CN111497032B - 一种轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置，包括壳体、分离管、导流件、排气管、第一过滤网、压力平衡管和排气装置；分离管、导流件、排气管、第一过滤网均设置在壳体内；排气装置包含抽气风机、第二过滤网和排气盒。本发明通过抽气风机抽气，将钻孔处产生的灰尘吸入分离管，带有粉尘颗粒的气流在离心力的作用下得到分离，分离出的粉尘进入集尘腔体，从而实现钻孔时的除尘。本发明装置结构紧凑、分离效率高、能耗低，可高效收集钻孔时产生的粉尘，改善工作环境。
Description
技术领域
本发明涉及气固分离领域，尤其涉及一种轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置。
背景技术
多相流在自然与人类社会中十分常见，它可能带来好处，也可能带来弊端。在钻孔时产生的粉尘会散布在空气中，对工作者的生命健康、运行的工作设备产生不利的影响。
传统的钻孔集尘装置先是紧贴墙面，利用钻孔时产生的气流的转动，将粉尘甩入集尘装置，由于其利用的是粉尘气流的自主流动，没有对气流进行干预，这种方法对粉尘的收集效率较低。过滤除尘的方法是将钻孔处的粉尘吸出，然后经过过滤，再将干净空气排走，这种方法虽除尘效果好，但能耗大、阻力高。而旋风除尘装置相比其它除尘装置具有除尘效率高、成本低、结构简单、运行可靠的优点，弥补了其它除尘装置的缺点。
现有旋风除尘装置也分为轴流式和逆流式两种，轴流式旋风除尘装置由旋风管元件组成，相比于逆流式除尘装置具有压降小，阻力小的优点。单个旋风管对指定粒径的颗粒具有较高的除尘效率。
本发明在单个旋风管的基础上，将旋风管融入在了钻孔集尘之中，实现了一种高效、低阻的钻孔时的集尘装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置，包括壳体、分离管、导流件、排气管、第一过滤网、压力平衡管和排气装置；
所述壳体呈扁平空心状，其上设有贯穿其两侧侧壁的钻头管，且钻头管和壳体两侧侧壁密闭相连；
所述钻头管管壁上设有用于和所述分离管相连的粉尘吸入孔，用于供钻头穿过钻头管时以收集钻头钻动时产生的粉尘；
所述壳体上还设有排气孔；
所述分离管、导流件、排气管、第一过滤网均设置在壳体内，其中，所述分离管、排气管均为直管；所述排气管一端和所述壳体在其排气孔处密闭相连，另一端伸入所述分离管的一端；所述分离管的另一端和所述钻头管在其粉尘吸入孔处密闭相连，且分离管和所述排气管同轴；所述第一过滤网设置在所述分离管远离钻头管一端，将所述壳体内腔体分割为压力平衡腔体和将排气管包含在内的集尘腔体；所述导流件包含导流锥和若干周向均匀设置在所述导流锥上的导流叶片，设置在分离管远离钻头管一端的管内、和所述分离管同轴，用于产生旋流，使得空气从排气管排出、粉尘从分离管远离钻头管的一端进入集尘腔体内；
所述排气装置包含抽气风机、第二过滤网和排气盒，其中，所述排气盒为一端开口、一端封闭的空心长方体，且排气盒的侧壁上设有吸气孔；所述排气盒的吸气孔和所述壳体的排气孔密闭相连，用于将从排气管排出的空气导入排气盒内；所述抽气风机的进气口和所述排气盒开口一端密闭相连，出气口和外界联通；
所述第二过滤网设置在排气盒内，将排气盒分割为包含吸气孔的第一排气腔体以及和抽气风机进气口相联通的第二排气腔体；
所述压力平衡管一端和所述压力平衡腔体密封联通，另一端和所述第二排气腔体密封联通。
作为本发明一种轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置进一步的优化方案，所述压力平衡管上设有用于调节压力平衡管开合度的调节阀。
作为本发明一种轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置进一步的优化方案，所述排气盒在其第二排气腔体内还设有过滤棉，将第二排气腔体和压力平衡管的连接处、排气盒的开口端分割开来。
作为本发明一种轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置进一步的优化方案，所述壳体上设有用于打开集尘腔体的第一封盖，所述排气盒上设有用于打开第一排气腔体、第二排气腔体的第二封盖。
作为本发明一种轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置进一步的优化方案，第一封盖、第二封盖采用透明材料制成。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
传统的吸尘器主要是利用滤芯进行气固分离，这样的做法存在阻力大、能耗高的缺点，而且使用过程中滤芯的更换频率较高。本发明通过安装分离管，对脏空气中绝大部分的粉尘进行旋风分离，极大地降低了阻力与能耗，并且使过滤装置的工作量大大地减少。
附图说明
图1是本发明的外形图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明中导流件和排气管相配合的结构示意图；
图4是本发明中钻头、钻头管、分离管、导流件、排气管相配合的原理示意图；
图5（a）、图5（b）是本发明中第一封盖、第二封盖和主体相配合的结构示意图。
图中，1-钻头，2-壳体，3-排气盒，4-抽气风机，5-压力平衡管，6-调节阀，7-钻头管，8-分离管，9-排气管，10-第一过滤网，11-集尘腔体，12-压力平衡腔体，13-第二过滤网，14-过滤棉，15-导流锥，16-导流叶片，17-第一封盖，18-第二封盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1、图2所示，本发明公开了一种轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置，包括壳体、分离管、导流件、排气管、第一过滤网、压力平衡管和排气装置。
所述壳体呈扁平空心状，其上设有贯穿其两侧侧壁的钻头管，且钻头管和壳体两侧侧壁密闭相连；所述钻头管管壁上设有用于和所述分离管相连的粉尘吸入孔，用于供钻头穿过钻头管时以收集钻头钻动时产生的粉尘；所述壳体上还设有排气孔。
如图2所示，所述分离管、导流件、排气管、第一过滤网均设置在壳体内，其中，所述分离管、排气管均为直管；所述排气管一端和所述壳体在其排气孔处密闭相连，另一端伸入所述分离管的一端；所述分离管的另一端和所述钻头管在其粉尘吸入孔处密闭相连，且分离管和所述排气管同轴；所述第一过滤网设置在所述分离管远离钻头管一端，将所述壳体内腔体分割为压力平衡腔体和将排气管包含在内的集尘腔体；如图3所示，所述导流件包含导流锥和若干周向均匀设置在所述导流锥上的导流叶片，设置在分离管远离钻头管一端的管内、和所述分离管同轴，用于产生旋流，使得空气从排气管排出、粉尘从分离管远离钻头管的一端进入集尘腔体内，如图4所示；所述第一过滤网使得流入集尘腔体的粉尘无法进入压力平衡腔体。
如图2所示，所述排气装置包含抽气风机、第二过滤网和排气盒，其中，所述排气盒为一端开口、一端封闭的空心长方体，且排气盒的侧壁上设有吸气孔；所述排气盒的吸气孔和所述壳体的排气孔密闭相连，用于将从排气管排出的空气导入排气盒内；所述抽气风机的进气口和所述排气盒开口一端密闭相连，出气口和外界联通；所述第二过滤网设置在排气盒内，将排气盒分割为包含吸气孔的第一排气腔体以及和抽气风机进气口相联通的第二排气腔体。
所述压力平衡管一端和所述压力平衡腔体密封联通，另一端和所述第二排气腔体密封联通，用于平衡分离管出口与排气管出口间的压差力，有利于粉尘的顺利排出。
所述压力平衡管上可以设置用于调节压力平衡管开合度的调节阀，进而调节压力平衡腔体内的压强。
所述排气盒在其第二排气腔体内还设有过滤棉，将第二排气腔体和压力平衡管的连接处、排气盒的开口端分割开来。
如图5（a）所示，所述壳体上设有用于打开集尘腔体的第一封盖；所如图5（b）所示，述排气盒上设有用于打开第一排气腔体、第二排气腔体的第二封盖。第一封盖、第二封盖优先采用透明材料制成，以方便观察粉尘收集情况和第一过滤网、第二过滤网、过滤棉的洁净情况，进行清理与更换。
本发明的运行原理为：抽气风机工作，使得钻头钻动时产生的粉尘混合空气从钻头管的粉尘吸入孔流入分离管，带动导流件转动，使得气流加速并产生较大的切向速度作用，气流中的粉尘颗粒获得离心力，逐渐运动至分离管管壁，进而使得带有大量粉尘的脏空气从分离管的出口流出，进入集尘腔体，少量粉尘从排气管进入第一排气腔体。由于排气管管道存在压降，所以需要压力平衡管平衡分离管出口处和排气管出口处的压力。经过第二过滤网过滤后的空气再经过过滤棉过滤后从风机排出。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置，其特征在于，包括壳体、分离管、导流件、排气管、第一过滤网、压力平衡管和排气装置；
所述壳体呈扁平空心状，其上设有贯穿其两侧侧壁的钻头管，且钻头管和壳体两侧侧壁密闭相连；
所述钻头管管壁上设有用于和所述分离管相连的粉尘吸入孔，用于供钻头穿过钻头管时以收集钻头钻动时产生的粉尘；
所述壳体上还设有排气孔；
所述分离管、导流件、排气管、第一过滤网均设置在壳体内，其中，所述分离管、排气管均为直管；所述排气管一端和所述壳体在其排气孔处密闭相连，另一端伸入所述分离管的一端；所述分离管的另一端和所述钻头管在其粉尘吸入孔处密闭相连，且分离管和所述排气管同轴；所述第一过滤网设置在所述分离管远离钻头管一端，将所述壳体内腔体分割为压力平衡腔体和将排气管包含在内的集尘腔体；所述导流件包含导流锥和若干周向均匀设置在所述导流锥上的导流叶片，设置在分离管远离钻头管一端的管内且和所述分离管同轴，用于产生旋流，使得空气从排气管排出、粉尘从分离管远离钻头管的一端进入集尘腔体内；
所述排气装置包含抽气风机、第二过滤网和排气盒，其中，所述排气盒为一端开口、一端封闭的空心长方体，且排气盒的侧壁上设有吸气孔；所述排气盒的吸气孔和所述壳体的排气孔密闭相连，用于将从排气管排出的空气导入排气盒内；所述抽气风机的进气口和所述排气盒开口一端密闭相连，出气口和外界联通；
所述第二过滤网设置在排气盒内，将排气盒分割为包含吸气孔的第一排气腔体以及和抽气风机进气口相联通的第二排气腔体；
所述压力平衡管一端和所述压力平衡腔体密封联通，另一端和所述第二排气腔体密封联通。
2.根据权利要求1所述的轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置，其特征在于，所述压力平衡管上设有用于调节压力平衡管开合度的调节阀。
3.根据权利要求1所述的轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置，其特征在于，所述排气盒在其第二排气腔体内还设有过滤棉，将第二排气腔体和压力平衡管的连接处、排气盒的开口端分割开来。
4.根据权利要求1所述的轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置，其特征在于，所述壳体上设有用于打开集尘腔体的第一封盖，所述排气盒上设有用于打开第一排气腔体、第二排气腔体的第二封盖。
5.根据权利要求4所述的轴流式旋风分离的钻孔粉尘收集装置，其特征在于，所述第一封盖、第二封盖采用透明材料制成。
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