CN115824726A - 农业生产设备排放粉尘全量采集装置及采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农业生产设备排放粉尘全量采集装置，包括并联旋风分离器、螺旋输送器、集尘筒、脉冲滤筒式集尘器；并联旋风分离器具有进风口，进风口用于与农业机具的排风口连接；并联旋风分离器顶部设有旋风出口，底部设有分离出口，旋风出口连接旋风风机；旋风风机、风箱、管道、脉冲滤筒式集尘器依次连接；分离出口连接螺旋输送器入口，螺旋输送器的出口设有集尘筒；进风口内侧设有一号粉尘浓度计和叶轮式风速仪，管道内侧设有二号粉尘浓度计和超声波风速仪，脉冲滤筒式集尘器出口设有三号粉尘浓度计；一号粉尘浓度计位于叶轮式风速仪前方，二号粉尘浓度计位于超声波风速仪上方。

Description

农业生产设备排放粉尘全量采集装置及采集方法

技术领域

本发明涉及一种农业生产设备排放粉尘全量采集装置，属于农业粉尘采集监测技术领域。

背景技术

农业生产设备作业过程中，通常存在对农作物与土壤的切割、打击、揉搓和清选等作用，并排放出大量粉尘。接触农业生产中产生的粉尘对人类呼吸系统可产生多方面的损伤，其中广泛存在的游离二氧化硅粉尘可导致矽肺，同时，机具周围弥漫的大量粉尘对作业质量和机具性能也造成不利影响。于是对于农业生产设备的粉尘进行采集分析成为了常规需求。

粉尘采集是粉尘特性分析的基础，针对农业生产和其他行业生产中排放粉尘的采集，现有技术普遍采用抽样的方法进行采集，比如用气吸法抽取部分含尘气流，再将其中的粉尘收集到滤膜或滤袋上。但农业生产装备排放粉尘通常为混合物，受到抽样位置、抽样时间、粉尘组分悬浮特性、粉尘粒度分布等差异，抽样采集法不能完全代表机具排放粉尘特征，影响了粉尘危害评估与降尘减排理论方法的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种农业生产设备排放粉尘全量采集装置，属于解决背景技术中提出的技术问题。

本发明采取以下技术手段：

一种农业生产设备排放粉尘全量采集装置，包括并联旋风分离器4、螺旋输送器3、集尘筒12、脉冲滤筒式集尘器10；所述并联旋风分离器4具有进风口5，所述进风口5用于与农业机具的排风口连接；并联旋风分离器4顶部设有旋风出口4-1，底部设有分离出口4-2，旋风出口4-1连接旋风风机6；旋风风机6、风箱8、管道9、所述脉冲滤筒式集尘器10依次连接；分离出口4-2连接螺旋输送器3入口，螺旋输送器3的出口设有集尘筒12；进风口5内侧设有一号粉尘浓度计15-1和叶轮式风速仪16,一号粉尘浓度计15-1位于叶轮式风速仪16前方；管道9内侧设有二号粉尘浓度计15-2和超声波风速仪17，二号粉尘浓度计15-2位于超声波风速仪17上方,脉冲滤筒式集尘器10出口设有三号粉尘浓度计15-3；还包括底盘1，所述并联旋风分离器4、螺旋输送器3、脉冲滤筒式集尘器10均设置于所述底盘之上；底盘1上还设有动力柜14；两个旋风风机6、螺旋输送器电机11、空压机13和脉冲滤筒式集尘器10均通过电缆线与动力柜14连接；一号粉尘浓度计15-1、二号粉尘浓度计15-2、三号粉尘浓度计15-3、叶轮式风速仪16、超声波风速仪17均通过信号线与动力柜14连接。

优选的，旋风风机6与旋风电机7连接；螺旋输送器3一侧设有螺旋输送器电机11，螺旋输送器电机11与螺旋输送器3的动力输入轴通过链传动连接；螺旋输送器电机11的作用是驱动螺旋输送器3工作。

优选的，脉冲滤筒式集尘器10一侧设有空压机13，空压机13与脉冲滤筒式集尘器10通过气管连接；空压机13的作用是给脉冲滤筒式集尘器10的脉冲清灰阀提供高压空气。

再进一步的，所述底盘一侧设有矩形支架2，矩形支架2内侧下方设有所述螺旋输送器3。

优选的，所述进风口5内设有叶轮式风速仪16，管道9内设有超声波风速仪17；一号粉尘浓度计15-1位于叶轮式风速仪16前方，二号粉尘浓度计15-2位于超声波风速仪17上方。

进一步的，脉冲滤筒式集尘器10内部设有驱动电机、吸风风机、脉冲阀、滤筒、灰斗；动力柜14内部设有电源开关、变频器、信号通讯模块。

一种上述的农业生产设备排放粉尘全量采集装置的采集方法，采取以下步骤：

使用前，首先明确采集对象的排风量，然后启动两个旋风电机7和脉冲滤筒式集尘器10，根据采集对象的排风量调节动力柜14内的变频器，改变两个旋风风机6和脉冲滤筒式集尘器10的风量，观察叶轮式风速仪16和超声波风速仪17的读数，使得进风口5处风量与采集对象的排风量一致，并记录下此时两个旋风电机7和脉冲滤筒式集尘器10的驱动频率；

使用时，用软管将进风口5与采集对象的排风口连接，先启动螺旋输送器电机11和空压机13，然后同时启动采集对象电机与两个旋风电机7和脉冲滤筒式集尘器10，并将驱动频率调解至记录值，接着按照实际生产率给采集对象喂入农业物料进行生产作业；

此时，采集对象排出的含尘气流进入进风口5，在并联旋风分离器4的作用下使具有较大惯性离心力的固体颗粒甩向外壁面，并在摩擦力与重力作用下沿并联旋风分离器4壁面沉降落入螺旋输送器3，由螺旋输送器3推送颗粒物进入集尘桶12；剩余粉尘颗粒物通过旋风出口4-1进入风箱8，在风箱8内集中通过管道9进入脉冲滤筒式集尘器10；含尘气体进入脉冲滤筒式集尘器10箱体后，由于气流断面突然扩大及气流分布板作用，气流中一部分粗大颗粒在动和惯性力作用下沉降在灰斗；粒度细、密度小的尘粒进入滤尘室后，通过布朗扩散和筛滤等组合效应，使粉尘沉积在滤料表面上，净化后的气体进入净气室由排气管经吸风风机排出；当滤料表面粉尘层厚度达到某一规定值时自动打开脉冲阀清灰，清理的粉尘颗粒物落入下方的灰斗内，清灰完毕后，电磁脉冲阀关闭，提升阀打开，净气室又恢复过滤状态；

一号粉尘浓度计15-1，二号粉尘浓度计15-2，三号粉尘浓度计15-3分别实时记录进风口5、管道9和脉冲滤筒式集尘器10出口的粉尘浓度，3处浓度比值即可反映装置的采集效率；

当浓度比值超出预定值时，说明装置存在拥堵或泄露的问题，停机检查，排查解决问题后清理干净集尘桶12和脉冲滤筒式集尘器10的灰斗，再重新开始采集任务。

本发明的有益效果在于：

1)针对农业生产设备排风粉尘的特性，针对性的提出了基于离心—过滤组合作用的粉尘全量采集，含尘气流首先进入旋风分离器后，粒径较大的粉尘颗粒物容易被旋风分离器捕获，而粒径较小的粉尘颗粒物从出口逃逸，并进入滤筒式集尘器再进行二次捕获，即有效利用了旋风分离器与滤筒式集尘器的捕获特点，又可以避免滤筒堵塞损坏，延长设备使用寿命；

2)采集流量可大范围调节，采集流量与状态可实时监测，适应多种农业生产设备的作业排放粉尘全量采集。

3)并联旋风分离器体积小，采集流量大，分离效率高，与脉冲滤筒式集尘器组配合理，结构紧凑。

4)底盘配备四轮及牵引架，可牵引并实现场地内灵活移动。

5)并联旋风分离器排尘口配备闭风绞龙输送装置，保证除尘作业顺畅，可实现长时间除尘作业及粉尘采集。

6)控制系统可通过控制系统软件对电机的工作转速进行调节，匹配不同工况风量进行除尘作业。可对叶轮式风速仪，一号粉尘浓度计，二号粉尘浓度计，三号粉尘浓度计，超声波风速仪测量数据进行采集。

7)空压机提供的高压空气可定时对脉冲滤筒式集尘器附着的粉尘进行清理作业，保证脉冲滤筒式集尘器的作业效率。

附图说明

图1是本发明农业生产设备排放粉尘全量采集装置的立体图一。

图2是本发明农业生产设备排放粉尘全量采集装置的立体图二。

图3是并联旋风分离器进出风组件连接示意图。

图4是进风口剖开视图。

图5是管道的剖开视图。

图中，1底盘，2矩形支架，3螺旋输送器，4并联旋风分离器，4-1旋风出口，4-2分离出口，5进风口，6旋风风机，6-1旋风风机出口，7旋风电机，8风箱，9管道，9-1管道入口，9-2管道出口，10脉冲滤筒式集尘器，11螺旋输送器电机，12集尘桶，13空压机，14动力柜，15-1一号粉尘浓度计，15-2二号粉尘浓度计，15-3三号粉尘浓度计，16叶轮式风速仪，17超声波风速仪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参见图1-5，农业生产设备排放粉尘全量采集装置，底部为可移动的牵引式底盘1，底盘1一侧设有矩形支架2，矩形支架2内侧下方设有螺旋输送器3，螺旋输送器3上方设有一组并联旋风分离器4，并联旋风分离器4上部设有进风口5，顶部设有旋风出口4-1，底部设有分离出口4-2，旋风出口4-1连接旋风风机6和旋风电机7，分离出口4-2连接螺旋输送器3入口，螺旋输送器3出口设有集尘桶12，螺旋输送器3一侧设有螺旋输送器电机11，螺旋输送器电机11与螺旋输送器3的动力输入轴通过链传动连接，旋风风机6一侧设有旋风风机出口6-1并与风箱8的入口相连，风箱8与管道9相连，风箱8出口与管道入口9-1相连，管道出口9-2连通脉冲滤筒式集尘器10，脉冲滤筒式集尘器10一侧设有空压机13，空压机13与脉冲滤筒式集尘器10通过气管连接，底盘1上还设有动力柜14。

进风口5内侧设有一号粉尘浓度计15-1和叶轮式风速仪16，管道9内侧设有二号粉尘浓度计15-2和超声波风速仪17，脉冲滤筒式集尘器10出口设有三号粉尘浓度计15-3。

一号粉尘浓度计15-1位于叶轮式风速仪16前方，二号粉尘浓度计15-2位于超声波风速仪17上方。

脉冲滤筒式集尘器10内部设有驱动电机、吸风风机、脉冲阀、滤筒、灰斗等。动力柜14内部设有电源开关、变频器、信号通讯模块等。

两个旋风风机6、螺旋输送器电机11、空压机13和脉冲滤筒式集尘器10均通过电缆线与动力柜14连接。

一号粉尘浓度计15-1、二号粉尘浓度计15-2、三号粉尘浓度计15-3、叶轮式风速仪16、超声波风速仪17均通过信号线与动力柜14连接。

螺旋输送器电机11的作用是驱动螺旋输送器3工作，空压机13的作用是给脉冲滤筒式集尘器10的脉冲清灰阀提供高压空气。

使用前，首先明确采集对象的排风量，然后启动两个旋风电机7和脉冲滤筒式集尘器10，根据采集对象的排风量调节动力柜14内的变频器，改变两个旋风风机6和脉冲滤筒式集尘器10的风量，观察叶轮式风速仪16和超声波风速仪17的读数，使得进风口5处风量与采集对象的排风量一致，并记录下此时两个旋风电机7和脉冲滤筒式集尘器10的驱动频率。

使用时，用软管等将进风口5与采集对象的排风口连接，先启动螺旋输送器电机11和空压机13，然后同时启动采集对象电机与两个旋风电机7和脉冲滤筒式集尘器10，并将驱动频率调解至记录值，接着按照实际生产率给采集对象喂入农业物料进行生产作业。

此时，采集对象排出的含尘气流进入进风口5，在并联旋风分离器4的作用下使具有较大惯性离心力的固体颗粒甩向外壁面，并在摩擦力与重力作用下沿并联旋风分离器4壁面沉降落入螺旋输送器3，由螺旋输送器3推送颗粒物进入集尘桶12；剩余粉尘颗粒物通过旋风出口4-1进入风箱8，在风箱8内集中通过管道9进入脉冲滤筒式集尘器10。含尘气体进入脉冲滤筒式集尘器10箱体后，由于气流断面突然扩大及气流分布板作用，气流中一部分粗大颗粒在动和惯性力作用下沉降在灰斗；粒度细、密度小的尘粒进入滤尘室后，通过布朗扩散和筛滤等组合效应，使粉尘沉积在滤料表面上，净化后的气体进入净气室由排气管经吸风风机排出。当滤料表面粉尘层厚度达到某一规定值时自动打开脉冲阀清灰，清理的粉尘颗粒物落入下方的灰斗内，清灰完毕后，电磁脉冲阀关闭，提升阀打开，该室又恢复过滤状态。

一号粉尘浓度计15-1，二号粉尘浓度计15-2，三号粉尘浓度计15-3分别实时记录进风口5、管道9和脉冲滤筒式集尘器10出口的粉尘浓度，3处浓度比值即可反映装置的采集效率，保证采集的有效性和顺畅性。当浓度比值超出预定值时，说明装置存在拥堵或泄露的问题，需停机检查，排查解决问题后清理干净集尘桶12和脉冲滤筒式集尘器10的灰斗，再重新开始采集任务。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种农业生产设备排放粉尘全量采集装置，其特征在于：

包括并联旋风分离器(4)、螺旋输送器(3)、集尘筒(12)、脉冲滤筒式集尘器(10)；

所述并联旋风分离器(4)具有进风口(5)，所述进风口(5)用于与农业机具的排风口连接；并联旋风分离器(4)顶部设有旋风出口(4-1)，底部设有分离出口(4-2)，旋风出口(4-1)连接旋风风机(6)；旋风风机(6)、风箱(8)、管道(9)、所述脉冲滤筒式集尘器(10)依次连接；

分离出口(4-2)连接螺旋输送器(3)入口，螺旋输送器(3)的出口设有集尘筒(12)；

进风口(5)内侧设有一号粉尘浓度计(15-1)和叶轮式风速仪(16),一号粉尘浓度计(15-1)位于叶轮式风速仪(16)前方；管道(9)内侧设有二号粉尘浓度计(15-2)和超声波风速仪(17)，二号粉尘浓度计(15-2)位于超声波风速仪(17)上方,脉冲滤筒式集尘器(10)出口设有三号粉尘浓度计(15-3)；

还包括底盘(1)，所述并联旋风分离器(4)、螺旋输送器(3)、脉冲滤筒式集尘器(10)均设置于所述底盘之上；

底盘(1)上还设有动力柜(14)；两个旋风风机(6)、螺旋输送器电机(11)、空压机(13)和脉冲滤筒式集尘器(10)均通过电缆线与动力柜(14)连接；一号粉尘浓度计(15-1)、二号粉尘浓度计(15-2)、三号粉尘浓度计(15-3)、叶轮式风速仪(16)、超声波风速仪(17)均通过信号线与动力柜(14)连接。

2.如权利要求1所述的农业生产设备排放粉尘全量采集装置，其特征在于：旋风风机(6)与旋风电机(7)连接；螺旋输送器(3)一侧设有螺旋输送器电机(11)，螺旋输送器电机(11)与螺旋输送器(3)的动力输入轴通过链传动连接；螺旋输送器电机(11)的作用是驱动螺旋输送器(3)工作。

3.如权利要求1所述的农业生产设备排放粉尘全量采集装置，其特征在于：脉冲滤筒式集尘器(10)一侧设有空压机(13)，空压机(13)与脉冲滤筒式集尘器(10)通过气管连接；空压机(13)的作用是给脉冲滤筒式集尘器(10)的脉冲清灰阀提供高压空气。

4.如权利要求1所述的农业生产设备排放粉尘全量采集装置，其特征在于：所述底盘一侧设有矩形支架(2)，矩形支架(2)内侧下方设有所述螺旋输送器(3)。

5.如权利要求1所述的农业生产设备排放粉尘全量采集装置，其特征在于：脉冲滤筒式集尘器(10)内部设有驱动电机、吸风风机、脉冲阀、滤筒、灰斗；动力柜(14)内部设有电源开关、变频器、信号通讯模块。

6.一种如权利要求1所述的农业生产设备排放粉尘全量采集装置的采集方法，其特征在于：采取以下步骤：

使用前，首先明确采集对象的排风量，然后启动两个旋风电机(7)和脉冲滤筒式集尘器(10)，根据采集对象的排风量调节动力柜(14)内的变频器，改变两个旋风风机(6)和脉冲滤筒式集尘器(10)的风量，观察叶轮式风速仪(16)和超声波风速仪(17)的读数，使得进风口(5)处风量与采集对象的排风量一致，并记录下此时两个旋风电机(7)和脉冲滤筒式集尘器(10)的驱动频率；

使用时，用软管将进风口(5)与采集对象的排风口连接，先启动螺旋输送器电机(11)和空压机(13)，然后同时启动采集对象电机与两个旋风电机(7)和脉冲滤筒式集尘器(10)，并将驱动频率调解至记录值，接着按照实际生产率给采集对象喂入农业物料进行生产作业；

此时，采集对象排出的含尘气流进入进风口(5)，在并联旋风分离器(4)的作用下使具有较大惯性离心力的固体颗粒甩向外壁面，并在摩擦力与重力作用下沿并联旋风分离器(4)壁面沉降落入螺旋输送器(3)，由螺旋输送器(3)推送颗粒物进入集尘桶(12)；剩余粉尘颗粒物通过旋风出口(4-1)进入风箱(8)，在风箱(8)内集中通过管道(9)进入脉冲滤筒式集尘器(10)；含尘气体进入脉冲滤筒式集尘器(10)箱体后，由于气流断面突然扩大及气流分布板作用，气流中一部分粗大颗粒在动和惯性力作用下沉降在灰斗；粒度细、密度小的尘粒进入滤尘室后，通过布朗扩散和筛滤等组合效应，使粉尘沉积在滤料表面上，净化后的气体进入净气室由排气管经吸风风机排出；当滤料表面粉尘层厚度达到某一规定值时自动打开脉冲阀清灰，清理的粉尘颗粒物落入下方的灰斗内，清灰完毕后，电磁脉冲阀关闭，提升阀打开，净气室又恢复过滤状态；

一号粉尘浓度计(15-1)，二号粉尘浓度计(15-2)，三号粉尘浓度计(15-3)分别实时记录进风口(5)、管道(9)和脉冲滤筒式集尘器(10)出口的粉尘浓度，3处浓度比值即可反映装置的采集效率；

当浓度比值超出预定值时，说明装置存在拥堵或泄露的问题，停机检查，排查解决问题后清理干净集尘桶(12)和脉冲滤筒式集尘器(10)的灰斗，再重新开始采集任务。

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