CN110090504A - 具有持续有效风量值的油雾收集器及其有效风量保持方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有持续有效风量值的油雾收集器及其有效风量保持方法，其通过监测油雾收集器所吸收的风量大小变化来监测油雾收集器的有效风量是否下降到有效无效节点，当油雾收集器的有效风量下降到有效无效节点时，过滤器旋转驱动装置驱动筒状过滤器高速旋转将筒状过滤器外表面及由外向内纤维间聚集的油液向四周脱离并控制过滤器旋转驱动装置运转时间，直到油雾收集器的有效风量恢复有效吸收状态；当油雾收集器的有效风量再次下降到有效无效节点时，再循环重复上述过程，可自动持续地保持有效吸收风量能恒定地对污染源进行有效吸收处理、延长筒状过滤器使用寿命、降低筒状过滤器的维护使用成本。

Description

具有持续有效风量值的油雾收集器及其有效风量保持方法

技术领域

本发明属于油雾收集器技术领域，具体涉及一种可自动持续地保持有效吸收风量能恒定地对污染源进行有效吸收处理的油雾收集器及其有效风量保持方法。

背景技术

油雾收集器主要是指对金属加工设备在运行时所产生的油雾、油烟雾、水雾、微量粉尘混合雾状物进行吸收捕集、分离过滤等方式进行处理后，从尾部排出比较洁净空气的一种环保类设备。机械分离式油雾收集器通过各类前级、中级具有气液分离技术的元件依次分离油雾中包含的所有能捕集分离的粒子，即通过各气液分离器来分离处理粒径为0.5um以上呈惯性运动特性的各类粒子，而小于0.5um粒径的粒子由于大多数处于无规则扩散运动状态，很难通过气液分离器直接进行分离，需要再结合对此类微小粒子具有对应过滤能力的纤维类筒状过滤器进行后级捕集；混合油雾气体依次被前级、中级各气液分离器主动疏导分离，液态或含有部分固态的混合物和气态各自分离开不再混合，向后推进的气体中不包含或极少包含已分离的液态混合物，后级筒状过滤器主要过滤前级没能够分离处理的极细微油雾、水雾粒子，从质量上来分析后级处理量要小很多，但是前级、中级气液分离器多数属金属元件且本身就具有主动气液分离特性，几乎不需要更换或极少清理维护，不属于耗材，而后级筒状过滤器实际上属于一种耗材，需要定期更换，更换的周期长短取决于前级、中级各气液分离器的技术优劣，技术越优秀则后级过滤器更换周期越长。

近年来因油雾收集器气液分离技术的层层突破和创新，已有多类型前级、中级各气液分离器技术得到有效运用，最直接的成果是对比过去后级筒状过滤器更换时长由原来的1年4次缩减到1年1次甚至更少，但即使1年更换1次后级筒状过滤器仍是很浪费的现实问题，后级筒状过滤器通常都比较昂贵。如附图1所示，油雾收集器有效运行时间的长短主要决定因素来自油雾收集器的有效吸收风量值，例如1台加工中心在工作时产生大量的油雾污染，不采取任何治理措施，其油雾就会通过设备的间隙以及每次打开封闭门时向外散逸，形成空气污染，假设依据该加工设备内部腔体油雾形成空间、每分钟开门次数、以及加工件材质属性、主轴转速等参考因素，选择匹配了1台功率0.37kw，最大吸收量20立方米/分钟，针对0.4um粒子其尾气排放净化效率为99%的油雾收集器来对应收集处理会出现如下现象；初期使用时油雾被吸收显得尤其迅速，因吸收风量处于接近最大值状态，随着运行时间增加，吸收速度也在渐渐减弱，风量也在随之减弱，油雾粒子不断汇集成液体时必然会对后级筒状过滤器的透气性造成影响，油雾收集器运行到8个月时间时，实际吸收风量降至8立方米/分钟，但仍处于有效吸收风量数值内，这是由于加工中心内部的油雾仍还可以被油雾收集器有效吸收，区别只是吸收速度发生一些变化，油雾污染仍被有效控制在设备腔体内被收集却不向外散逸，但当低于8立方米/分钟时，油雾将不能被完全有效吸收，吸收风量8立方米/分钟是本例中有效吸收风量和无效吸收风量的临界节点，低于这个数值尽管仍可以吸收一部分油雾，但已有部分油雾开始向外散逸，风量数值降低得越多油雾向外散逸就会越严重，此时的油雾收集器即使在运行，实质上已处于无效吸收处理状态，污染源已开始对周边环境造成污染和影响。

而造成收集器整体吸收风量下降的源头部件是后级筒状过滤器，前级、中级分离器具有主动分离特性基本不会对风量通过造成太大影响，而后级筒状过滤器主要是为了对粒径小于1um的油雾、水雾粒子进行捕集，其所采用的是具有不亲水、不亲油特性具有高效率滤除能力的纤维类无纺材料，纤维细密无序叠加成型，如聚酯纤维、金属类纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维及多种材料复合的综合纤维，成型后结构紧密结实，过滤材料可以通过打折形成“W”型连续结构达到设计上的要求，具有一定的抗外力冲击特性，而粒径小于1um尤其粒径小于0.5um的油雾、水雾粒子主要做无规则扩散运动，当这些粒子由筒状过滤器的外围层向筒内空间方向运动时，粒子会由外到内随机碰撞各个细小的纤维而被截停，气体绕行由纤维间微小间隙通过，完成过滤，这些细微粒子尽管个体很小但数量众多，数月时间的持续运行大量粒子会在筒状过滤器的外围结构层、过滤材料外围骨架层、由外向内方向的层层纤维间隙空间中依次由聚集的液体状、大液滴状、小液滴状、大颗粒状、小颗粒状呈阶梯状有序凝结滞留，微小的纤维间隙空间只是容纳液滴颗粒，纤维本身并不吸收液状物，且由外向内方向的纤维间隙呈越来越多未被液体颗粒填充的通透状态，保持着既可以截留细微颗粒物功能又可以通透气体的功能，当液体量越来越多时，过滤器的透气性随之下降，油雾收集器的有效吸收风量逐步下降到无效吸收风量数值范围，污染源不能被有效吸收而扩散至周边环境。

现有技术中一般是通过高压气体由内向外反吹的方式来将后级筒状过滤器截留汇聚的液体清除，反吹气体会由内向外穿过整个过滤材料截面，高压力作用会将纤维间原有的间隙撕裂开，会破坏过滤器过滤材料的原有结构带来不良影响。另外现有技术中对油雾收集器有效吸收风量下降的另一种处理方式是：在油雾收集器上设置维护指示标示，当风量降低到一个数值时，提示需要人工维护清理和更换过滤材料，但在实际使用中很多用户仍然很难实现及时付诸维护及更换后级筒状过滤器这项行动，发现维护指示需要操作人员时时密切关注，当没有预备过滤材料的用户配备材料也需要相应的时间周期，更有每更换一次意味着工时和材料的双重成本投入，用户会形成暂且有些遗憾地继续勉强使用，就算如此也好过完全没有使用的心态，同时由于持续运行成本的频繁投入会产生一些抗拒性心理不愿设施维护更换，所有要完成的操作都需要人去付诸行动实施，在实际使用中受到上述多种现实因素束缚和制约，结果不理想。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种当油雾收集器的整体吸收风量下降到有效无效风量节点时可使筒状过滤器高速旋转将聚集在筒状过滤器外表面及由外向内纤维间聚集的油液向四周脱离、使筒状过滤器的气体通透性趋于复原的具有持续有效风量值的油雾收集器及其有效风量保持方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

具有持续有效风量值的油雾收集器，包括收集器壳体、油雾输送单元和筒状过滤器，油雾输送单元和筒状过滤器安装在收集器壳体内，还包括用于对收集器吸收风量进行监测的电控器件和用于驱动筒状过滤器高速旋转的过滤器旋转驱动装置，电控器件和过滤器旋转驱动装置控制连接，过滤器旋转驱动装置安装在收集器壳体内并与筒状过滤器连接。

进一步的，所述电控器件包括风量监测器件、风压开关和时间继电器，风量监测器件设置在收集器壳体内，风量监测器件通过风压开关和过滤器旋转驱动装置控制连接，时间继电器和风压开关联动连接。

优选的，所述风量监测器件包括设置在筒状过滤器内侧的第一风压探头和设置在筒状过滤器外侧的第二风压探头，第一风压探头和第二风压探头分别与风压开关信号连接。

或者，所述风量监测器件为设置在筒状过滤器的内侧或外侧的单个风量传感器或单个风压探头，风量传感器或风压探头与风压开关信号连接。

进一步的，所述过滤器旋转驱动装置包括过滤器旋转驱动电机、第一旋转卡盘、第一轴承、第二旋转卡盘和第二轴承，第一旋转卡盘连接在筒状过滤器的一端上并与过滤器旋转驱动电机的电机轴固定连接，第二旋转卡盘安装在第一轴承上，第二旋转卡盘连接在筒状过滤器的另一端上，且第二旋转卡盘安装在第二轴承上。

进一步的，所述筒状过滤器的两端上分别安装固定有卡盘连接座，卡盘连接座上成型有连接槽，连接槽中分布成型有连接柱，第一旋转卡盘上设置有电机轴连接架、第一卡盘安装孔和第一轴颈，第一旋转卡盘安装在筒状过滤器一端的卡盘连接座的连接槽上，第一卡盘安装孔对应连接在连接柱上，第一轴承和第一轴颈连接，过滤器旋转驱动电机的电机轴和电机轴连接架固定连接；第二旋转卡盘上设置有第二卡盘安装孔和第二轴颈，第二旋转卡盘安装在筒状过滤器另一端的卡盘连接座的连接槽上，第二卡盘安装孔对应连接在连接柱上，第二轴承和第二轴颈连接。

进一步的，所述油雾输送单元包括叶轮电机安装板、叶轮和叶轮电机，叶轮电机安装固定在叶轮电机安装板的后侧，叶轮设置在叶轮电机安装板的前侧并与叶轮电机的电机轴固定连接，叶轮电机安装板上位于叶轮的外围开设成型有气流通口，筒状过滤器、电控器件和过滤器旋转驱动装置设置在叶轮电机安装板的后侧。

具有持续有效风量值的油雾收集器的有效风量保持方法，由设置在收集器壳体内的电控器件的风量监测器件监测油雾收集器的有效风量是否下降到有效无效节点，当油雾收集器的有效风量下降到有效无效节点时，电控器件的风量监测器件反馈控制风压开关驱动过滤器旋转驱动装置启动工作，由过滤器旋转驱动装置驱动筒状过滤器高速旋转将筒状过滤器外表面及由外向内纤维间聚集的油液向四周脱离，并由与风压开关联动连接的时间继电器控制过滤器旋转驱动装置的运转时间，直到筒状过滤器的气体通透性趋于复原，油雾收集器的有效风量恢复有效吸收状态；当油雾收集器的有效风量再次下降到有效无效节点时，再循环重复上述过程，从而使油雾收集器持续保持有效吸收风量能恒定地对污染源进行有效吸收处理。

本发明具有如下有益效果：

本发明具有持续有效风量值的油雾收集器及其有效风量保持方法，其由设置在收集器壳体内的电控器件的风量监测器件监测油雾收集器的有效风量是否下降到有效无效节点，当油雾收集器的有效风量下降到有效无效节点时，电控器件的风量监测器件反馈控制风压开关驱动过滤器旋转驱动装置启动工作，由过滤器旋转驱动装置驱动筒状过滤器高速旋转将筒状过滤器外表面及由外向内纤维间聚集的油液向四周脱离，并由与风压开关联动连接的时间继电器控制过滤器旋转驱动装置的运转时间，直到筒状过滤器的气体通透性趋于复原，油雾收集器的有效风量恢复有效吸收状态；当油雾收集器的有效风量再次下降到有效无效节点时，再循环重复上述过程，具有可自动持续地保持有效吸收风量能恒定地对污染源进行有效吸收处理、延长油雾收集器的筒状过滤器使用寿命、降低油雾收集器的筒状过滤器的维护使用成本的优点。

附图说明

图1为油雾收集器运行时间与油雾收集器的有效吸收风量值的关系图；

图2为本发明具有持续有效风量值的油雾收集器的半剖结构立体图；

图3为本发明具有持续有效风量值的油雾收集器的爆炸结构示意图；

图4为本发明具有持续有效风量值的油雾收集器其筒状过滤器、过滤器旋转驱动装置、电控器件的装配结构示意图；

图5为图4的爆炸结构示意图；

图6为图4在另一视角下的爆炸结构示意图；

图7为本发明具有持续有效风量值的油雾收集器其第一旋转卡盘的安装结构示意图；

图8为本发明具有持续有效风量值的油雾收集器其筒状过滤器在过滤器旋转驱动装置驱动下高速旋转将筒状过滤器外表面及由外向内纤维间聚集的油液向四周脱离时的工作状态示意图；

图9为本发明具有持续有效风量值的油雾收集器的另一种实施例结构示意图。

图中：1、收集器壳体；2、油雾输送单元；3、筒状过滤器；4、电控器件；5、过滤器旋转驱动装置；21、叶轮电机安装板；22、叶轮；23、叶轮电机；24、气流通口；41、第一风压探头；42、第二风压探头；43、风压开关；44、时间继电器；51、过滤器旋转驱动电机；52、第一旋转卡盘；53、第一轴承；54、第二旋转卡盘；55、第二轴承；56、卡盘连接座；52a、电机轴连接架；52b、第一卡盘安装孔；52c、第一轴颈；54a、第二卡盘安装孔；54b、第二轴颈；56a、连接槽；56b、连接柱。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的描述，以便于更清楚地理解本发明要求保护的技术思想。

如图2-8所示本发明具有持续有效风量值的油雾收集器，包括收集器壳体1、油雾输送单元2和筒状过滤器3，油雾输送单元2和筒状过滤器3安装在收集器壳体1内，还包括用于对收集器吸收风量进行监测的电控器件4和用于驱动筒状过滤器3高速旋转的过滤器旋转驱动装置5，电控器件4和过滤器旋转驱动装置5控制连接，过滤器旋转驱动装置5安装在收集器壳体1内并与筒状过滤器3连接。

具体的，电控器件4包括风量监测器件、风压开关43和时间继电器44，风量监测器件设置在收集器壳体1内，风量监测器件通过风压开关43和过滤器旋转驱动装置5控制连接，时间继电器44和风压开关43联动连接。

风量监测器件包括设置在筒状过滤器3内侧的第一风压探头41和设置在筒状过滤器3外侧的第二风压探头42，第一风压探头41和第二风压探头42分别与风压开关43信号连接，通过第一风压探头41和第二风压探头42监测筒状过滤器3的内外部压力差变化以监测油雾收集器的有效风量是否下降到有效无效节点。

或者，风量监测器件为设置在筒状过滤器3的内侧或外侧的单个风量传感器或单个风压探头，风量传感器或风压探头与风压开关43信号连接，由单个风量传感器或单个风压探头监测油雾收集器的有效风量是否下降到有效无效节点。

其中，过滤器旋转驱动装置5包括过滤器旋转驱动电机51、第一旋转卡盘52、第一轴承53、第二旋转卡盘54和第二轴承55，第一旋转卡盘52连接在筒状过滤器3的一端上并与过滤器旋转驱动电机51的电机轴固定连接，第二旋转卡盘54安装在第一轴承53上，第二旋转卡盘54连接在筒状过滤器3的另一端上，且第二旋转卡盘54安装在第二轴承55上。

筒状过滤器3的两端上分别安装固定有卡盘连接座56，卡盘连接座56上成型有连接槽56a，连接槽56a中分布成型有连接柱56b，第一旋转卡盘52上设置有电机轴连接架52a、第一卡盘安装孔52b和第一轴颈52c，第一旋转卡盘52安装在筒状过滤器3一端的卡盘连接座56的连接槽56a上，第一卡盘安装孔52b对应连接在连接柱56b上，第一轴承53和第一轴颈52c连接，过滤器旋转驱动电机51的电机轴和电机轴连接架52a固定连接；第二旋转卡盘54上设置有第二卡盘安装孔54a和第二轴颈54b，第二旋转卡盘54安装在筒状过滤器3另一端的卡盘连接座56的连接槽56a上，第二卡盘安装孔54a对应连接在连接柱56b上，第二轴承55和第二轴颈54b连接。

油雾输送单元2包括叶轮电机安装板21、叶轮22和叶轮电机23，叶轮电机23安装固定在叶轮电机安装板21的后侧，叶轮22设置在叶轮电机安装板21的前侧并与叶轮电机23的电机轴固定连接，叶轮电机安装板21上位于叶轮22的外围开设成型有气流通口24，筒状过滤器3、电控器件4和过滤器旋转驱动装置5设置在叶轮电机安装板21的后侧。

如图9所示，将筒状过滤器3进行列阵放置形成大型收集器，每个筒状过滤器3两端含旋转卡盘，旋转卡盘与轴承固定座板之间由轴承连接，其中一端固定座沿筒状过滤器3外围开设进风通道，另一端于筒状过滤器3内筒直径范围开设排气通道，当气流从大型收集器壳体进入口进入后，气流被分布到各个筒状过滤器3的单个入口通道，经过过滤后由内筒口径排出汇聚，再由大型收集器的总排气口排出并被外置的大型压缩油雾气体和油雾气体输送机械单元吸收最终排入大气。每个单个筒状过滤器3皆包含过滤器旋转驱动装置5，将所设定的有效无效风量节点数值监测进行信号变送，以传输给对筒状过滤器3进行高速旋转的驱动装置启动、运行时间长短，和停止运行动作的电控器件4，当检测到一个所设定的额定数值时，电控部分可选择所有筒状过滤器3同步旋转，也可以设定成单例组或单个筒状过滤器3依次旋转，设定方式根据实际需要灵活选择。

本发明具有持续有效风量值的油雾收集器的有效风量保持方法，由设置在收集器壳体1内的电控器件4的风量监测器件监测油雾收集器的有效风量是否下降到有效无效节点，当油雾收集器的有效风量下降到有效无效节点时，电控器件4的风量监测器件反馈控制风压开关43驱动过滤器旋转驱动装置5启动工作，由过滤器旋转驱动装置5驱动筒状过滤器3高速旋转将筒状过滤器3外表面及由外向内纤维间聚集的油液向四周脱离，并由与风压开关43联动连接的时间继电器44控制过滤器旋转驱动装置5的运转时间，直到筒状过滤器3的气体通透性趋于复原，油雾收集器的有效风量恢复有效吸收状态；当油雾收集器的有效风量再次下降到有效无效节点时，再循环重复上述过程，从而使油雾收集器持续保持有效吸收风量能恒定地对污染源进行有效吸收处理。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.具有持续有效风量值的油雾收集器，包括收集器壳体（1）、油雾输送单元（2）和筒状过滤器（3），油雾输送单元（2）和筒状过滤器（3）安装在收集器壳体（1）内，其特征在于：还包括用于对收集器吸收风量进行监测的电控器件（4）和用于驱动筒状过滤器（3）高速旋转的过滤器旋转驱动装置（5），电控器件（4）和过滤器旋转驱动装置（5）控制连接，过滤器旋转驱动装置（5）安装在收集器壳体（1）内并与筒状过滤器（3）连接。

2.如权利要求1所述的具有持续有效风量值的油雾收集器，其特征在于：所述电控器件（4）包括风量监测器件、风压开关（43）和时间继电器（44），风量监测器件设置在收集器壳体（1）内，风量监测器件通过风压开关（43）和过滤器旋转驱动装置（5）控制连接，时间继电器（44）和风压开关（43）联动连接。

3.如权利要求2所述的具有持续有效风量值的油雾收集器，其特征在于：所述风量监测器件包括设置在筒状过滤器（3）内侧的第一风压探头（41）和设置在筒状过滤器（3）外侧的第二风压探头（42），第一风压探头（41）和第二风压探头（42）分别与风压开关（43）信号连接。

4.如权利要求2所述的具有持续有效风量值的油雾收集器，其特征在于：所述风量监测器件为设置在筒状过滤器（3）的内侧或外侧的单个风量传感器或单个风压探头，风量传感器或风压探头与风压开关（43）信号连接。

5.如权利要求1所述的具有持续有效风量值的油雾收集器，其特征在于：所述过滤器旋转驱动装置（5）包括过滤器旋转驱动电机（51）、第一旋转卡盘（52）、第一轴承（53）、第二旋转卡盘（54）和第二轴承（55），第一旋转卡盘（52）连接在筒状过滤器（3）的一端上并与过滤器旋转驱动电机（51）的电机轴固定连接，第二旋转卡盘（54）安装在第一轴承（53）上，第二旋转卡盘（54）连接在筒状过滤器（3）的另一端上，且第二旋转卡盘（54）安装在第二轴承（55）上。

6.如权利要求5所述的具有持续有效风量值的油雾收集器，其特征在于：所述筒状过滤器（3）的两端上分别安装固定有卡盘连接座（56），卡盘连接座（56）上成型有连接槽（56a），连接槽（56a）中分布成型有连接柱（56b），第一旋转卡盘（52）上设置有电机轴连接架（52a）、第一卡盘安装孔（52b）和第一轴颈（52c），第一旋转卡盘（52）安装在筒状过滤器（3）一端的卡盘连接座（56）的连接槽（56a）上，第一卡盘安装孔（52b）对应连接在连接柱（56b）上，第一轴承（53）和第一轴颈（52c）连接，过滤器旋转驱动电机（51）的电机轴和电机轴连接架（52a）固定连接；第二旋转卡盘（54）上设置有第二卡盘安装孔（54a）和第二轴颈（54b），第二旋转卡盘（54）安装在筒状过滤器（3）另一端的卡盘连接座（56）的连接槽（56a）上，第二卡盘安装孔（54a）对应连接在连接柱（56b）上，第二轴承（55）和第二轴颈（54b）连接。

7.如权利要求1所述的具有持续有效风量值的油雾收集器，其特征在于：所述油雾输送单元（2）包括叶轮电机安装板（21）、叶轮（22）和叶轮电机（23），叶轮电机（23）安装固定在叶轮电机安装板（21）的后侧，叶轮（22）设置在叶轮电机安装板（21）的前侧并与叶轮电机（23）的电机轴固定连接，叶轮电机安装板（21）上位于叶轮（22）的外围开设成型有气流通口（24），筒状过滤器（3）、电控器件（4）和过滤器旋转驱动装置（5）设置在叶轮电机安装板（21）的后侧。

8.具有持续有效风量值的油雾收集器的有效风量保持方法，其特征在于：由设置在收集器壳体（1）内的电控器件（4）的风量监测器件监测油雾收集器的有效风量是否下降到有效无效节点，当油雾收集器的有效风量下降到有效无效节点时，电控器件（4）的风量监测器件反馈控制风压开关（43）驱动过滤器旋转驱动装置（5）启动工作，由过滤器旋转驱动装置（5）驱动筒状过滤器（3）高速旋转将筒状过滤器（3）外表面及由外向内纤维间聚集的油液向四周脱离，并由与风压开关（43）联动连接的时间继电器（44）控制过滤器旋转驱动装置（5）的运转时间，直到筒状过滤器（3）的气体通透性趋于复原，油雾收集器的有效风量恢复有效吸收状态；当油雾收集器的有效风量再次下降到有效无效节点时，再循环重复上述过程，从而使油雾收集器持续保持有效吸收风量能恒定地对污染源进行有效吸收处理。