CN108067058A - 一种增强型波纹滤管除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种增强型波纹滤管除尘器，包括设置在集气箱上的脉冲阀，与集气箱出气口连通的喷吹主管，以及设置在喷吹主管上的喷吹装置，喷吹装置下方设有花板，花板上设有与喷吹装置对应的开口，波纹过滤单元设置于开口处。喷吹装置采用文丘里喷嘴，波纹过滤单元采用增强的波纹滤管，极大的提高了产品的使用寿命，同时便于标准化生产，提高了生产效率，降低了生产和维护成本。

Description

一种增强型波纹滤管除尘器

技术领域

本发明涉及除尘设备设计的技术领域，尤其涉及一种波纹滤管除尘器。

背景技术

在工业除尘技术领域，通常采用过滤式除尘器对空气中的粉尘颗粒物进行快速的物理分离，这种过滤式除尘器，通常包括壳体和喷吹装置，壳体内设有过滤器，喷吹装置包括喷吹管、脉冲阀和储气罐，喷吹管设于过滤器开口处，当除尘器工作一段时间后，过滤器上会吸附较多粉尘颗粒物影响过滤效率，此时，脉冲阀打开，储气罐中压缩气体从喷吹管迅速进入过滤器中，将吸附在过滤器表面的粉尘颗粒物清除。

目前，常见的工业过滤式除尘器包括袋式除尘器和滤筒式除尘器两大类别。袋式除尘器通常由经过处理的无纺布等软性材料裹附在龙骨上，滤袋表面平整光滑，为了保证一定的过滤气量，此种袋式除尘器通常较为细长，以此增加过滤器的过滤表面积。针对这种袋式除尘器较为细长的结构，需要高速、高压的喷吹气流，以使得气流能够从喷嘴抵达袋式除尘器底部，确保较好的除尘效果。

但是目前这种袋式除尘器和配套过滤单元均属于非标定制，生产厂商众多，标准化系列化难以实现，市场竞争激烈，产品的质量不稳定引起合同纠纷，此外，袋滤器产品的整体造价高、空间占用大，导致运输、安装工作量大，生产周期长，更换核心过滤单元费时、费力、劳动强度大。产品的生产效率低下，生产成本高，利润空间低，进而导致企业不愿在此类产品上进行持续的技术研发投入。

而滤筒式除尘器的滤材通常采用质地较硬，具有一定塑形能力的材料制成，滤材通常弯折成连续的齿状固定在筒型龙骨上。由于滤筒式过滤器的过滤表面积较大，因此，相对于袋式除尘器，在相同过滤气量的情况下，滤筒式过滤器的形状通常较为粗短。若采用常规的脉冲清灰技术，在高速，高压气流作用下，容易引起滤筒的齿状过滤材料严重变形，这种变形会严重影响粉尘的剥离效果，长时间的往复形变也会使过滤筒提早发生疲劳破损。

为达到降低设备造价、占用空间少和有利于产品标准化和系列化，国内外企业做过不少的改进并推出相应的产品，如：

1)以美国唐纳森为主的滤筒除尘器和折叠滤筒

该滤筒通常为纸质滤筒，过滤速度低一般小于0.5m/min，使用寿命短(额定为3000h)，入口粉尘浓度允许值低,通常小于20g/Nm3，结构设计上为克服容尘槽夹灰情况，采用滤筒水平安装结构，保证滤筒接近50％的区域易清理。

2)日本风神公司推出的塑烧板过滤器

将塑料粉末和粘结剂在模具中烧结固化而成，除尘效率高、使用寿命长高达10年，但价格高昂，用户难以接受，目前仅运用于钢铁行业的轧钢机除尘。

目前工矿企业应用最广的通常为纸质滤筒，但是在实际使用中，除了采用常规的强力喷吹会造成滤筒破损，另一方面作用于的结构粗短的过滤管的内压因扩散压的严重不平衡引起过滤管全长范围内动静压力严重不均，该现象可能导致如下不良情况的发生：

1)作用力不够的区域粉尘清理不佳，易引起吸附并堆积于齿槽内的颗粒层难以清理，造成过滤阻力持续上升并引起过滤管失效；

作用力过大的区域易导致齿过度变形，这一方面较大可能导致颗粒层在反向气流作用下，因为齿槽变形而包络颗粒层引起清理困难；另一方面引起齿槽的齿顶和齿根的过大变形而造成疲劳破坏而出现非正常的损坏，严重影响过滤管的使用性能、寿命、效能和经济性。

发明内容

本发明的目的，提供一种长寿命、低成本和高效率的除尘器。

这种增强型波纹滤管除尘器，包括设置在集气箱上的脉冲阀，与集气箱出气口连通的喷吹主管，以及设置在喷吹主管上的喷吹装置，喷吹装置下方设有花板，花板上设有与喷吹装置对应的开口，波纹过滤单元设置于开口处。

这种喷吹装置为文丘里喷吹管，包括喷吹主管，文丘里喷嘴，和滤筒，所述喷吹主管上设有出气孔，文丘里喷嘴上端固定设置在出气孔上，文丘里喷嘴的下开口设于滤筒开口上方，所述文丘里喷嘴包括壳体，射流管和加强筋，所述壳体为中空柱体，壳体上下开口处成外扩的喇叭形，壳体中央设有射流管，射流管外周通过多个加强筋与壳体外壁固定。

从喷吹主管上出气孔射出的具有较高速度，较高压力的主导气流，经由射流管从壳体下开口进入下方的滤筒进气口，同时，在高速，高压的主导气流的带动下，第一引射气流从壳体上方开口进入引流气道，并跟随主导气流进入滤筒进气口，此外，在主导气流和第一引射气流的带动下，第二引射气流从壳体下开口随之涌入滤筒进气口。利用文丘里原理，将三股不同压力的气流导入滤筒，形成由外而内压力增加的气团，该气团边快速下行边由内而外释放压力补充气团外缘流失的气体，达到滤筒全长范围内均压喷吹。相对于传统袋式除尘器的强力喷吹方式，本发明的这种文丘里喷嘴利用较低的气压引导入较多的气量，保持滤筒内具有较高的均匀静压力，在防止滤筒变形劳损的前提下达到了较高的清灰效果。

所述壳体下开口与滤筒进气口留有间隔。所述间隔为120mm至200mm。低于此间隔最小值，无法确保足够气量的周边的静态低压气流跟随喷嘴内的高压高速气流进入滤筒上开口，达不到引流效果。而高于此间隔最大值，则会导致过多的周边静态低压气流跟随喷嘴内的高压高速气流进入滤筒上开口，则会大大减缓主导气流的流速，使得混合后的气流无法抵达滤筒的全长，影响清灰效果。

所述壳体内腔最小内径为射流管管径的2至6倍。壳体作为一个较大的气流扩散空间，射流管内喷出的高速气流从壳体上部射出并从壳体下开口射出，这种高压高速的气流会把壳体内原静态气体带出，使得壳体内形成负压真空状态，从而引起壳体内外的空气产生对流，壳体外部的气体从壳体上开口涌入成负压真空状态的壳体内腔，形成第一次引流。在射流管喷射出的高速主导气流带动下，引流入壳体内腔的低速气流会在壳体内实现加速和整流，随着主导气流从壳体下开口射出进入下方的滤筒开口。

所述加强筋为檩条状，其一端与射流管外壁连接，另一端与壳体上开口外壁连接。用于连接射流管与壳体的加强筋采用檩条状结构，且连接部设于壳体外壁，而不采用常见的连接片将射流管外壁与壳体外壁相连接，其主要目的在于避免壳体上开口以及壳体内腔有太多阻隔，影像气体引流和整流效果。采用传统的连接片结构，会使气流在进入壳体内腔时受到阻隔，产生不必要的过多乱流。

所述射流管上部套设有弧形连接板，弧形板中央设有通孔，射流管嵌套在通孔中，所述弧形连接板上表面与喷吹主管外壁紧密贴合。

射流管上端伸出弧形连接板上表面，形成一凸出连接部。

所述弧形连接板上设有4个连接孔，所述连接孔分别设于弧形连接板的顶角处。

当弧形连接板与喷吹主管外壁贴合时，此突出连接部会伸入到喷吹主管的出气孔内，起到精确定位以及加固连接作用。现有的射流管通常直接将其连接部加工成与喷吹主管外壁相符的弧形，然后通过或栓接，或铆接，或捆绑的方式直接与喷吹主管的出气孔连接，这种方式收到施工人员的操作影响较大，由于依靠人工定位，安装精度不高，导致同一直线上的射流管歪歪斜斜，有的甚至无法精确对准下方的滤筒开口。在吹灰工况下，收到气流振动的影响，其连接部会沿着喷吹主管的外壁滑动，松脱，采用扎带捆绑方式安装的射流管，甚至会完全偏离出气孔。而本发明采用此种突出连接部结构，在安装时需要将凸台连接部伸入出气口，实现精确定位，使得同一喷吹主管上的射流管均保持在同一平面上。在吹灰工况中，此凸出连接部还能防止射流管从出气口偏离，起到辅助加固作用。弧形连接板和凸出连接部相结合，保证了文丘里喷嘴与喷吹主管之间的安装位置精度，和射流管外壁紧密贴合的弧形连接板还能增强喷吹主管开口处的气密性，避免主导气流的流速和压力损失。

所述射流管管径与喷吹主管上出气孔内径一致。射流管下端略伸入壳体上开口。

所述喷吹装置还包括连接器，用于将文丘里喷嘴固定于喷吹主管上。

所述波纹过滤单元采用增强型波纹滤管，由复合滤材折叠成连续的凸出部，所述突出部为中空柱体，两个相邻凸出部之间构成容尘槽。

所述中空柱体顶端为圆弧形。所述突出部与容尘槽的槽底连接部为圆弧形，弧半径为过滤材料厚度的0.5～2倍。

所述复合滤材包括强度层和过滤层，过滤层根据过滤物质的需要置于强度层的上表面，强度层构成滤筒内壁，过滤层构成滤筒的外壁。

本发明包含可压力加工成型或热成型的复合过滤材料制成的弹性体波纹过滤管、文丘里喷吹系统、波纹管和花板的密封等专利技术的集成。

这种过滤单元与清灰单元的组合，缩小了设备的体积、提高设备效率、延长核心过滤单元的寿命、设备成本大幅度减低，提高了除尘器的标准化和系列化水平，使生产及流水线作业变成可能。

其中波纹过滤管是气固分离的过滤单元、文丘里喷吹管作为反吹系统的主要单元、密封组件作为含尘气与净化气的重要分隔密封元件，其它组成还有但不限于设备本体、脉冲阀、集气箱、气动管路、电气元器件和传感器等。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为滤袋的喷吹装置示意图。

图2为滤筒的喷吹装置示意图。

图3为喷嘴的结构示意图。

图4为滤筒的喷吹架构示意图。

图5为滤筒的喷吹架构剖面示意图。

图6为除尘器喷吹清灰系统架构示意图。

图7为除尘器系统架构示意图。

图8为本发明的复合滤材结构示意图

图9为本发明的复合滤材弯折结构示意图。

图10为本发明的复合滤材折弯结构剖面结构示意图。

图11为本发明的复合滤材过滤工况示意图。

图12为本发明的复合滤材清灰工况示意图。

图13为现有技术的滤材剖面结构示意图。

图14为现有技术的滤材过滤工况示意图。

图15为现有技术的滤材清灰工况示意图。

1-喷吹主管 2-文丘里喷嘴 3-花板 4-通孔 5-连接器 6-射流管 7-滤筒 8-壳体9-加强筋 10-弧形连接板 11-突出连接部 12-脉冲阀 13-集气箱

具体实施方式

如图所示，本实施例公开了一种增强型波纹滤管除尘器，包括设置在集气箱上的脉冲阀，与集气箱出气口连通的喷吹主管，以及设置在喷吹主管上的喷吹装置，喷吹装置下方设有花板，花板上设有与喷吹装置对应的开口，波纹过滤单元设置于开口处。

喷吹装置采用文丘里喷吹管，包括喷吹主管1，文丘里喷嘴，和滤筒7，所述喷吹主管1上设有出气孔，文丘里喷嘴上端固定设置在出气孔上，文丘里喷嘴2的下开口设于滤筒7开口上方，其特征在于：所述文丘里喷嘴包括壳体8，射流管6和加强筋9，所述壳体8为中空柱体，壳体8上下开口处成外扩的喇叭形，壳体8中央设有射流管6，射流管6外周通过多个加强筋9与壳体8外壁固定。

文丘里喷嘴的制造材料可选择塑料、尼龙、聚酯等非金属材料采用模压、注塑等工艺也可采用金属压力加工、压铸、熔模浇铸等工艺，或采用金属和非金属混合制造和装配工艺。所述壳体8下开口与滤筒7进气口留有间隔。所述间隔为120mm至200mm。所述壳体8内腔最小内径为射流管6管径的2至6倍。

从喷吹主管1上出气孔射出的具有较高速度，较高压力的主导气流，经由射流管6从壳体8下开口进入下方的滤筒7进气口，同时，在高速，高压的主导气流的带动下，第一引射气流从壳体8上方开口进入引流气道，并跟随主导气流进入滤筒7进气口，此外，在主导气流和第一引射气流的带动下，第二引射气流从壳体8下开口随之涌入滤筒7进气口。实际运用中结构和流体参数的确定可根据脉冲阀12流量系数、集气箱13容积、喷吹管几何尺寸、主导气喷吹的压力与不同结构和几何尺寸的文丘里喷嘴搭配，达到最佳喷吹效果。

所述加强筋9为檩条状，其一端与射流管6外壁连接，另一端与壳体8上开口外壁连接。

所述射流管6上部套设有弧形连接板10，弧形连接板10中央设有通孔，射流管6嵌套在通孔中，所述弧形连接板10上表面与喷吹主管1外壁紧密贴合。

射流管6上端伸出弧形连接板10上表面，形成一凸出连接部11。

所述弧形连接板10上设有4个连接孔，所述连接孔分别设于弧形连接板的顶角处。

所述射流管6管径与喷吹主管1上出气孔内径一致。射流管6下端略伸入壳体8上开口。在射流管6下端喷射气流的作用下，可快速将壳体8内相对静态的气流带出，在壳体8内瞬间形成真空产生负压，致使壳体8外气流从壳体8上开口处涌入。若射流管6下端深入壳体8较多，那么其气流带出作用较小，形成的真空负压无法引流入足够的空气；若射流管下端在壳体8上开口外，当其气流从射流管6下端喷射入壳体8上开口时，会带动壳体8外部的气流一同涌入壳体8，降低主导气流的流速，同时，使得壳体8内抽真空速度较慢，最终导致引流效果不佳。

所述喷吹装置还包括连接器5，用于将文丘里喷嘴固定于喷吹主管1上。

该诱导式文丘里喷吹管提供了一种可加大气流引射比，同时对气流的流径、气流边界混合压力、气流扩散速度加以精确控制的射流喷射的运用技术。

含颗粒物的气体在引风机的作用下，由管道进入设备的入口法兰经降速和气流分布区(如有)进入过滤区，颗粒物被过滤材料截留于波纹过滤管外表，净化气由管口，入排气口排出。

随单位过滤面积内通过气体量的增加，截留于过滤管外表的粉尘量和厚度同步增加，过滤管内外差压上升，引风机的能耗随之上升同时流量下降；此时脉冲阀在瞬间喷射出带压反吹气体，气体经集气箱、脉冲阀、扩散管由附属文丘里喷嘴的射流管下端高速射出，在高速气流的作用下，喷嘴的上部诱导气成倍跟随主导气流进入文丘里主导段；在文丘里喷嘴主导段，诱导气和主导气混合；经缩径、加速和整理由文丘里喷嘴下口喷射而出；此时在喷口下沿处气体瞬间流速极高，再次诱导过滤管管口外气体倍数进入过滤管内腔，受过滤管内腔的约束，进入过滤管内腔气团向下快速移动，同时气团由内而外扩张；随气团核心内压的不断释放，维持气团流经并瞬间作用于过滤管内腔的最大动、静压力由上而下稳定在一个作用范围。

在气流的快速运动和压力变化作用下，引起波纹管弹性震动，同时反吹气反向作用于过滤管，使截留于过滤管外部的颗粒物剥离并调入壳体料斗区，随颗粒物的剥离过滤管的阻力快速下降，过滤效果得到再生，整个工作过程由此反复循环。

所述波纹过滤单元采用增强型波纹滤管，由复合滤材折叠成连续的凸出部，所述突出部为中空柱体，两个相邻凸出部之间构成容尘槽。

所述中空柱体顶端为圆弧形。所述突出部与容尘槽的槽底连接部为圆弧形，弧半径为过滤材料厚度的0.5～2倍。在过滤工况中，风力会将圆弧形顶端的灰尘吹向容尘槽底部，确保凸出部外壁上不会积累较厚的灰尘，影响气体流通。

所述相邻凸出部的间距不小于凸出部的高度，具体的，尘槽宽度为容尘槽深度的0.1～1.5倍。此处确保容尘槽具有足够的宽度，若容尘槽宽度较小，会导致在过滤工况中，灰尘的厚度快速积累增加，较厚的灰尘会堵塞容尘槽，使得气流无法从容尘槽处通过，此外，快速增加的灰尘厚度，也会侵占容尘槽两侧凸出部的空间，自槽底往上，令凸出部两侧气体流经空间失效。

所述凸出部与容尘槽的槽底连接部为圆弧形。若槽底连接部为直角或锐角，在过滤和清灰工况中，容易受外力作用塌陷。圆弧形的连接部更富有弹性，可以分散应力。此外，在复合滤材的折叠加工中，圆弧形的连接部更便于进行热加工或压力加工，避免加工过程中材料疲劳导致折断。

所述复合滤材包括强度层和过滤层，过滤层根据过滤物质的需要置于强度层的上表面，强度层构成滤筒内壁，过滤层构成滤筒的外壁。

通过上述多种技术方案的综合运用，使得本发明的这种复合滤材及其制品，在工业除尘器的过滤工况中，具有较好的容灰效果，从而达到较高的过滤效率，在过滤工况中，极大的提高的过滤效率，极大的降低的过滤频率，综合降低了除尘器的工作能耗，提高了滤材的使用寿命，降低了本滤材制品的使用成本和维护成本。

使用时通过换装不同规格、尺寸和结构的文丘里喷嘴或调整喷吹参数实现全范围均压喷吹，有需要时可成倍提高喷吹阀的利用系数，利用系数的提高使波纹管和折叠筒除尘设备的结构大型化和经济性成为可能。

以上述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种增强型波纹滤管除尘器，包括设置在集气箱上的脉冲阀，与集气箱出气口连通的喷吹主管，以及设置在喷吹主管上的喷吹装置，其特征在于：喷吹装置下方设有花板，花板上设有与喷吹装置对应的开口，波纹过滤单元设置于开口处。

2.如权利要求1所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述文丘里喷嘴包括壳体，射流管和加强筋，所述壳体为中空柱体，壳体上下开口处成外扩的喇叭形，壳体中央设有射流管，射流管外周通过多个加强筋与壳体外壁固定；加强筋将射流管与壳体空间分隔成若干引流气道。

3.如权利要求2所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述壳体下开口与滤筒进气口留有间隔。

4.如权利要求2所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述间隔为120mm至200mm。

5.如权利要求2所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述壳体内腔最小内径为射流管管径的2至6倍。

6.如权利要求2所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述加强筋为檩条状，其一端与射流管外壁连接，另一端与壳体上开口外壁连接。

7.如权利要求2所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述射流管上部套设有弧形连接板，弧形板中央设有通孔，射流管嵌套在通孔中，所述弧形连接板上表面与喷吹主管外壁紧密贴合。

8.如权利要求2所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：射流管上端伸出弧形连接板上表面，形成一凸出连接部。

9.如权利要求8所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述弧形连接板上设有4个连接孔，所述连接孔分别设于弧形连接板的顶角处。

10.如权利要求2所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述射流管管径与喷吹主管上出气孔内径一致。

11.如权利要求2所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述喷吹装置还包括连接器，用于将文丘里喷嘴固定于喷吹主管上。

12.如权利要求1所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述波纹过滤单元采用增强型波纹滤管，由复合滤材折叠成连续的凸出部，所述突出部为中空柱体，两个相邻凸出部之间构成容尘槽。

13.如权利要求1所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述中空柱体顶端为圆弧形。所述突出部与容尘槽的槽底连接部为圆弧形，弧半径为过滤材料厚度的0.5～2倍。

14.如权利要求12所述的一种增强型波纹滤管除尘器，其特征在于：所述复合滤材包括强度层和过滤层，过滤层根据过滤物质的需要置于强度层的上表面，强度层构成滤筒内壁，过滤层构成滤筒的外壁。