CN110779841B - 一种具有自清洗功能的粉尘检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有自清洗功能的粉尘检测装置，旨在解决现有技术中在工厂中使用湿法除尘时，快速、大量附着在粉尘检测器上的灰尘与降尘液的混合物会影响粉尘检测器正常工作的技术问题。本发明包括固定在安装面上的粉尘检测器，安装面上设有对粉尘检测器进行清洗的喷淋模块，自喷淋模块流出的清洗液均被设在粉尘检测器下方的回收模块收集，用以对粉尘检测器进行干燥的干燥模块与安装面固定连接，粉尘检测器上设有对粉尘检测器内部的电子元件进行保护的隔挡密封装置，粉尘检测器的外表面上设有监测粉尘检测器集气管内管壁的平整度的监测模块，喷淋模块、回收模块、干燥模块和隔挡密封装置均由PLC控制器调控，监测模块与PLC控制器之间可进行数据传输。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，特别是涉及一种具有自清洗功能的粉尘检测装置。
背景技术
粉尘检测是环境检测最重要的质量指标之一，无论是工业生产还是日常生活中，粉尘浓度过高时常常需采取一定的除尘措施。目前常用的除尘措施主要分为干法和湿法两种，其中，干法除尘以水泥生产中的布袋除尘最为典型，这一除尘方法的可靠性在长期的生产实践中已经得到论证；湿法除尘的主要过程是喷淋雾化水雾，处于气溶胶状态的悬浮灰尘在接触水雾后重量增加，气溶胶的介稳状态被喷淋的水雾破坏，增重后的灰尘自空中落下，由此完成降尘操作。湿法除尘的适用范围较广，多种气体颗粒悬浮物均可通过湿法除尘完成降尘处理，但是灰尘等悬浮颗粒物与水雾混合后会在粉尘检测器上产生附着，当在工厂等粉尘浓度较高的环境中使用湿法除尘时，粉尘与水的混合物会大量、快速积聚在粉尘检测器上，进而严重影响粉尘检测器的正常使用。
申请号为CN 201710457404.7的中国专利公开了一种多功能室内环境检测装置，包括 底板，所述底板的侧面设有四个呈矩形分布的脚轮，所述底板的上表面左端设有除尘装置， 所述底板的上表面中部设有支撑架，所述支撑架的前表面设有PLC控制器，所述PLC控制器 的输入端与外部电源的输出端电连接，所述支撑架的上表面前端设有加湿器，所述加湿器 的输入端与PLC控制器的输出端电连接，所述支撑架的上表面中部设有伸缩杆，所述伸缩杆 固定端的侧面中部与支撑架固定连接，且伸缩杆固定端的侧面上端设有第二紧固旋钮，所 述伸缩杆的伸缩端设有固定座，所述固定座的侧面设有气体检测仪，所述气体检测仪与PLC 控制器双向电连接，与气体检测仪相邻固定座的侧面设有温湿度传感器，所述温湿度传感 器的输出端与PLC控制器的输入端电连接。
上述专利中，环境中的气体经抽气通道抽入装置内部进行粉尘浓度检测，当监测到粉尘浓度过高时，水箱中的液体雾化后经出气管排出，对周围环境进行降尘处理，上述发明使用一个装置同时实现了检测和降尘的双重处理，结构紧凑；但是，由于使用湿法降尘措施，当环境中的粉尘浓度过高时，粉尘与水雾混合后会附着在抽气管和出气管的内管壁上，一方面造成粉尘检测精度的下降，另一方面会堵塞出气管，导致降尘效果下降。
发明内容
本发明为了克服现有技术中在工厂中使用湿法除尘时，快速、大量附着在粉尘检测器上的灰尘与降尘液的混合物会影响粉尘检测器正常工作的技术问题，提供一种具有自清洗功能的粉尘检测装置，所述装置中的监测模块可以实时监测粉尘检测器表面的平整度，当所述平整度低于设定阈值时，喷淋模块对粉尘检测器进行清洗，清除附着在粉尘检测器上的灰尘与降尘液的混合物，从而保证粉尘检测器正常工作。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种具有自清洗功能的粉尘检测装置，包括固定在安装面上的粉尘检测器，安装面上设有对粉尘检测器进行清洗的喷淋模块，自喷淋模块流出的清洗液均被设在粉尘检测器下方的回收模块收集，用以对粉尘检测器进行干燥的干燥模块与安装面固定连接，粉尘检测器上设有对粉尘检测器内部的电子元件进行保护的隔挡密封装置，粉尘检测器的外表面上设有监测粉尘检测器集气管内管壁的平整度的监测模块，喷淋模块、回收模块、干燥模块和隔挡密封装置均由与安装面固定连接的PLC控制器调控，监测模块与PLC控制器之间可进行数据传输。
在目前的生产活动中，粉尘的浓度检测与粉尘的降尘处理常常是顺序执行的，当粉尘检测器监测到生产环境中的粉尘浓度超过设定阈值时，即开始对生产环境进行降尘处理；当使用湿法除尘时，与降尘液混合的灰尘会粘附在粉尘检测器上，堵塞粉尘检测器的气体收集口，影响粉尘检测器的正常工作；当在工厂等粉尘浓度较高的生产环境中使用湿法降尘时，与降尘液混合的灰尘会大量、快速附着在粉尘检测器上，粉尘检测器进入非正常工作状态的频率较高。本发明中，安装面上设有对粉尘检测器进行清洗的喷淋模块，粉尘检测器的外表面上设有监测所述外表面的平整度的监测模块，监测模块对粉尘检测器的外表面的平整度进行实时监测，当检测到平整度高于设定的平整度阈值时，PLC控制器控制隔挡密封装置对粉尘检测器进行防液保护，然后 PLC控制器再控制清洗模块对粉尘检测器的集气管进行清洗，当监测模块检测到粉尘检测器外表面的平整度低于设定的平整度阈值时，清洗模块停止工作，PLC控制器控制干燥模块对粉尘检测器进行烘干，待干燥完成后隔挡密封装置在PLC控制器的调控下打开，粉尘检测器继续检测环境的粉尘浓度。上述过程中，当清洗模块对粉尘检测器进行清洗时，清洗液可按照粉尘与降尘液的混合物的PH值进行针对性选择，当粉尘与降尘液的混合物呈碱性时，选择弱酸性清洗液，当粉尘与降尘液的混合物呈酸性时，选择弱碱性清洗液；粉尘检测器下方设有回收模块，自粉尘检测器的外表面流下的以及自喷淋模块喷洒至周围环境中的清洗液均被回收模块回收，回收模块的管道中设有用以分离清洗液和粉尘的分离膜，经分离膜分离后的清洗液再次流入喷淋模块中参与清洗工作。本发明中，喷淋模块、回收模块、干燥模块和隔挡密封装置均由PLC控制器调控，监测平整度的监测模块实时向PLC控制器传输监测数据，监测数据与PLC控制器中预设的平整度阈值比对，PLC控制器与其余各模块及装置间形成负反馈调节回路，针对不同粉尘及降尘液可相应设定不同的平整度阈值，因而所述自清洗装置具有广泛的适用性。
作为优选，喷淋模块包括对粉尘检测器喷洒清洗液的喷头，喷头通过第一管道与水泵的出水口相连，喷头与第一管道的连接位置设有由PLC控制器控制开合的电磁阀。
喷头与第一管道的连接位置设有由PLC控制器控制开合的电磁阀，电磁阀可实现瞬时的开合操作，当对粉尘检测器清洗完成后，电磁阀瞬时关闭，避免了因阀门的逐渐关闭造成的喷头溢水现象。
作为优选，安装面上设有环形滑轨，粉尘检测器位于环形滑轨中部，与喷头固定连接的滑块与环形滑轨滑动连接，驱动滑块的电机的输入端与PLC控制器的输出端相连。
安装面上设有环形滑轨，与喷头固定连接的滑块与环形滑轨滑动连接，清洗模块工作时，喷头绕着粉尘检测器的周向转动，喷头喷射出的清洗液对集气管的内壁面进行全方位的清洗，集气管内壁面上粉尘与降尘液形成的混合物可以快速清理干净。
作为优选，回收模块包括设在粉尘检测器下方的槽型集水器，槽型集水器远离粉尘检测器的一端与第二管道的一端相连，第二管道的中段设有用以分离灰尘和清洗液的分离膜，第二管道的另一端与水泵的进水口相连。
针对粉尘与降尘液的混合物所配置的清洗液的清洗能力通常不是一次性的，将清洗液回收后可进行二次使用；在第二管道的中段设有用以分离灰尘和清洗液的分离膜，清洗液与粉尘的混合物经分离膜过滤后，粉尘位于分离膜上方，清洗液作为滤液经第二管道传输到水泵的进水口进行二次利用。
作为优选，干燥模块包括与安装面固定连接的热风枪，热风枪的出风口对准粉尘检测器，热风枪的输入端与PLC控制器的输出端相连。
热风枪对准粉尘检测器，热风枪不需要对准粉尘检测器的集气管，因为快速流动的热气流流经集气口时，在集气口附近形成低压区，集气管中的气体在压差的作用下填充集气管口处的低压区，待集气管中的气体大部分被抽出时，集气口处的气体在压差作用下向集气管内流动，流入的热气流在集气管内部形成气旋，对集气管的内壁面进行烘干，待集气管内气体压力大于集气口处的低压区压力时，集气管中的气体再次向低压区填充，由此形成往复式的气流活动，集气管的内壁面被快速烘干，具体的，当低压区的热气流向集气管中填充时，形成的气旋对集气管内壁面未清洗干净的粉尘进行二次清理，进一步降低了集气管内壁面上的粉尘附着度。此外，热风枪吹出的热气流对保护罩进行烘干处理，防止保护罩上因液体残留导致的粉尘附着，保护罩的清洁度较高。
作为优选，隔挡密封装置包括呈四分之一球壳状的第一挡板和第二挡板，第一挡板和第二挡板拼接后形成半球壳状保护罩，粉尘检测器位于保护罩内部，集气管的集气口位于保护罩外部，保护罩的上端与安装面密封贴合。
本发明中，喷淋对象主要是集气管的内壁面，由于粉尘检测器包含电子元件，因而需对其进行防水处理；第一挡板和第二挡板拼接后形成半球壳状保护罩对粉尘检测器进行防水密封，集气管的集气口位于保护罩外部，喷淋模块和干燥模块配合可完成对集气管内壁面的附着粉尘清理。
作为优选，安装面上设有对称分布在粉尘检测器两侧的第一滑轨和第二滑轨，第一挡板在第一气缸的驱动下可沿着第一滑轨往复滑动，第二挡板在第二气缸的驱动下可沿着第二滑轨往复滑动，第一滑轨和第二滑轨均为长条状。
第一挡板和第二挡板沿着第一滑轨和第二滑轨靠近粉尘检测器时，第一挡板和第二挡板配合形成的保护罩对粉尘检测器进行防水密封，喷淋模块对集气管的内壁面进行清理，第一挡板和第二挡板沿着第一滑轨和第二滑轨远离粉尘检测器时，粉尘检测器正常工作。
作为优选，分离膜倾斜布置在第二管道中，经分离膜分离后的灰尘积聚在分离膜与第二管道内管壁形成的锐角夹角处。
当分离膜与第二管道的内壁面垂直时，清洗液和粉尘的混合物经分离膜过滤后，粉尘平铺积聚在分离膜上方，后续进行分离的混合清洗液都需要经粉尘层渗透后经分离膜过滤，分离膜的过滤效率较低，第二管道中会积聚大量清洗液；本发明中，分离膜倾斜布置在第二管道中，经分离膜分离后的灰尘积聚在分离膜与第二管道内管壁形成的锐角夹角处，需要分离的混合清洗液首先和分离膜没有灰尘积聚的一侧接触，分离膜对混合清洗液进行分离，分离粘附在分离膜上的粉尘被后续清洗液冲刷，粉尘滑落至锐角粉尘积聚处，由此将分离膜自动分隔为两个区域，与混合清洗液先接触的分离膜用以对清洗液和粉尘进行分离，与混合清洗液后接触的分离膜用以承载积聚粉尘，与混合清洗液先接触的分离膜上积聚的粉尘在后续清洗液的冲刷下滑动至积聚粉尘的锐角处，当粉尘积聚量较大时，更换分离膜即可。
作为优选，集气管的内壁面上设有湿度传感器。
集气管的内壁面上设有湿度传感器，湿度传感器对集气管内壁面的湿度进行监测，并将数据传输给PLC控制器，当监测湿度低于设定湿度阈值时，干燥模块停止工作。
综上所述，本发明具有如下有益效果：工厂中使用湿法降尘时粉尘与降尘液的混合物会附着在集气管的内壁面，导致粉尘检测器无法正常工作，本发明所述装置中的监测模块可以实时监测粉尘检测器表面的平整度，当所述平整度低于设定阈值时，喷淋模块对粉尘检测器进行清洗，清除附着在粉尘检测器上的灰尘与降尘液的混合物，从而保证粉尘检测器正常工作。
附图说明
图1是本发明整体的一个结构示意图。
图2是本发明整体的另一个结构示意图。
图中：1、安装面，2、粉尘检测器，3、集气管，3a、集气口，4、PLC控制器，5、喷头，6、第一管道，7、水泵，7a、进水口，7b、出水口，8、电磁阀，9、环形滑轨，10、滑块，11、槽型集水器，12、第二管道，13、分离膜，14、热风枪，14a、出风口，15、保护罩，15a、第一挡板，15b、第二挡板，16、第一滑轨，17、第二滑轨。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 ” 纵向 ”、“横向 ”、“上“、“下”、“ 前 ”、“后“、“左”、“ 右 ”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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装置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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
如图1和图2所示，一种具有自清洗功能的粉尘检测装置，包括固定在安装面1上的粉尘检测器2，安装面上设有对粉尘检测器进行清洗的喷淋模块，自喷淋模块流出的清洗液均被设在粉尘检测器下方的回收模块收集，用以对粉尘检测器进行干燥的干燥模块与安装面固定连接，粉尘检测器上设有对粉尘检测器内部的电子元件进行保护的隔挡密封装置，粉尘检测器的外表面上设有监测粉尘检测器集气管3内管壁的平整度的监测模块，喷淋模块、回收模块、干燥模块和隔挡密封装置均由与安装面固定连接的PLC控制器4调控，监测模块与PLC控制器之间可进行数据传输；喷淋模块包括对粉尘检测器集气管喷洒清洗液的喷头5，喷头通过第一管道6与水泵7的出水口7b相连，喷头与第一管道的连接位置设有由PLC控制器控制开合的电磁阀8；安装面上设有环形滑轨9，粉尘检测器位于环形滑轨中部，与喷头固定连接的滑块10与环形滑轨滑动连接，驱动滑块的电机的输入端与PLC控制器的输出端相连；回收模块包括设在粉尘检测器下方的槽型集水器11，槽型集水器远离粉尘检测器的一端与第二管道12的一端相连，第二管道的中段设有用以分离灰尘和清洗液的分离膜13，第二管道的另一端与水泵的进水口7a相连；干燥模块包括与安装面固定连接的热风枪14，热风枪的出风口14a对准粉尘检测器，热风枪的输入端与PLC控制器的输出端相连；隔挡密封装置包括呈四分之一球壳状的第一挡板15a和第二挡板15b，第一挡板和第二挡板拼接后形成半球壳状保护罩15，粉尘检测器位于保护罩内部，集气管的集气口3a位于保护罩外部，保护罩的上端与安装面密封贴合；安装面上设有对称分布在粉尘检测器两侧的第一滑轨16和第二滑轨17，第一挡板在第一气缸的驱动下可沿着第一滑轨往复滑动，第二挡板在第二气缸的驱动下可沿着第二滑轨往复滑动，第一滑轨和第二滑轨均为长条状；分离膜倾斜布置在第二管道中，经分离膜分离后的灰尘积聚在分离膜与第二管道内管壁形成的锐角夹角处。
本发明中，监测模块对集气管内壁面的平整度进行实时监测，监测数据实时传递给PLC控制器，监测数据与PLC控制器中预置的平整度阈值对比，其中，平整度的指标值越大，意味着集气管内壁面的平整度越低，集气管内壁面上附着的粉尘与降尘液的混合物越多，当监测数据大于平整度阈值时，PLC控制器控制第一挡板和第二挡板靠近粉尘检测器滑动，待第一挡板和第二挡板拼接成完整的半球状保护罩时，PLC控制器控制喷淋模块开始工作，滑块带动喷头沿安装面上的环形滑轨移动，喷头对集气管的内壁面进行清洗，其中，喷头沿环形滑轨的运动不是连续的，间隔频率以及间隔时间依情况而定，在每次间隔中监测模块对集气管内壁面的平整度进行监测，将数据传输至PLC控制器与设定的平整度阈值比对，当监测数据低于平整度阈值时，清洗模块停止工作，干燥模块在PLC控制器的控制下开始烘干，由于粉尘检测器的电子元件构件均位于隔挡密封装置内部，因此热风枪仅对集气管的内壁面以及隔挡密封装置的外表面进行烘干，在集气管的内壁面上设有湿度传感器，当湿度传感器的监测湿度小于PLC控制器中设定的湿度阈值时，干燥模块停止工作，第一挡板和第二挡板远离粉尘检测器，粉尘检测器开始正常工作。
Claims (3)
1.一种具有自清洗功能的粉尘检测装置，包括固定在安装面上的粉尘检测器，其特征在于，安装面上设有对粉尘检测器进行清洗的喷淋模块，自喷淋模块流出的清洗液均被设在粉尘检测器下方的回收模块收集，用以对粉尘检测器进行干燥的干燥模块与安装面固定连接，安装面上设有对粉尘检测器内部的电子元件进行保护的隔挡密封装置，粉尘检测器的外表面上设有监测粉尘检测器集气管内管壁的平整度的监测模块，喷淋模块、回收模块、干燥模块和隔挡密封装置均由与安装面固定连接的PLC控制器调控，监测模块与PLC控制器之间可进行数据传输，安装面上设有环形滑轨，粉尘检测器位于环形滑轨中部，与喷头固定连接的滑块与环形滑轨滑动连接，驱动滑块的电机的输入端与PLC控制器的输出端相连；隔挡密封装置包括呈四分之一球壳状的第一挡板和第二挡板，第一挡板和第二挡板拼接后形成半球壳状保护罩，粉尘检测器位于保护罩内部，集气管的集气口位于保护罩外部，保护罩的上端与安装面密封贴合；安装面上设有对称分布在粉尘检测器两侧的第一滑轨和第二滑轨，第一挡板在第一气缸的驱动下可沿着第一滑轨往复滑动，第二挡板在第二气缸的驱动下可沿着第二滑轨往复滑动，第一滑轨和第二滑轨均为长条状；喷淋模块包括对粉尘检测器集气管喷洒清洗液的喷头，喷头通过第一管道与水泵的出水口相连，喷头与第一管道的连接位置设有由PLC控制器控制开合的电磁阀；回收模块包括设在粉尘检测器下方的槽型集水器，槽型集水器远离粉尘检测器的一端与第二管道的一端相连，第二管道的中段设有用以分离灰尘和清洗液的分离膜，第二管道的另一端与水泵的进水口相连；滑块带动喷头沿安装面上的环形滑轨移动，喷头对集气管的内壁面进行清洗，其中，喷头沿环形滑轨的运动不是连续的，间隔频率以及间隔时间依情况而定，在每次间隔中监测模块对集气管内壁面的平整度进行监测，将数据传输至PLC控制器与设定的平整度阈值比对；分离膜倾斜布置在第二管道中，经分离膜分离后的灰尘积聚在分离膜与第二管道内管壁形成的锐角夹角处。
2.根据权利要求1所述的一种具有自清洗功能的粉尘检测装置，其特征在于，干燥模块包括与安装面固定连接的热风枪，热风枪的出风口对准粉尘检测器，热风枪的输入端与PLC控制器的输出端相连。
3.根据权利要求1所述的一种具有自清洗功能的粉尘检测装置，其特征在于，集气管的内壁面上设有湿度传感器。
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