架31之间通过螺栓固定连接；所述固定杆32呈环状排列依次穿过所述刀具支架31，所述螺旋式刀片33环绕固定于所述固定杆32和所述刀具支架31外，整体呈笼状，采用这样的结构结合从动传动齿轮72可以有效避免将传动轴设在旋转物轴心上的传统设计，可以大大减小套筒20内空间的占用，更有利于灰尘在套筒20内的运动。

进一步地，所述旋转式刀片通过热熔胶粘附于所述固定杆32和所述刀具支架31上；定义所述螺旋式刀片33距离所述套筒20内壁的距离为d，其中d的范围为1mm～3mm，优选的，d的值取2mm，选用合适的距离既可以保证清灰效果，同时避免刀片和套筒20之间发生接触以增加摩擦力。

请参考图2，实施例中，所述刀具支架31包括相间连接的三个圆弧部311和三个直线部312，整体呈环形状；刀具支架31采用了圆弧部311结合直线部312的结构可以方便将固定座41固定于所述直线部312上便于整体放入套筒20中。

请参考图2，实施例中，所述导滑件40包括固定座41和固定于所述固定座41上的导滑轮42；所述固定座41固定于所述直线部312上以实现所述导滑轮42与所述套筒20内壁的抵接。采用导滑轮42作为支撑轮，不仅可以起到支撑和滚动的作用，同时还保证旋转轨迹的稳定性。

请参考图2，实施例中，所述套筒20内进一步设置有残灰清理刷80；所述残灰清理刷80通过固定于所述底架10上的两块固定板90轴向固定于所述刀具支架31处，所述残灰清理刷80的刷毛部与所述刀具支架31相接触用于清理粘附于所述刀具支架31上的灰尘，清灰效果好。

请参考图1，实施例中，所述传动齿轮件70包括相啮合的主动传动齿轮71和从动传动齿轮72；所述主动传动齿轮71与所述驱动电机60同轴连接；所述从动传动齿轮72与所述刀具旋转件30相固定连接，具体的，所述固定杆32穿过所述主动传动齿轮71并通过螺栓固定。

请参考图2，实施例中，所述传感控制单元50包括光电传感器51和单片机52；所述光电传感器51固定于所述驱动电机60上且与所述主动传动齿轮71的齿部相正对设置，所述光电传感器51对黑白有很好的识别度，可以有效分辨所述主动传动齿轮71的齿部不间断地通过所述光电传感器51的照射方向，所以在清灰速度很快的情况下也能检测到清灰情况；所述传感控制单元50进一步连接有设置于所述底架10上的显示屏以观察清灰情况，所述传感控制单元50可控制所述驱动电机60的转速以控制所述刀具旋转件30的清灰速度；加入了传感控制单元50可以通过检测主动传动齿轮71的转速来判断套筒20内残灰的数量多少同时将数据显示于屏幕上以供使用者准确判断是否需要人工将残灰进行批量处理。

具体的，通过检测主动轮的运转速度间接反馈出里面的除灰情况，因为管壁上灰多的时候，带动运行的时候会造成卡顿，即代表主动轮带动越快越顺畅，管道中除灰进度越接近完成，反之亦然。

一种上述烟道自动除尘装置的控制方法，包括以下步骤：

S1：打开该装置开关，所述驱动电机60驱动所述主动传动齿轮71转动；

S2：所述从动传动齿轮带动所述刀具旋转件30旋转，并通过所述螺旋式刀片33对所述套筒20内壁进行清灰；

S3：在单位时间内，所述光电传感器51将照射到所述主动传动齿轮71的齿部的光信号转化为所述主动传动齿轮71的转速；所述光电传感器51将转速值发送给所述单片机52，所述单片机52通过转速计算出所述驱动电机60的功率并显示于所述显示屏上；

S4：当所述驱动电机60的功率大于等于设定的第一阈值时，则所述驱动电机60正常工作；当所述驱动电机60的功率小于设定的第一阈值时，所述单片机52控制所述驱动电机60加大功率以达到功率的第一阈值。

作为进一步改进，在S4步骤中，所述第一阈值为所述驱动电机60正常工作时功率值的百分之八十；当所述驱动电机60小于所述第一阈值时，所述套筒内堆积有大量积灰需要加大功率以保证清灰效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种烟道自动除尘装置，其特征在于：包括底架、套筒、刀具旋转件、若干个导滑件、传感控制单元、驱动电机和传动齿轮件；所述套筒固定于所述底架上；所述刀具旋转件设置于所述套筒内；所述驱动电机通过驱动传动齿轮件使得所述刀具旋转件旋转；所述刀具旋转件包括若干个刀具支架、若干根固定杆和螺旋式刀片；所述传感控制单元包括光电传感器和单片机；所述光电传感器与所述传动齿轮件相对设置用于检测所述传动齿轮件的转速并得出所述驱动电机的功率；当所述驱动电机的功率大于等于设定的第一阈值时，则所述驱动电机正常工作；当所述驱动电机的功率小于设定的第一阈值时，所述单片机控制所述驱动电机加大功率以达到所述第一阈值。

2.根据权利要求1所述的烟道自动除尘装置，其特征在于：所述固定杆的数量为三根，所述刀具支架的数量为四个；所述固定杆呈环状排列依次穿过所述刀具支架，所述螺旋式刀片环绕固定于所述固定杆和所述刀具支架外，整体呈笼状。

3.根据权利要求2所述的烟道自动除尘装置，其特征在于：定义所述螺旋式刀片距离所述套筒内壁的距离为d，其中d的范围为1mm～3mm。

4.根据权利要求2所述的烟道自动除尘装置，其特征在于：所述刀具支架包括相间连接的三个圆弧部和三个直线部，整体呈环形状。

5.根据权利要求3所述的烟道自动除尘装置，其特征在于：所述导滑件包括固定座和固定于所述固定座上的导滑轮；所述固定座固定于所述直线部上以实现所述导滑轮与所述套筒内壁的抵接。

6.根据权利要求1所述的烟道自动除尘装置，其特征在于：所述套筒内进一步设置有残灰清理刷；所述残灰清理刷通过固定于所述底架上的两块固定板轴向固定于所述刀具支架处。

7.根据权利要求1所述的烟道自动除尘装置，其特征在于：所述驱动电机设置于底架中；所述传动齿轮件包括相啮合的主动传动齿轮和从动传动齿轮；所述主动传动齿轮与所述驱动电机相连接；所述从动传动齿轮与所述刀具旋转件相固定连接。

8.根据权利要求1所述的烟道自动除尘装置，其特征在于：所述光电传感器固定于所述驱动电机上且与所述主动传动齿轮的齿部相正对设置；所述传感控制单元进一步连接有设置于所述底架上的显示屏以观察清灰情况。

9.一种根据权利要求1至8任意一项的烟道自动除尘装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：打开该装置开关，所述驱动电机驱动所述主动传动齿轮转动；

S2：所述从动传动齿轮带动所述刀具旋转件旋转，并通过所述螺旋式刀片对所述套筒内壁进行清灰；

S3：在单位时间内，所述光电传感器将照射到所述主动传动齿轮的齿部的光信号转化为所述主动传动齿轮的转速；所述光电传感器将转速值发送给所述单片机，所述单片机通过转速计算出所述驱动电机的功率并显示于所述显示屏上；

S4：当所述驱动电机的功率大于等于设定的第一阈值时，则所述驱动电机正常工作；当所述驱动电机的功率小于设定的第一阈值时，所述单片机控制所述驱动电机加大功率以达到功率的第一阈值。

10.根据权利要求9所述的烟道自动除尘装置的控制方法，其特征在于：在S4步骤中，所述第一阈值为所述驱动电机正常工作时功率值的百分之八十；当所述驱动电机小于所述第一阈值时，所述套筒内堆积有大量积灰需要加大功率以保证清灰效果。