CN110479006A - 便携式焊接烟尘净化器及焊接烟尘净化方法 - Google Patents
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Abstract
便携式焊接烟尘净化器及焊接烟尘净化方法，涉及烟尘净化设备领域。便携式焊接烟尘净化器，包括外壳、支架、覆膜滤袋及风机；外壳内设有相互连通的风机安装腔和支架容纳腔，外壳上设有连通至风机安装腔的风管连接口和连通至支架容纳腔的出风口；风机安装在外壳的风机安装腔中，其出风端正对覆膜滤袋的内腔，其进风端正对外壳的风管连接口。焊接烟尘净化方法，应用于便携式焊接烟尘净化器。本发明结合了自动控制技术，可根据环境中的烟尘浓度自动控制风机运行，无需人工操控，降低了能耗的同时更加智能化。
Description
技术领域
本发明涉及烟尘净化设备领域，特别是一种便携式焊接烟尘净化器及焊接烟尘净化方法。
背景技术
焊接是工业上使材料相互连接的一种基本工艺，广泛应用于土建、机械和材料加工领域。随着我国工业化程度的推进，焊接技术在未来有着广阔的应用前景。
然而，焊接作业过程中产生的有害因素制约了焊接技术的应用与发展。电焊烟尘是焊接产生的主要有害物之一，其主要组成是焊接材料伴随电焊过程在高温作用下形成的细小颗粒物。据统计，全球每年消耗的金属焊接材料约为100万吨，其中约有0.5%（约5000吨）的金属焊接材料转变成了焊接烟尘。在受限空间或密闭空间中，粒径较小的焊接烟尘悬浮在空气中，大量聚集在作业空间内，不能自行沉降或者消除，对焊接操作人员的身体健康和施工环境造成了极大的危害。
在实际生产过程中，一些施工场所存在空间结构复杂而焊接作业点分布广、作业人员流动性强的特点，针对这种情况，集中式的焊接烟尘净化系统难以满足实际需求。因此，可移动式烟尘净化装置的研发成为了人们关注的问题之一。
对于复杂结构下的密闭受限空间，目前常见的移动式焊接烟尘净化器主要存在以下几方面问题：
（1）缺乏自动控制设计，一般只能通过人工控制设备的启停。如在焊接工作暂停时，操作工人必须手动操纵净化器上的开关才能停止设备运行，在实际工作中容易造成设备的“空转”，此外，净化器风机转速往往也只能通过操作员手动调节，设备风量与现场烟尘浓度未能进行联动控制，既不便于人员控制又造成了能源的浪费。
（2）整体质量较大，不便于操作人员携带和使用。现有移动式净化设备多采用不锈钢机箱，其配件（例如捕集罩等）也采用金属制成，加上滤筒重量后，全机重量一般达到20kg以上，虽然可通过移动轮进行水平位移，但对于需要经常携带设备进行登高移动的人员来说质量仍然较大，给单人使用造成了极大的不便。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种便携式焊接烟尘净化器及焊接烟尘净化方法。它解决了现有的移动式烟尘净化设备缺乏自动化控制设计，不便于操控的问题，还解决了现有的移动式烟尘净化设备整体质量较大，不便于携带及使用的问题。
本发明的技术方案是：便携式焊接烟尘净化器，包括外壳、支架、覆膜滤袋及风机；
外壳内设有相互连通的风机安装腔和支架容纳腔，外壳上设有连通至风机安装腔的风管连接口和连通至支架容纳腔的出风口；
支架设在外壳的支架容纳腔中；
覆膜滤袋套设在支架外，并位于外壳的支架容纳腔中；
风机安装在外壳的风机安装腔中，其出风端正对覆膜滤袋的内腔，其进风端正对外壳的风管连接口。
本发明进一步的技术方案是：其还包括烟尘捕集罩和万向竹节风管；烟尘捕集罩连接在万向竹节风管的一端，万向竹节风管的另一端可拆卸的连接在外壳的风管连接口上。
本发明再进一步的技术方案是：其还包括自动控制组件；自动控制组件包括粉尘浓度测量传感器、风机变频器及PLC控制器；粉尘浓度测量传感器安装在烟尘捕集罩的边沿处；PLC控制器安装在外壳的风机安装腔中，并分别与风机变频器及粉尘浓度测量传感器电性连接；风机变频器安装在外壳的风机安装腔中，并与风机电连接。
本发明更进一步的技术方案是：外壳上端设有提手。
本发明更进一步的技术方案是：风机为小型离心式风机；覆膜滤袋为褶皱式PTFE覆膜滤袋。
本发明的技术方案是：一种焊接烟尘净化方法，应用于上述的便携式焊接烟尘净化器，步骤如下：
S01，便携式焊接烟尘净化器通电后，粉尘浓度测量传感器自动探测环境中的PM10颗粒物浓度，并每秒将信号传递给PLC控制器；
S02，当粉尘浓度测量传感器检测到环境中PM10颗粒物浓度大于4mg/m3时，PLC控制器控制风机以额定频率运行；当环境中PM10颗粒物浓度小于1mg/m3时，PLC控制器不发出控制指令，风机不运行；当环境中PM10颗粒物浓度在1～4mg/m3之间时，PLC控制器通过风机变频器控制风机运行在50%的额定频率；当环境中PM10颗粒物浓度从1～4mg/m3之间降至1mg/m3以下时，PLC控制器控制风机延时工作20s停止运行；
S03，当风机延时工作20s停止运行后，重复步骤1-2进入下一个工作周期。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、结合了自动控制技术，可根据环境中的烟尘浓度自动控制风机运行，无需人工操控，降低了能耗的同时更加智能化。
2、采用了褶皱式覆膜滤袋，相比滤筒重量更小，褶皱式的设计可以在减小滤袋长度的情况下维持滤袋的透气面积，为设备体积缩减提供了先决基础。
3、万向竹节风管可任意弯曲并定型，使整个净化器在可操控性方面更灵活，并且，万向竹节风管与外壳采用可拆卸的连接，提升了整个净化器的便携性。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明的立体结构图；
图2为图1的爆炸图。
具体实施方式
实施例1：
如图1-2所示，便携式焊接烟尘净化器，包括外壳1、支架2、覆膜滤袋3、风机4、烟尘捕集罩5、万向竹节风管6及自动控制组件。
外壳1内设有相互连通的风机安装腔11和支架容纳腔12，外壳1上设有连通至风机安装腔11的风管连接口13和连通至支架容纳腔12的出风口14。
支架2设在外壳1的支架容纳腔12中。
覆膜滤袋3套设在支架2外，并位于外壳1的支架容纳腔12中。
风机4安装在外壳1的风机安装腔11中，其出风端正对覆膜滤袋3的内腔，其进风端正对外壳1的风管连接口13。
烟尘捕集罩5连接在万向竹节风管6的一端，万向竹节风管6的另一端可拆卸的连接在外壳1的风管连接口13上。
自动控制组件包括粉尘浓度测量传感器71、风机变频器72及PLC控制器73。粉尘浓度测量传感器71安装在烟尘捕集罩5的边沿处，用于检测环境中的PM10颗粒物浓度。PLC控制器73安装在外壳1的风机安装腔11中，并分别与风机变频器72及粉尘浓度测量传感器71电性连接。风机变频器72安装在外壳1的风机安装腔11中，并与风机4电连接。
优选，外壳1上端设有提手15。
优选，支架2为圆柱形的框架式结构。
优选，覆膜滤袋3为褶皱式PTFE覆膜滤袋。
优选，风机4为小型离心式风机。
优选，粉尘浓度测量传感器71、风机变频器72及PLC控制器73的型号分别为A4-CG激光颗粒物浓度传感器、SKI780-0D75G-1迷你型风机变频器、S7-200-224XP可编程逻辑控制器。
优选，外壳1上设有电源开关和急停按钮，电源开关用于控制便携式焊接烟尘净化器整体通电，急停开关用于紧急状态下切断便携式焊接烟尘净化器整体供电。
简述本发明的使用：
1、便携式焊接烟尘净化器通电后，粉尘浓度测量传感器71自动探测环境中的PM10颗粒物浓度，并每秒将信号传递给PLC控制器73。
2、当粉尘浓度测量传感器71检测到环境中PM10颗粒物浓度大于4mg/m3时，PLC控制器73控制风机4以额定频率运行；当环境中PM10颗粒物浓度小于1mg/m3时，PLC控制器73不发出控制指令，风机4不运行；当环境中PM10颗粒物浓度在1～4mg/m3之间(包含端值)时，PLC控制器73通过风机变频器72控制风机4运行在50%的额定频率；当环境中PM10颗粒物浓度从1～4mg/m3之间降至1mg/m3以下时，PLC控制器73控制风机4延时工作20s停止运行。
3、当风机4延时工作20s停止运行后，重复步骤1-2进入下一个工作周期。
Claims (6)
1.便携式焊接烟尘净化器，其特征是：包括外壳、支架、覆膜滤袋及风机；
外壳内设有相互连通的风机安装腔和支架容纳腔，外壳上设有连通至风机安装腔的风管连接口和连通至支架容纳腔的出风口；
支架设在外壳的支架容纳腔中；
覆膜滤袋套设在支架外，并位于外壳的支架容纳腔中；
风机安装在外壳的风机安装腔中，其出风端正对覆膜滤袋的内腔，其进风端正对外壳的风管连接口。
2.如权利要求1所述的便携式焊接烟尘净化器，其特征是：其还包括烟尘捕集罩和万向竹节风管；烟尘捕集罩连接在万向竹节风管的一端，万向竹节风管的另一端可拆卸的连接在外壳的风管连接口上。
3.如权利要求1或2所述的便携式焊接烟尘净化器，其特征是：其还包括自动控制组件；自动控制组件包括粉尘浓度测量传感器、风机变频器及PLC控制器；粉尘浓度测量传感器安装在烟尘捕集罩的边沿处；PLC控制器安装在外壳的风机安装腔中，并分别与风机变频器及粉尘浓度测量传感器电性连接；风机变频器安装在外壳的风机安装腔中，并与风机电连接。
4.如权利要求3所述的便携式焊接烟尘净化器，其特征是：外壳上端设有提手。
5.如权利要求4所述的便携式焊接烟尘净化器，其特征是：风机为小型离心式风机；覆膜滤袋为褶皱式PTFE覆膜滤袋。
6.一种焊接烟尘净化方法，应用于权利要求1-5中任一项所述的便携式焊接烟尘净化器，其特征是，步骤如下：
S01，便携式焊接烟尘净化器通电后，粉尘浓度测量传感器自动探测环境中的PM10颗粒物浓度，并每秒将信号传递给PLC控制器；
S02，当粉尘浓度测量传感器检测到环境中PM10颗粒物浓度大于4mg/m3时，PLC控制器控制风机以额定频率运行；当环境中PM10颗粒物浓度小于1mg/m3时，PLC控制器不发出控制指令，风机不运行；当环境中PM10颗粒物浓度在1～4mg/m3之间时，PLC控制器通过风机变频器控制风机运行在50%的额定频率；当环境中PM10颗粒物浓度从1～4mg/m3之间降至1mg/m3以下时，PLC控制器控制风机延时工作20s停止运行；
S03，当风机延时工作20s停止运行后，重复步骤1-2进入下一个工作周期。
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