CN112833676B - 一种坩埚除尘用环形侧吸罩及其吸尘方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种坩埚除尘用环形侧吸罩及其吸尘方法，属于坩埚除尘技术领域，解决了现有技术中坩埚炉熔炼时产生的烟气难以回收的问题。本发明包括：吸风筒和环形罩；吸风筒与除尘器连接，用于提供吸尘动力；环形罩设置在坩埚炉的上方；环形罩与吸风筒连通；环形罩的内侧壁面上设有多个吸尘孔，烟尘从吸尘孔进入环形罩的内部空腔，并且通过吸风筒排出。本发明的坩埚除尘用环形侧吸罩，可用于高效收集采用坩埚电阻炉进行铝合金熔化、精炼、除气过程中产生的粉尘与废气。

Description

一种坩埚除尘用环形侧吸罩及其吸尘方法

技术领域

本发明涉及坩埚除尘技术领域，尤其涉及一种坩埚除尘用环形侧吸罩及其吸尘方法。

背景技术

在航空航天等高端装备制造领域，多品种、小批量的轻量化复杂结构件多采用几百公斤到几吨不等的坩埚电阻炉进行合金液的熔化、精炼和除气处理，该过程中产生的一定的粉尘和废气，为了满足相应的环保标准，需采用吸尘罩高效收集，经除尘过滤器处理后排放至大气中。

对于坩埚炉来讲，现有吸尘罩的设计多采用旋转式顶吸罩或采用单向移动式顶吸罩的方式。

由于合金在熔化、精炼、除气时均需要在炉口上方进行工艺操作，旋转或移动顶吸罩必然会对这些操作产生干涉，吸尘效果大打折扣。

因此，需要提供一种固定式的吸尘罩，确保其能够在吸除合金熔炼过程中产生的烟尘的同时，不影响工作人员在坩埚上方进行必要的工艺操作。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种坩埚除尘用环形侧吸罩及其吸尘方法，用以解决现有坩埚炉吸尘罩的设计多采用旋转式顶吸罩或采用单向移动式顶吸罩的方式，而熔化、精炼、除气时均需要在炉口上方进行工艺操作，旋转或移动顶吸罩必然会对这些操作产生干涉，且吸尘效果差的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种坩埚除尘用环形侧吸罩，包括：吸风筒和环形罩；吸风筒与除尘器连接，用于提供吸尘动力；环形罩设置在坩埚炉的上方；环形罩与吸风筒连通；环形罩的内侧壁面上设有多个吸尘孔。

进一步地，吸风筒设置在环形罩的上方，且垂直于环形罩。

进一步地，吸尘孔的直径为20mm-50mm。

进一步地，吸尘孔的数量不少于200个，吸尘孔(4)之间的中心距为60mm-80mm。

进一步地，环形罩设有开口，开口处设有第一端面和第二端面。

进一步地，第一端面和第二端面的夹角为60°-90°。

进一步地，环形罩的内部设有用于均匀风力的隔板。

进一步地，隔板为导流板；导流板为弧形板。

进一步地，导流板与环形罩同轴线；导流板垂直于环形罩的底板。

进一步地，多个导流板在环形罩中错位分布。

导流板包括第一导流板和第二导流板；多个第一导流板周向间隔分布；第一导流板与第二导流板径向间隔分布。

或者，隔板为中间隔板；中间隔板与环形罩的上盖板形状相同；中间隔板设置在环形罩内部，且平行于所述上盖板；中间隔板将环形罩分割为上层吸尘腔和下层吸尘腔。

环形罩的上盖板上设有第一连通孔；环形罩通过第一连通孔与吸风筒连通。

进一步地，中间隔板上设有周向均匀分布的多个第二连通孔；第二连通孔的数量为3～5个。

进一步地，上层吸尘腔通过第一连通孔与吸风筒连通，通过第二连通孔与下层吸尘腔连通。下层吸尘腔的内侧环形侧壁上设有吸尘孔。

一种坩埚除尘用环形侧吸罩的吸尘方法，包括以下步骤：

步骤S1：将环形罩安装到坩埚炉的上方，吸风筒与除尘器连接；

步骤S2：启动除尘器；

步骤S3：坩埚炉熔炼过程中产生的烟尘通过吸尘孔进入环形罩，并通过吸风筒排出进入除尘器。

本发明技术方案至少能够实现以下效果之一：

1.本发明的坩埚除尘用环形侧吸罩及其吸尘方法，通过在坩埚炉口上方设置一种内径比炉口大的环形罩吸风，环形罩内径侧壁开设多个圆形吸尘孔，实现合金熔炼全生命周期(熔化、精炼、除气)的高效集尘。

2.本发明适用于除尘领域，尤其是铸造铝合金熔炼除尘领域。

3.本发明的环形侧吸罩安装在坩埚炉上方，且环形罩的侧面设有开口，使其能够在吸除合金熔炼过程中产生的烟尘的同时，能够不影响工作人员在坩埚上方进行必要的工艺操作。

4.本发明的坩埚除尘用环形侧吸罩及其吸尘方法，通过在环形罩内放置隔板调节均匀风量，保证周向吸尘的均匀性，避免远离吸风筒的一侧有烟尘溢出，保证了吸风除尘的可靠性。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的环形侧吸罩的使用状态图；

图2为本发明的环形侧吸罩结构示意图；

图3为环形侧吸罩的上盖板；

图4为环形侧吸罩的中间隔板的结构示意图；

图5为带导流板的环形侧吸罩。

附图标记：

1-吸风筒；2-环形罩；3-坩埚炉；4-吸尘孔；5-第一端面；6-第二端面；7-上盖板；8-中间隔板；9-第一连通孔；10-第二连通孔；11-第一导流板；12-第二导流板。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明的一个具体实施例，公开了一种坩埚除尘用环形侧吸罩及其吸尘方法，可用于高效收集采用坩埚电阻炉进行铝合金熔化、精炼、除气过程中产生的粉尘与废气。

具体地，如图1、图2所示，坩埚除尘用环形侧吸罩包括：吸风筒1和环形罩2，吸风筒1设置在环形罩2的上方，且吸风筒1与环形罩2连通。吸风筒1与除尘器连接，除尘器提供吸风除尘的抽风压力。

进一步地，吸风筒1为圆筒形，吸风筒1垂直与环形罩2。

进一步地，环形罩2为圆环形且具有内部空腔的罩体结构。

进一步地，环形罩2的环形的内侧壁面上设有多个吸尘孔4。

进一步地，环形罩2设置在坩埚炉3的上方，且环形罩2的内径大于坩埚炉3的外径。

当坩埚炉3进行熔炼工艺产生烟气、烟尘时，烟尘能够被吸风筒1提供的抽风风压吸入吸尘孔4，烟尘从吸尘孔4进入环形罩2的内部空腔，并且通过吸风筒1吸入除尘器中。

本发明的一种具体实施方式中，环形罩2包括：上盖板7、下盖板、内侧壁板、外侧壁板、第一端面5和第二端面6。

进一步的，如图3所示，上盖板7为圆环形，且上盖板7上设有第一连通孔9；环形罩2的内部空腔通过第一连通孔9与吸风筒1连通。

进一步地，下盖板与上盖板7形状相同，且为密封板(即下盖板上不开孔)；下盖板与坩埚炉3的顶部连接，实现本发明的环形侧吸罩与坩埚炉3的连接固定。

进一步地，如图2所示，内侧壁板和外侧壁板均为圆柱形；内侧壁板的直径大于坩埚炉3的端口的直径。

进一步地，内侧壁板上设有多个吸尘孔4，采用本发明的环形侧吸罩对坩埚炉3进行吸风除尘时，烟尘从内侧壁板上的吸尘孔4进入环形罩2的内部空腔中，进而通过吸风筒1吸出。

进一步地，如图2所示，环形罩2为不完整的环形，环形罩2设有开口，开口处设有第一端面5和第二端面6。

进一步地，第一端面5和第二端面6均沿环形罩2的径向方向设置，即第一端面5和第二端面6与环形罩2的中心轴线位于同一平面。

进一步地，第一端面5和第二端面6的夹角为60°～90°。至少开60°的原因是为了人工加料、合金液搅拌等操作方便。

采用本发明的环形侧吸罩对坩埚炉3进行吸风除尘时，能够在开口处进行必要的工艺操作，吸风除尘装置(环形侧吸罩)不会影响坩埚炉3的正常作业。

本发明的一种具体实施方式中，吸尘孔4的直径为20mm～50mm。

本发明的一种具体实施方式中，吸尘孔4的数量不少于200个，且吸尘孔4在内侧壁面上均匀分布，通过均布的吸尘孔4实现对坩埚炉3产生的烟尘的全面抽吸，能够有效壁面烟尘溢出。

进一步地，吸尘孔4与吸尘孔4之间的中心距为60mm～80mm。

本发明的一种具体实施方式中，环形侧吸罩为对称结构。吸风筒1设置在环形罩2的一端，如图2所示。

考虑到，环形罩2上设有圆周方向分布的吸尘孔4，采用吸风筒1抽吸烟尘时，距离吸风筒1近的位置的吸尘孔4的抽吸力强，距离吸风筒1远的位置的吸尘孔4的抽吸力弱，甚至远离吸风筒1的端部可能出现吸风力很小，导致烟尘的吸入效果差的问题。

本发明的一种具体实施方式中，在环形罩2的内部设有具有导流作用的隔板。

进一步地，如图5所示，导流板为弧形板；并且，导流板垂直于所述环形罩2的底板。

进一步地，导流板与所述环形罩2同轴线；或者说，导流板与环形罩2的内侧壁板和外侧壁板同轴线。

进一步地，导流板有多个，且交错分布在环形罩2的内部空腔中。

本发明的一种具体实施方式中，所述导流板包括：第一导流板11和第二导流板12；第一导流板11和第二导流板12间隔分布。

如图5所示，四个第一导流板对称分布在环形罩2的两侧，且相邻的第一导流板11之间留有间隙。

进一步地，第一导流板11与第二导流板12径向间隔分布。具体地，第一导流板11与环形罩2的内侧壁板的距离为第二导流板12与环形罩2的内侧壁板距离的一半。

实施时，导流板能够将吸风筒1的吸风作用力均匀分散至环形槽2的内腔中，保证各处的吸尘孔4均具有良好的吸尘能力，提升吸力均匀性。

实施例2

本发明的一个具体实施例提供一种具有中间隔板的环形侧吸罩(图中未示出)，与实施例1的区别在于：隔板采用中间隔板8。

如图4所示，中间隔板8的形状与上盖板7的形状相同，中间隔板8设置环形罩2的内部，且中间隔板8平行于上盖板7设置。

中间隔板8将环形罩2的内部空腔分割为两个腔体。具体地，中间隔板8将环形罩2的内部空腔分割为上层吸尘腔和下层吸尘腔。

进一步地，中间隔板8上设有多个第二连通孔10，第二连通孔10用于连通上层吸尘腔和下层吸尘腔。

优选地，如图4所示，第二连通孔10设有四个，周向均匀分布在中间隔板8上。

进一步地，吸尘孔4设置在下层吸尘腔的内侧面上。

也就是说，除尘器启动后，吸风筒1提供吸尘的回吸风力，上层吸尘腔通过上盖板7上的第一连通孔9与吸风筒1连通，下层吸尘腔通过中间隔板8上的第二连通孔10与上层吸尘腔连通，进而通过吸尘孔4对坩埚炉3产生的烟气进行抽吸。

实施时，坩埚炉3产生的烟气通过吸尘孔4进入下层吸尘腔，下层吸尘腔的烟气通过第二连通孔10进入上层吸尘腔，上层吸尘腔的烟气通过第一连通孔9进入吸风筒1，进而被吸入末端的除尘器。

采用本实施例的环形侧吸罩对坩埚炉进行烟气回收时，中间隔板8上的第二连通孔10具有均匀分散吸风筒1的回吸风力的作用，保证环形罩2上的各个位置的吸尘孔4均具有足够的吸力，能够对坩埚炉3产生的烟气进行全方位的有效回收。

实施例3

本实施例提供一种实施例1或实施例2的环形侧吸罩的设计方法，具体地，包括以下步骤：

步骤(1)根据坩埚炉大小，结合生产过程粉尘或废气排放浓度，确定环形侧吸罩的吸风风速和环形侧吸罩的外形尺寸；

步骤(2)根据环形侧吸罩的吸风风速和环形侧吸罩的外形尺寸，设计环形罩2的开孔(吸尘孔4)尺寸、开孔(吸尘孔4)数量及孔(吸尘孔4)的位置分布；

步骤(3)根据以上参数，为均匀环形罩2各部位的风量和风速，设计环形罩2内的导流板的位置和长度；或者，设计中间隔板8的高度，以及第二连通孔10的直径和数量；

步骤(4)根据吸风风速与开孔(吸尘孔4)面积，设计单个环形罩2的吸风风量；

步骤(5)整套除尘设备一般为除尘罩通过管道连接袋式或滤筒除尘器，后接风机，然后，将处理后的净气排出。

一种环形侧吸罩的具体参数如下：

1)坩埚容量为700kg，吸尘罩高度350mm，罩口内侧直径Φ1256mm，为保证吸风效果，设计环形罩口吸风风速为5m/s；

2)在环形罩内侧开设Φ30mm的吸尘孔，孔纵向中心距为60mm～80mm，环向间隔角度为6°～8°，孔间距150mm交错排列，孔总数量约250个；

3)环形罩内开设导流板，如附图5所示；

4)根据风速、吸风面积计算得出单个环形罩吸风风量约为5000m³/h。

(计算方法：风量＝吸风面积×风速×时间＝3.14×(30/2)2×250/106×5×3600＝3179m³/h，考虑管道压力损失及密闭漏风等风量损失约35％，单个环形罩设计风量为3179/0.65＝4890，按5000m³/h计。)

5)该除尘罩经管道连接至袋式除尘器，后接风机，经烟囱将处理后的净气排出。

实施例4

本实施例提供一种实施例1或实施例2的环形侧吸罩的吸尘方法，包括以下步骤：

步骤S1：将环形罩2安装到坩埚炉3的上方，吸风筒1与除尘器连接；

步骤S2：启动除尘器；

步骤S3：坩埚炉3熔炼过程中产生的烟尘通过吸尘孔4进入环形罩2，并通过吸风筒1排出进入除尘器。

所述步骤S1中，环形罩2与坩埚炉3之间的连接方式为焊接或卡合的方式。优选地，采用焊接支撑腿的方式，将环形罩架在坩埚炉上。

所述步骤S1中，吸风筒1通过抽风机进行抽风吸气，进而实现对坩埚炉烟气的吸除。

所述步骤S2中，启动除尘器的同时，打开抽风机进行抽风。

所述步骤S3中，通过环形罩2内部的隔板进行均匀风力，实现均匀吸风除尘。

1)采用带有导流板的环形罩2进行除尘时：

环形罩2通过第一导流板11和第二导流板均匀风力；烟气被吸尘孔4吸入环形罩2的内部空腔，进而通过吸风筒1排入除尘器进行过滤除尘。

2)采用带有中间隔板8的环形罩2进行除尘时：

环形罩2内部的中间隔板8将其分隔为上层吸尘腔和下层吸尘腔；

吸风除尘时，坩埚炉3内产生的烟气被吸尘孔4吸入下层吸尘腔，下层吸尘腔的烟气通过第二连通孔10吸入上层吸尘腔；上层吸尘腔的烟气通过第一连通孔9进入吸风筒1；进而通过吸风筒1排入除尘器进行过滤除尘。

与现有技术相比，本实施例提供的技术方案至少具有如下有益效果之一：

(1)本发明能够高效收集合金熔炼过程中产生的粉尘和废气，改善冶金、铸造行业操作环境，实现合金的绿色熔炼；

(2)环形罩2设置于炉口上方，不会对操作环节产生任何干涉，可实现合金熔化、精炼、除气过程的全流程粉尘和废气的高效收集；

(3)通过导流板与均布的吸尘孔4结合设计，实现炉口上方四周均匀吸风，提升收集效果；

(4)本发明还可推广至其他小规模合金熔炼的除尘吸风罩设计，以及需要对容器进行除尘的多种生产环节，包括但不限于采用坩埚炉熔炼合金这种形式，所有采用类似容器或生产环节的除尘过程粉尘或废气收集的环形侧吸方法均受本发明的约束。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种坩埚除尘用环形侧吸罩，其特征在于，所述环形侧吸罩为对称结构，包括：吸风筒(1)和环形罩(2)；所述吸风筒(1)与除尘器连接，用于提供吸尘动力；所述环形罩(2)设置在坩埚炉(3)的上方；所述环形罩(2)与所述吸风筒(1)连通；所述环形罩(2)包括内侧壁板，内侧壁板上设有多个吸尘孔(4)；

环形罩(2)的上盖板(7)上设有第一连通孔(9)；环形罩(2)通过第一连通孔(9)与吸风筒(1)连通；

所述环形罩(2)设有开口，开口处设有第一端面(5)和第二端面(6)；

所述环形罩(2)的内部设有用于均匀风力的隔板；

所述隔板为导流板；所述导流板为弧形板；所述导流板与所述环形罩(2)同轴线；所述导流板垂直于所述环形罩(2)的底板；多个导流板在环形罩(2)中错位分布；导流板包括第一导流板(11)和第二导流板(12)；多个第一导流板(11)周向间隔分布；四个第一导流板(11)对称分布在环形罩(2)的两侧，且相邻的第一导流板(11)之间留有间隙；第一导流板(11)与第二导流板(12)径向间隔分布，第一导流板(11)与环形罩(2)的内侧壁板的距离为第二导流板(12)与环形罩(2)的内侧壁板距离的一半；或者，隔板为中间隔板(8)；中间隔板(8)与环形罩(2)的上盖板(7)形状相同；中间隔板(8)设置在环形罩(2)内部，且平行于所述上盖板(7)；中间隔板(8)将环形罩(2)分割为上层吸尘腔和下层吸尘腔；中间隔板(8)上设有周向均匀分布的多个第二连通孔(10)；第二连通孔(10)的数量为3-5个；上层吸尘腔通过第一连通孔(9)与吸风筒(1)连通，通过第二连通孔(10)与下层吸尘腔连通；下层吸尘腔的内侧环形侧壁上设有吸尘孔(4)。

2.根据权利要求1所述的坩埚除尘用环形侧吸罩，其特征在于，所述吸风筒(1)设置在所述环形罩(2)的上方，且垂直于所述环形罩(2)。

3.根据权利要求1或2所述的坩埚除尘用环形侧吸罩，其特征在于，所述吸尘孔(4)的直径为20mm-50mm。

4.根据权利要求1或2所述的坩埚除尘用环形侧吸罩，其特征在于，所述吸尘孔(4)的数量不少于200个，所述吸尘孔(4)之间的中心距为60mm-80mm。

5.根据权利要求1所述的坩埚除尘用环形侧吸罩，其特征在于，所述第一端面(5)和第二端面(6)的夹角为60°-90°。

6.根据权利要求1-5任一项所述的坩埚除尘用环形侧吸罩的吸尘方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将环形罩(2)安装到坩埚炉(3)的上方，吸风筒(1)与除尘器连接；

步骤S2：启动除尘器；

步骤S3：坩埚炉(3)熔炼过程中产生的烟尘通过吸尘孔(4)进入环形罩(2)，并通过吸风筒(1)排出进入除尘器。

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