CN211697167U - 全自动粉尘发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种全自动粉尘发生装置，机架上安装有料斗，机架的内部安装有机电控制箱以及送料机构；所述料斗内填装有粉料，料斗与送料机构之间设置有搅拌料位传感机构和闸板机构；所述搅拌料位传感机构安装在料斗的底部，用以将料斗内的粉料打散以及检测料斗内粉料料位高度，搅拌料位传感机构将粉料打散方便粉料进入到送料机构内；所述闸板机构安装在搅拌料位传感机构的下方，用以根据装置发尘浓度情况调节闸板的开度，实现全自动的粉尘发生，操作简便，减轻了劳动强度，实现了远程控制，避免了在污染环境中实验的困苦，保障了工作人员身体健康。

Description

全自动粉尘发生装置

技术领域

本实用新型涉及安全环保试验领域，具体地说是一种模拟粉尘环境的全自动粉尘发生装置。

背景技术

粉尘危害，有目共睹，其过之一是污染大气，危害人类的健康。飘逸在大气中的粉尘往往含有许多有毒成分，如铬，锰，镉，铅，汞，砷等。当人体吸入粉尘后，小于5μm的微粒，极易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有时还会引起肺癌。沉积在肺部的污染物一旦被溶解，就会直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解的污染物，也可能被细胞所吸收，导致细胞结构的破坏。

此外，粉尘还会沾污建筑物，使有价值的古代建筑遭受腐蚀。降落在植物叶面的粉尘会阻碍光合作用，抑制其生长。粉尘其过之二是爆炸危害。随着工业的发展，粉尘爆炸事故是屡见不鲜，爆炸粉尘的种类也越来越多。粉尘和其他物质一样具有一定能量。由于粉尘的粒径小，表面积大，从而其表面能也增大。粉尘与空气混合，能形成可燃的混合气体，若遇明火或高温物体，极易着火，倾刻间完成燃烧过程，释放大量热能，使燃烧气体骤然升高，体积猛烈膨胀，形成很高的膨胀压力。燃烧后的粉尘，氧化反应十分迅速，它产生的热量能很快传递给相邻粉尘，从而引起一系列连锁反应。粉尘虽然会发生爆炸，但若采取可靠的措施还是可以避免的，防范的措施应着眼于发爆的条件：控制粉尘浓度；杜绝起燃点；减低空气中氧的浓度；采取有效降尘措施；建立预报系统；设置爆炸压力泄放口等。

在管理上建立必要的规章制度，落实管理措施也是非常必要的。应运而生了相应的预防治理设备，在研制这些设备过程中，或在评价治理设备效果，或研究粉尘危害机理过程中都需要用到粉尘发生装置。粉尘发生装置应用于科研院所、环境保护、生产安全监督等部门对粉尘的研究。原有粉尘发生器粉尘品种单一、粉尘浓度不易调整控制、连续发尘时间短，需频繁投入样品，调整发尘浓度或切换上料需在粉尘发生装置上手动操作，实验现场在粉尘发生装置的作用下，装置周围的实验环境往往受到粉尘污染，由于现场工作环境不安全，不适宜长时间现场进行实验，现场操作会影响工作人员的身体健康，人们需要远程自动控制的粉尘发生装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种全自动粉尘发生装置，实现全自动的粉尘发生，操作简便，减轻了劳动强度，实现了远程控制，避免了在污染环境中实验的困苦，保障了工作人员身体健康。

本实用新型提出的技术方案

一种全自动粉尘发生装置，包括机架、料斗、搅拌料位传感机构、闸板机构、机电控制箱以及送料机构，

所述机架上安装有料斗，机架的内部安装有机电控制箱以及送料机构；

所述料斗内填装有粉料，料斗与送料机构之间设置有搅拌料位传感机构和闸板机构；

所述搅拌料位传感机构安装在料斗的底部，用以将料斗内的粉料打散以及检测料斗内粉料料位高度，搅拌料位传感机构将粉料打散方便粉料进入到送料机构内；

所述闸板机构安装在搅拌料位传感机构的下方，用以根据装置的发尘浓度情况调节闸板的开度；

所述机电控制箱包括电源装置、控制器、通信接口以及操作按键，所述电源装置用以给搅拌料位传感机构、闸板机构以及送料机构供电，所述控制器用以控制搅拌料位传感机构、闸板机构以及送料机构，所述通信接口用以与中控室计算机进行通信，所述操作按键用以对装置进行启停操作或粉尘发生操作或粉尘调节操作。

所述送料机构包括用以将粉尘吹送出去的风机、用以将多种粉料混合的导风管、用以将粉尘发散出去的扩散管组件、用以将料斗内的粉料输送到导风管内的导尘管，导尘管内设置有送料螺杆，送料螺杆通过送料电机带动，所述导风管一端连接风机，另一端连接扩散管组件。

所述搅拌料位传感机构包括搅拌电机，搅拌电机的转轴通过联轴节连接到传动轴，在传动轴上安装有叶轮组件，所述叶轮组件安装在料斗的落料口处，叶轮组件转动，从而将落料口处的粉料打散使其进入到料斗的出料管口。

所述搅拌电机通过支撑板安装在机架上，所述传动轴上开设有安装槽，叶轮组件套在传动轴上并通过压紧螺钉插入到安装槽内实现叶轮组件与传动轴的固定连接，所述叶轮组件上等间距的设置有用以打散和输送粉料的叶片。

所述搅拌料位传感机构还包括用以采集搅拌电机电流的电流数据采集装置，电流数据采集装置采集搅拌电机的电流。

所述闸板机构包括闸板电机支架，闸板电机安装在闸板电机支架上，所述闸板电机的轴连接到螺杆并带动螺杆转动，所述螺杆上套接有沿螺杆直线运动的螺套，所述螺套的下方固定连接有闸板，闸板通过螺杆下方设置的导向块进行导向，闸板在导向块的限定下随螺套的直线运动而运动。

所述料斗通过底座固定安装在机架上。

所述机电控制箱内的电源装置为220V交流市电，所述机电控制箱内的控制器采用PLC控制器，所述机电控制箱内的通信接口采用RS232接口或以太网接口或无线网接口。

所述料斗设置有四个，从而实现长时间的连续工作供尘。

所述扩散管组件的管道内设有使气流均速、粉尘扩散均匀的圆锥状阻流体。

本实用新型具有以下优点：本装置四个料斗工作，单品种存量大，连续发尘时间长，单斗可装四种不同性质的粉尘样品，实现样品多元化，混合后与客观工况相近，实验数据代表性好；本装置实现全自动，操作简便，减轻了劳动强度，实现了远程控制，避免了在污染环境中实验的困苦，保障了工作人员身体健康；本装置可多途径调整发尘浓度，使得发尘浓度范围宽，调整方便；本装置实现闭环控制系统，发尘浓度自动跟踪调节，跟踪过程无需调节，大大减轻了劳动强度，提高了发尘浓度的准确性；本装置有粉尘扩散管路系统，发尘气流稳定，尘粒分布均匀。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构侧面示意图。

图2是本实用新型的整体结构正面示意图。

图3是本实用新型的搅拌料位传感机构示意图。

图4是本实用新型的传动轴结构示意图。

图5是本实用新型的叶轮组件结构示意图。

图6是本实用新型的传动轴与叶轮组件连接示意图。

图7是图6的横截面示意图。

图8是本实用新型的闸板机构侧面结构示意图。

图9是本实用新型的闸板机构俯视结构示意图。

图10是本实用新型应用原理框图。

图11是本实用新型搅拌料位传感机构料位与搅拌电机电流关系曲线。

图12是本实用新型的搅拌料位传感机构检测原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图12所示，一种全自动粉尘发生装置，包括机架1、料斗2、搅拌料位传感机构3、闸板机构4、机电控制箱5以及送料机构，

所述机架1上安装有料斗2，机架1的内部安装有机电控制箱5以及送料机构；

所述料斗2内填装有粉料，料斗2与送料机构之间设置有搅拌料位传感机构3和闸板机构4；

所述搅拌料位传感机构3安装在料斗2的底部，用以将料斗2内的粉料打散以及检测料斗2内粉料料位高度，搅拌料位传感机构3将粉料打散方便粉料进入到送料机构内；

所述闸板机构4安装在搅拌料位传感机构3的下方，用以根据装置发尘浓度情况调节闸板的开度；

所述机电控制箱5包括电源装置、控制器、通信接口以及操作按键，所述电源装置用以给搅拌料位传感机构3、闸板机构4以及送料机构供电，所述控制器用以控制搅拌料位传感机构3、闸板机构4以及送料机构，所述通信接口用以与中控室计算机进行通信，所述操作按键用以对装置进行启停操作或粉尘发生操作或粉尘调节操作。

装置设计有四个料斗，是为了较长时间的连续工作供尘，按一个作业班(8小时)设计；另一好处是可装入不同物质的粉尘，四斗可同时工作，也可关闭颈口闸板，选择其中部分料斗工作；在每个料斗颈部位装有料位传感机构，可指示料位情况，可自动顺序投料发尘，也可在中控室计算机上选择某个料斗投料或其中几个料斗同时投料，起到混合样品的作用。在每个料斗底座上装有自动控制的闸板机构，闸板机构有两个作用，其一是料斗的开关作用，不工作时，完全关闭漏斗颈口，当料斗空腔时，防止送尘气路漏风，影响发尘气路正压力；其二是料斗工作时，调节料斗颈口的开口大小决定投料的多少，是改变发尘浓度的一种方式。物料通过斗颈进入料斗开口调节组件，可调节料斗颈口的开口量，即调节进入送料机构粉尘的多少，开口量根据试验需要粉尘浓度而定；粉尘样品进入送料机构时，在尘管中的转动螺杆的作用下，粉尘被送入送料机构的送风管中，送料螺杆可通过调节电机转速，控制送尘量；风管中粉尘在强力的风机作用下，将粉尘吹入扩散管系统中；为了防止发出粉尘浓度不均匀，在扩散系统中，进行了匀速均尘分布设计，使粉尘发生装置发出的发尘浓度均匀。

所述送料机构包括用以将粉尘吹送出去的风机6、用以将多种粉料混合的导风管7、用以将粉尘发散出去的扩散管组件8、用以将料斗2内的粉料输送到导风管7内的导尘管，导尘管内设置有送料螺杆10，送料螺杆10通过送料电机9带动，所述导风管7一端连接风机6，另一端连接扩散管组件8。

所述搅拌料位传感机构3包括搅拌电机300，搅拌电机300的转轴通过联轴节302连接到传动轴303，在传动轴303上安装有叶轮组件304，所述叶轮组件304安装在料斗2的落料口200处，叶轮组件304转动，从而将落料口200处的粉料打散使其进入到料斗2的出料管口201。

所述搅拌电机300通过支撑板301安装在机架1上，所述传动轴303上开设有安装槽305，叶轮组件304套在传动轴303上并通过压紧螺钉307插入到安装槽305内实现叶轮组件304与传动轴303的固定连接，所述叶轮组件304上等间距的设置有用以打散和输送粉料的叶片306。

所述搅拌料位传感机构3还包括用以采集搅拌电机300电流的电流数据采集装置，电流数据采集装置采集搅拌电机300的电流。

叶轮搅拌传感机构它有两个作用：①料斗中装有粉尘时，当粉尘粉末很细且有粘性时，易于结块，结块的粉尘卡在颈口不落料，影响粉尘的传送，有了转动的叶轮搅拌，打散结块，并且帮助粉尘的传送。②叶轮组件在电机、传动轴的带动下，搅拌传送粉尘，当料斗物料多时，叶轮搅拌过程中阻力就大，电机的负载电流就大；料斗空腔时，叶轮转动阻力最小，电机负载电流也最小，根据电机负载电流大小的变化，建立电流与料斗料位高度的关系，即得到H-I的关系曲线。

所述闸板机构4包括闸板电机支架400，闸板电机401安装在闸板电机支架400上，所述闸板电机401的轴连接到螺杆402并带动螺杆402转动，所述螺杆402上套接有沿螺杆直线运动的螺套403，所述螺套403的下方固定连接有闸板405，闸板405通过螺杆402下方设置的导向块404进行导向，闸板405在导向块404的限定下随螺套403的直线运动而运动。闸板机构的作用是料斗投料的开关，也可调节装置的发尘浓度。每个料斗配置一个闸板机构，每个闸板机构均受各自的可编程控制器控制，在中控室计算机上可设置闸板的开口量(百分比)，闸板行程两端极限位置设有行程开关，避免卡死现象，即使控制器掉电，得电后会使闸板自动复位，供设置闸板开口量。闸板与螺套通过焊接固结在一起，丝杆转动时，螺套会带动闸板移动，闸板在移动过程中，在导向块和料斗底座压板的作用下，不会歪扭旋转，保证闸板的平行移动。

所述料斗2通过底座202固定安装在机架1上。

所述机电控制箱5内的电源装置为220V交流市电，所述机电控制箱5内的控制器采用PLC控制器，所述机电控制箱5内的通信接口采用RS232接口或以太网接口或无线网接口。

所述料斗2设置有四个，从而实现长时间的连续工作供尘。

所述扩散管组件8的管道内设有使气流均速、粉尘扩散均匀的圆锥状阻流体。管道配有带万向轮的支架，万向轮与支架螺纹联接，旋转万向轮的丝杆可微调管路中心距的高度，以便管路同心安装；支架配有带刹车万向轮，方便增减管路长度，确定管路长度同心安装好后，将万向轮刹车刹住，保证支架稳固性。喇叭段及其中的阻流体是为了更好地向试验环境均匀扩散粉尘。

粉尘发生装置工作过程：

1.各料斗装入粉尘样品待用；

2.在中控室计算机设置参数；

3.全自动顺序执行(缺省参数状态)：设置(修改)粉尘浓度，单料斗1～4顺序投料，单料斗投料完空腔后自动关闭闸板，同时开启下一个料斗闸板，闸板开口量全开(显示该开口量100％)，料位高度百分比显示，发尘浓度根据粉尘浓度监测仪数据反馈调节螺杆驱动电机的转速，自动控制送料机构发尘量，使发尘浓度趋于稳定，装置处于闭环工作状态。

4.选项、参数设置自动执行：选某个或多个料斗投料，设置各个闸板的开口量(百分比)，计算机界面上人工调节螺杆电机转速，即调节发尘量；显示工作的各料位高度百分比，显示粉尘浓度监测仪的粉尘浓度，装置处于开环状态。

5.在计算机上点击启动按钮，自动工作顺序是先启动风机鼓风，延时10秒启动送料螺杆电机。(先送风，可防止粉尘堵塞管路)

6.当设置的工作程序中，出现料斗空腔，自动报警提示。

7.实验完成后，点击关闭按钮，自动关闭顺序是先关闭送料电机，1分钟后关闭风机。

8.自动切断装置电源。

关键加工与安装：

螺杆、丝杆、传动轴要保证螺杆外圆、两轴承位、连接轴的同轴度要求；

送料机构组件的连接管有12个相贯焊接连接，不得影响螺杆的自由转动，要消除焊接应力变形；

消除整体结构的焊接应力变形；

电机安装应满足螺杆连接轴与电机轴的同轴度要求。闸板机构的插板应调节自如。

管路接头不得有漏风现象。

料位高度(百分比)标定方法：

物料装至料位最高刻度线，料位搅拌传感机构的电机在规定转速下，启动电机，叶轮搅拌运转，记下电机最大工作电流Imax,输入对应料位高度百分比为100％；在料位中间高度处约(50％左右)，启动电机，叶轮搅拌运转，记下电机的工作电流I,输入对应料位的实际高度百分比；在料斗空腔时，启动电机，叶轮搅拌运转，记下电机的工作电流Imin,输入对应料位高度百分比(0)；确认。三点校正，保证料位高度测量的准确度。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种全自动粉尘发生装置，其特征在于，包括机架(1)、料斗(2)、搅拌料位传感机构(3)、闸板机构(4)、机电控制箱(5)以及送料机构，

所述机架(1)上安装有料斗(2)，机架(1)的内部安装有机电控制箱(5)以及送料机构；

所述料斗(2)内填装有粉料，料斗(2)与送料机构之间设置有搅拌料位传感机构(3)和闸板机构(4)；

所述搅拌料位传感机构(3)安装在料斗(2)的底部，用以将料斗(2)内的粉料打散以及检测料斗(2)内粉料料位高度，搅拌料位传感机构(3)将粉料打散方便粉料进入到送料机构内；

所述闸板机构(4)安装在搅拌料位传感机构(3)的下方，用以根据装置的发尘浓度情况调节闸板的开度；

所述机电控制箱(5)包括电源装置、控制器、通信接口以及操作按键，所述电源装置用以给搅拌料位传感机构(3)、闸板机构(4)以及送料机构供电，所述控制器用以控制搅拌料位传感机构(3)、闸板机构(4)以及送料机构，所述通信接口用以与中控室计算机进行通信，所述操作按键用以对装置进行启停操作或粉尘发生操作或粉尘调节操作。

2.根据权利要求1所述的一种全自动粉尘发生装置，其特征在于，所述送料机构包括用以将粉尘吹送出去的风机(6)、用以将多种粉料混合的导风管(7)、用以将粉尘发散出去的扩散管组件(8)、用以将料斗(2)内的粉料输送到导风管(7)内的导尘管，导尘管内设置有送料螺杆(10)，送料螺杆(10)通过送料电机(9)带动，所述导风管(7)一端连接风机(6)，另一端连接扩散管组件(8)。

3.根据权利要求1所述的一种全自动粉尘发生装置，其特征在于，所述搅拌料位传感机构(3)包括搅拌电机(300)，搅拌电机(300)的转轴通过联轴节(302)连接到传动轴(303)，在传动轴(303)上安装有叶轮组件(304)，所述叶轮组件(304)安装在料斗(2)的落料口(200)处，叶轮组件(304)转动，从而将落料口(200)处的粉料打散使其进入到料斗(2)的出料管口(201)。

4.根据权利要求3所述的一种全自动粉尘发生装置，其特征在于，所述搅拌电机(300)通过支撑板(301)安装在机架(1)上，所述传动轴(303)上开设有安装槽(305)，叶轮组件(304)套在传动轴(303)上并通过压紧螺钉(307)插入到安装槽(305)内实现叶轮组件(304)与传动轴(303)的固定连接，所述叶轮组件(304)上等间距的设置有用以打散和输送粉料的叶片(306)。

5.根据权利要求4所述的一种全自动粉尘发生装置，其特征在于，所述搅拌料位传感机构(3)还包括用以采集搅拌电机(300)电流的电流数据采集装置，电流数据采集装置采集搅拌电机(300)的电流。

6.根据权利要求1所述的一种全自动粉尘发生装置，其特征在于，所述闸板机构(4)包括闸板电机支架(400)，闸板电机(401)安装在闸板电机支架(400)上，所述闸板电机(401)的轴连接到螺杆(402)并带动螺杆(402)转动，所述螺杆(402)上套接有沿螺杆直线运动的螺套(403)，所述螺套(403)的下方固定连接有闸板(405)，闸板(405)通过螺杆(402)下方设置的导向块(404)进行导向，闸板(405)在导向块(404)的限定下随螺套(403)的直线运动而运动。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种全自动粉尘发生装置，其特征在于，所述料斗(2)通过底座(202)固定安装在机架(1)上。

8.根据权利要求7所述的一种全自动粉尘发生装置，其特征在于，所述机电控制箱(5)内的电源装置为220V交流市电，所述机电控制箱(5)内的控制器采用PLC控制器，所述机电控制箱(5)内的通信接口采用RS232接口或以太网接口或无线网接口。

9.根据权利要求7所述的一种全自动粉尘发生装置，其特征在于，所述料斗(2)设置有四个，从而实现长时间的连续工作供尘。

10.根据权利要求2所述的一种全自动粉尘发生装置，其特征在于，所述扩散管组件(8)的管道内设有使气流均速、粉尘扩散均匀的圆锥状阻流体。

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