CN107420985A - 一种电气焊割机机房空气净化处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电气焊割机机房空气净化处理装置，包括排气管线，所述排气管线出口设置有控制系统，所述控制系统保持检测并控制排气量，其特征在于，还包括：吸附器，所述吸附器安装在所述控制系统前端，所述吸附器包括：吸附器腔室；以及吸附材料，所述吸附材料设置在所述吸附器腔室内；水溶器；所述水溶器包括：水桶；水雾仪，所述水雾仪是液体水变成气态水，所述水雾仪与所述水桶连接；以及加压器，以及收集箱，所述收集箱与所述水桶连接并将回收后的水输送至所述水桶。根据本发明的电气焊割机机房PM2.5处理装置，包括吸附器、水溶器和收集箱，吸附器安装在排气管探头前端，与风道形成一个整体，噪音小，节约空间且吸附效果好。

Description

一种电气焊割机机房空气净化处理装置

技术领域

本发明涉及电气焊割装备领域，尤其涉及一种电气焊割机机房污染处理装置。

背景技术

电气焊割制造行业由于技术发展、资源投入和市场等多重因素的影响，目前，仍属于传统加工制造行业，相对于拥有百年历史的汽车制造业而言，属于较年轻，技术相对不成熟的行业，加工作业多为人员手工操作，自动化设备应用率相对较低。而电气焊割制造过程中产生的环境污染问题，也随着近几年国家对环保问题的持续关注显得尤为突出，在整个行业的大背景下，电气焊割制造行业的环保问题治理技术发展尤为缓慢，远远落后与其他行业技术。因此，为了响应国家环境保护的政策，积极推进行业技术发展，故针对较为突出的烟尘污染问题做针对性研究，寻找经济实用、技术可靠的新技术。

当前，在电气焊割制造行业，解决车间内烟尘污染问题主要有以下几种方式：

（1）集气罩顶吸式

该方式最为普遍，经济，实用，应用范围广，技术成熟。原理是在产生烟尘较集中区域的上方，设置安装集气罩，通过负压风机的抽取，将烟尘吸入管道内，通过管道排放到车间外。缺点是需要占用大量台位上方的空间，影响物料吊运和工作区域新鲜空气的补充，噪音大。

（2）局部区域集气管针对焊接点定点收集

该方式主要应用于焊接位置固定，烟尘产生量大，严重影响人员呼吸，危害职业健康的台位。特点是可实现定点收集，烟尘一旦产生，就会通过管道的吸气口抽走，不会经过员工的呼吸带，具有烟尘收集效果好，占用空间小等优点；缺点是集气口位于焊接点附近，需要人员调节集气口位置，增加人员工作量，影响操作。

（3）单机除尘吸附处理方式

单机除尘器是目前市场上大部分环保设备公司大力推广的环保设备，可实现烟尘源头收集，经过机器内部的滤筒吸附处理后，再将处理后的空气排放回车间内。该方式的优点是设备小巧灵活，搬运方便，可实现烟尘源头控制，并做吸附处理，没有复杂的管道系统，不影响车间布局和物料输送；缺点是设备昂贵，运行成本高，不适合现阶段在电气焊割制造行业大范围应用。

（4）整体通风处理方式

该方式的原理是通过在车间顶部开设烟尘通风口（可控制开启与关闭），利用车间内外温度差所形成的压力差，使烟尘自动向车间顶部运动，不利用任何动力装置，实现烟尘自动外排至车间外。该方式的优点是无任何能源消耗，不影响车间内部结构，不影响员工操作和物料输送；缺点是没法检测并控制调节污染物排放量，没有保障排放达标的系统和装置，因此需要对车间顶部做大范围的改动，适用于新建厂房设计。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方式的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方式的保护范围。

为了解决上述问题，本发明公开了一种电气焊割机机房空气净化处理装置，包括排气管线，所述排气管线出口设置有控制系统，所述控制系统保持检测并控制排气量，其特征在于，还包括包括：吸附器，所述吸附器安装在所述控制系统前端，所述吸附器包括：吸附器腔室；以及吸附材料，所述吸附材料设置在所述吸附器腔室内；水溶器；所述水溶器包括：水桶；水雾仪，所述水雾仪是液体水变成气态水，所述水雾仪与所述水桶连接；以及加压器，所述加压器用于将所述水桶内的水加压并经由所述水雾仪水洗至所述吸附器，以及收集箱，所述收集箱与所述水桶连接并将回收后的水输送至所述水桶。

优选地，所述控制系统，包括烟尘传感器、变速器、智能控制芯片、继电器变频器，烟尘传感器检测烟尘浓度，生成烟尘信号，经过变送器输入智能控制芯片，智能控制芯片生成控制信号，通过继电器输入变频器，控制变频器的启停和变速，其特征在于，所述的烟尘传感器为化学流量传感器，所述的智能控制芯片为PLC逻辑控制器。

优选地，所述收集箱包括：沉淀池，所述沉淀池用于接收所述水雾仪水洗至所述吸附器的水洗水；清水池，所述清水池与所述沉淀池的上部连通；以及水泵，所述水泵将所述清水池中的水泵送至所述水桶。

优选地，所述吸附材料为活性炭活性炭和/或硅胶焦炭分子筛硅胶焦炭分子筛。

优选地，所述吸附器与风道成椭圆过渡设置。

优选地，所述椭圆过渡为43度至72度。

优选地，所述椭圆过渡为70度圆滑斜度。

优选地，所述清水池中设置有液位传感器。

优选地，所述吸附器包括多个所述吸附器腔室，多个所述吸附器腔室之间可伸缩式连接。

根据以上内容可知本发明的电气焊割机机房PM2.5处理装置，包括控制系统，所述控制系统保持检测并控制排气量，以保障pm2.5达标排放并实现自动调节控制，节约能源，吸附器、水溶器和收集箱，吸附器安装在控制系统前端，与风道形成一个整体，噪音小，节约空间且吸附效果好，另外吸附用水循环利用，达到了节约资源效果。

附图说明

本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1为按照本发明的一个实施方式的电气焊割机机房PM2.5处理装置的正视图；

图2为图1中的吸附器的示意图；

图3为本发明的逻辑控制电路图。

附图标记说明：

10、水溶器 11、水桶

12、水管 14、水雾仪

20、吸附器 21、活性炭和/或硅胶焦炭分子筛

22、吸附器腔室 30、收集箱

31、沉淀池 32、清水池

33、液位传感器 34、水泵

38、控制系统 40、负压风机

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的构件。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

首先参考图1，本发明公开了一种电气焊割机机房空气净化处理装置，用于吸附控制系统前端的焊接废气。具体地，电气焊割机机房PM2.5处理装置包括：吸附器20、水溶器10以及收集箱30。

控制系统38所述控制系统保持检测并控制排气量，以保障pm2.5达标排放并实现自动调节控制，节约能源。

吸附器20安装在控制系统前端，如图2所示，其可由诸如角钢的吸附器腔室22以及吸附材料组成。在图示实施方式中，吸附材料为活性炭活性炭和/或硅胶焦炭分子筛硅胶焦炭分子筛21，本实施例优先硅胶，其设置在吸附器腔室22内。吸附器20的吸附器腔室22可设置为多个，多个吸附器腔室22之间可伸缩式连接，方便后续使用过程中将单个吸附器腔室22拆下进行清洗或更换。即吸附器20可包括多个吸附模块，每一个吸附模块包括吸附器腔室和设置在吸附器腔室中的吸附材料，相邻两个吸附模块之间可伸缩式连接。

可选地，吸附器可采取模块化设计，以2*2台1360mm*1360mm的负压风机的尺寸为一个吸附器。吸附器的周边用角钢做吸附器腔室22，将硅胶21固定在吸附器腔室22内，根据负压风机的分布情况，对应布置，降低风阻。可选地，吸附器可与风道呈41-70度圆滑斜度角设置，以增大接触面积，降低系统阻力，进一步可选地，吸附器20与风道可呈70度圆滑斜度角设置，即吸附器硅胶21及吸附器腔室22与水平面呈70度圆滑斜度角设置。

吸附材料是烟尘粉尘能否被吸附决定因素。应当选择合适型号的硅胶21，其主要参考的规格参数是：材质、孔隙率、比表面积和压降。另外，

硅胶21应采取模块化设计，方便后续使用过程中的清洗、拆换。

如图1所示，水溶器10包括：水桶11，水桶11中贮存有水洗用水。水雾仪14经由管道与水桶11连接。此外，还设置有加压器，用于将水桶11内的水加压并经由水雾仪14水洗至吸附器20，水洗到活性炭活性炭和/或硅胶焦炭分子筛硅胶焦炭分子筛21上。

通过加压器将管道内的水洗水增压，再经过喷头14均匀的喷洒在吸附材料表面，形成液膜捕集颗粒粉尘。可通过控制系统对水洗系统10进行控制，诸如控制水洗系统10的压力、水洗量和水洗频次。若水洗量少，无法在吸附材料表面形成液膜，无法起到吸附吸附效果；若水洗量过多，就会形成“液泛”，阻碍气流通过，使得电气焊割机机房PM2.5处理装置的阻力增大。

可选地，收集箱30包括：沉淀池31、清水池32以及水泵34。沉淀池31用于接收水雾仪14水洗至吸附器20的水洗水（污水）。清水池32与沉淀池31的上部连通；水泵34将清水池32中的水（清水）泵送至水桶11。当然，收集箱30也可以为吸附等方式回收清水，而非沉淀的方式。

在图示实施方式中，沉淀池31和清水池32位于吸附器20的下方，沉淀池31用于接住、蓄积、沉淀吸附从吸附器20上面掉落下来的水洗水，将颗粒粉尘泥浆蓄积并集中处理。然后，沉淀池31上层的清水进入清水池32，当液面达到一定高度时，触发液位传感器，水泵启动，将清水池32中的上层清水抽到水桶11内再次利用。

由此，将水雾水洗到吸附器20的表面，以覆盖在吸附器20表面上的液膜捕集烟尘中的粉尘颗粒。再对填料定期进行反冲洗，将内部残留的粉尘颗粒清理出来，能够保证填料的吸附性能。

吸附器20设置在控制系统前端，从而将在控制系统前端的焊接烟尘吸附，而水洗到吸附器20上的水提高了吸附效果，并且水洗水可在收集箱30中沉淀并循环利用，节约了能源。

而且，风道可设置在地下，以充分利用地下空间。焊接台位的底部通风抽排烟尘，风道使用方形负压风机40作为动力，既能够起到收集烟尘吸附车间空气的作用，也可以促进厂房通风。而烟尘吸附系统设置在风道出口前的主控制系统前端，其能够兼具烟尘处理与车间通风双重功能，设备少，易于保养维护。

参考图1，为了达到更好的吸附效果，吸附器20可以与风道成一定椭圆过渡设置，诸如在45度至80度之间，进一步可选地，以70度圆滑斜度设置。这样，吸附器能够更好地吸附风道中的焊接烟尘。

可选地，清水池32中可设置有液位传感器，当清水池32中的水面高度达到液位传感器的位置，则气动水泵34将清水池32中的水泵34送至水桶11。这样，可以控制水泵34的开启。另外，本领域技术人员应当知道，多个液位传感器可以在清水池32的高度方向间隔设置，以精确的控制水泵34的开启和停止。

在上述实施方式的基础上，以下是对本发明所述的控制系统进行详细说明。

见图1、图2，本发明公开了一种电气焊割机机房空气净化处理装置，用于吸附控制系统前端的焊接废气。具体地，电气焊割机机房PM2.5处理装置包括：吸附器20、水溶器10以及收集箱30。

所述控制系统38所述控制系统保持检测并控制排气量，以保障pm2.5达标排放并实现自动调节控制，减少噪音，保障PM2.达标排放，也能节约能源，以下详细对本发明提供的一种电气焊割机机房空气净化处理装置中所述控制系统进行说明，所述控制系统包括烟尘传感器、变速器、智能控制芯片、继电器、变频器。烟尘传感器检测烟尘浓度、有毒成分，然后生成烟尘信号，经过变速器输入智能控制芯片，智能控制芯片生成控制信号，通过继电器输入变频器，控制变频器的启停和变速。其中，所述的烟尘传感器为化学流量传感器，所述的智能控制芯片为PLC逻辑控制器（PLC）。所述的烟尘传感器优选由金属氧化物半导体化学流量材料制成。

进一步地，PLC逻辑控制器可以通过外设I/O接口（如Modbus 总线）增加多项设备，如连接道人机界面，用于用户参数设置、数据显示、启动/停止操作、分析报告等，所述的人机界面优选伟LCD触摸屏，通过Modbus总线与PLC逻辑控制器连接。

进一步地，可以增加短信报警器。由于气焊割机放工作人员对电机设备不熟悉，当设备发生故障时可以通过短信报警器（如短信猫）发送短信息给维护人员和工程主管。

进一步地，系统设有的电压保护装置和电流保护装置，可以达到电压、过电流、欠电压、过载、缺相等保护功能。

作为优选，可以在电源与气焊割机节能降噪控制系统之间放置电流互感器。

作为优选，气焊割机节能降噪控制系统与电机之间可以放置有交流接触器。

作为最优方案，电流互感器豫交流接触器可以相互串联在气焊割机节能降噪控制系统上。

进一步地，系统还包括旁路电路。当节能降噪控制系统发生线路故障时，则系统在故障排除前通过旁路转换开关，可以切换到原有的工频配电方式启停，知识不具备节能降噪的功能，但不影响气焊割机的工作。

本发明装置中所述控制系统通过烟尘传感器检测烟尘浓度和采用PLC逻辑控制器中自行研发的烟尘分析算法，将烟尘浓度参数与程序设定参数相比较，及时改变和发送控制指令，控制变频装置的输出某一频率，实时改变气焊割机数量，达到节能减排的效果；同事达到烟尘大时数量多、烟尘小时数量少的目的，从而能根据气焊割机放现场烟尘的实际情况调整气焊割机电机的数量，实现最大效果的节电。在节能的同事还大大降低了气焊割机的噪音，并通过软启动方式有效地延长气焊割机的使用寿命。

本发明所述装置中所述控制系统工作原理及有益效果为：由于传统气焊割机电机的功率为最大烟尘量而设置，并且频率固定不变，则任何时段电机的耗能量不变。而在气焊割过程中烟尘量和高峰时段不同，大部分时段需要的抽烟尘量在大功率之下，传统气焊割机无法判断烟尘量也无法自动控制输出频率。而使用本系统后，气焊割机电机的频率随烟尘量的大小动态变化，需要多少风量就输出频率。而使用本系统后，气焊割机电机的频率随烟尘量的大小动态变化，需要多少风量就输出多少功率，这样大大的节约了电能，而且通过变频技术可以使电机工作在非共振点从而降低噪音，另外本系统的去谐波、软启动的功能也能产生节能效果；由于风量根据需求量动态变化，这样就满足了抽烟尘的效果不会因为风力不足而产生积累有烟尘的问题。

电机数量豫电机功率有如下关系：Q1/Q2=n1/n2,H1/H2=(n1/n2)2，P1/p2=(n1/n2)3。其中,Q为电机送风量，H为电机送风时管道内的风压，P为电机轴功率，n为电机数量。当气焊割机放的烟尘较小时，实际需要的抽风量也相应较小。用变频器降低电动机数量，电机的输入功率也相应的减少。如风量减少到80%，数量也下降到80%，其轴功率则下降到额定功率的51.2%（即0.83）此时节能48.8%，若风量下降到50%，轴功率将下降到额定功率12.5%（即0.53）,此时节能87.5%,节能潜力非常大。同时，由于电机数量下降，管道所产生的振动也会相应降低，最直观的体现就是:能耗下降了，噪音降低了。因此，采用变频调速节能控制装置来代替风门、阀门调节，是实现节能、减低噪声的有效途径。

吸附器20安装在控制系统前端，如图2所示，其可由诸如角钢的吸附器腔室22以及吸附材料组成。在图示实施方式中，吸附材料为活性炭活性炭和/或硅胶焦炭分子筛硅胶焦炭分子筛21，本实施例优先硅胶焦炭分子筛，其设置在吸附器腔室22内。吸附器20的吸附器腔室22可设置为多个，多个吸附器腔室22之间可伸缩式连接，方便后续使用过程中将单个吸附器腔室22拆下进行清洗或更换。即吸附器20可包括多个吸附模块，每一个吸附模块包括吸附器腔室和设置在吸附器腔室中的吸附材料，相邻两个吸附模块之间可伸缩式连接。

可选地，吸附器可采取模块化设计，以2*2台1380mm*1380mm的负压风机的尺寸为一个吸附器。吸附器的周边用角钢做吸附器腔室22，将硅胶焦炭分子筛硅胶焦炭分子筛21固定在吸附器腔室22内，根据负压风机的分布情况，对应布置，降低风阻。可选地，吸附器可与风道呈40-70度圆滑斜度角设置，以增大接触面积，降低系统阻力，进一步可选地，吸附器20与风道可呈70度圆滑斜度角设置，即吸附器的活性炭活性炭和/或硅胶焦炭分子筛硅胶焦炭分子筛21及吸附器腔室22与水平面呈70度圆滑斜度角设置。

吸附材料是烟尘粉尘能否被吸附决定因素。应当选择合适型号的硅胶焦炭分子筛硅胶焦炭分子筛21，其主要参考的规格参数是：材质、孔隙率、比表面积和压降。另外，活性炭活性炭和/或硅胶焦炭分子筛硅胶焦炭分子筛21应采取模块化设计，方便后续使用过程中的清洗、拆换。

如图1所示，水溶器10包括：水桶11，水桶11中贮存有水洗用水。水雾仪14经由管道与水桶11连接。此外，还设置有加压器，用于将水桶11内的水加压并经由水雾仪14水洗至吸附器20，特别地，水洗到活性炭活性炭和/或硅胶焦炭分子筛硅胶焦炭分子筛21上。

通过加压器将管道内的水洗水增压，再经过喷头14均匀的喷洒在吸附材料表面，形成液膜捕集颗粒粉尘。可通过控制系统对水洗系统10进行控制，诸如控制水洗系统10的压力、水洗量和水洗频次。若水洗量少，无法在吸附材料表面形成液膜，无法起到吸附吸附效果；若水洗量过多，就会形成“液泛”，阻碍气流通过，使得电气焊割机机房PM2.5处理装置的阻力增大。

可选地，收集箱30包括：沉淀池31、清水池32以及水泵34。沉淀池31用于接收水雾仪14水洗至吸附器20的水洗水（污水）。清水池32与沉淀池31的上部连通；水泵34将清水池32中的水（清水）泵送至水桶11。当然，收集箱30也可以为吸附等方式回收清水，而非沉淀的方式。

在图示实施方式中，沉淀池31和清水池32位于吸附器20的下方，沉淀池31用于接住、蓄积、沉淀吸附从吸附器20上面掉落下来的水洗水，将颗粒粉尘泥浆蓄积并集中处理。然后，沉淀池31上层的清水进入清水池32，当液面达到一定高度时，触发液位传感器，水泵启动，将清水池32中的上层清水抽到水桶11内再次利用。

由此，将水雾水洗到吸附器20的表面，以覆盖在吸附器20表面上的液膜捕集烟尘中的粉尘颗粒。再对填料定期进行反冲洗，将内部残留的粉尘颗粒清理出来，能够保证填料的吸附性能。

吸附器20设置在控制系统前端，从而将在控制系统前端的焊接烟尘吸附，而水洗到吸附器20上的水提高了吸附效果，并且水洗水可在收集箱30中沉淀并循环利用，节约了能源。

而且，风道可设置在地下，以充分利用地下空间。焊接台位的底部通风抽排烟尘，风道使用方形负压风机40作为动力，既能够起到收集烟尘吸附车间空气的作用，也可以促进厂房通风。而烟尘吸附系统设置在风道出口前的主控制系统前端，其能够兼具烟尘处理与车间通风双重功能，设备少，易于保养维护。

参考图1，为了达到更好的吸附效果，吸附器20可以与风道成一定椭圆过渡设置，诸如在40度至70度之间，进一步可选地，以70度圆滑斜度设置。这样，吸附器能够更好地吸附风道中的焊接烟尘。

可选地，清水池32中可设置有液位传感器，当清水池32中的水面高度达到液位传感器的位置，则气动水泵34将清水池32中的水泵34送至水桶11。这样，可以控制水泵34的开启。另外，本领域技术人员应当知道，多个液位传感器可以在清水池32的高度方向间隔设置，以精确的控制水泵34的开启和停止。

由以上说明可以看出本发明的电气焊割机机房PM2.5处理装置，包括控制系统，所述控制系统保持检测并控制排气量，以保障pm2.5达标排放并实现自动调节控制，节约能源，吸附器、水溶器和收集箱，吸附器安装在控制系统前端，与风道形成一个整体，噪音小，节约空间且吸附效果好，另外吸附用水循环利用，达到节约资源目的。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (9)

1.一种电气焊割机机房空气净化处理装置，包括排气管线，所述排气管线出口设置有控制系统，所述控制系统保持检测并控制排气量，其特征在于，还包括包括：吸附器，所述吸附器安装在所述控制系统前端，所述吸附器包括：吸附器腔室；以及吸附材料，所述吸附材料设置在所述吸附器腔室内；水溶器；所述水溶器包括：水桶；水雾仪，所述水雾仪是液体水变成气态水，所述水雾仪与所述水桶连接；以及加压器，所述加压器用于将所述水桶内的水加压并经由所述水雾仪水洗至所述吸附器，以及收集箱，所述收集箱与所述水桶连接并将回收后的水输送至所述水桶。

2.根据权利要求1所述的一种电气焊割机机房空气净化处理装置，其特征在于，所述控制系统，包括烟尘传感器、变速器、智能控制芯片、继电器变频器，烟尘传感器检测烟尘浓度，生成烟尘信号，经过变送器输入智能控制芯片，智能控制芯片生成控制信号，通过继电器输入变频器，控制变频器的启停和变速，其特征在于，所述的烟尘传感器为化学流量传感器，所述的智能控制芯片为PLC逻辑控制器。

3.根据权利要求1所述的一种电气焊割机机房空气净化处理装置，其特征在于，所述收集箱包括：沉淀池，所述沉淀池用于接收所述水雾仪水洗至所述吸附器的水洗水；清水池，所述清水池与所述沉淀池的上部连通；以及水泵，所述水泵将所述清水池中的水泵送至所述水桶。

4.根据权利要求1或3所述的一种电气焊割机机房空气净化处理装置，其特征在于，所述吸附材料为活性炭活性炭和/或硅胶焦炭分子筛硅胶焦炭分子筛。

5.根据权利要求1或3所述的一种电气焊割机机房空气净化处理装置，其特征在于，所述吸附器与风道成椭圆过渡设置。

6.根据权利要求4所述的一种电气焊割机机房空气净化处理装置，其特征在于，所述椭圆过渡为43度至72度。

7.根据权利要求5所述的一种电气焊割机机房空气净化处理装置，其特征在于，所述椭圆过渡为70度圆滑斜度。

8.根据权利要求3所述的一种电气焊割机机房空气净化处理装置，其特征在于，所述清水池中设置有液位传感器。

9.根据权利要求1所述的一种电气焊割机机房空气净化处理装置，其特征在于，所述吸附器包括多个所述吸附器腔室，多个所述吸附器腔室之间可伸缩式连接。