CN220461613U - 一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业除尘技术领域，具体涉及一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置，包括除尘头，除尘头包括壳体，壳体内部设有用于正压腔及用于负压腔，正压腔内部安装有流体振荡器，流体振荡器包括脉冲式流体振荡器及超声波发生器，脉冲式流体振荡器设有两个出口，超声波发生器包括变截面通道，脉冲式流体振荡器的两个出口分别连接一变截面通道；本实用新型在流体振荡器出口能形成速度大小发生周期性振荡变化的激励射流的同时还能产生周期性振荡变化的超声波，两者共同作用使粉尘颗粒从基材表面分离，在吹风口两侧的负压吸尘口能够产生负压气流，将吹离物体表面的灰尘进行吸收，避免粉尘飘散及二次污染。

Description

一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置

技术领域

本实用新型涉及工业除尘技术领域，具体涉及一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置。

背景技术

各种产品在经过各种工序成为产品前，表面或多或少会粘附上周围环境弥漫的或加工时产生的粉尘和杂质，这些粉尘杂质对产品性能的影响不尽相同，有的影响微乎其微，有的则影响巨大。而诸多精密行业的产品行业如芯片、光学玻璃、锂电池极片以及特种薄膜行业则属于后者。这些行业产品对表面洁净度的要求很高，粉尘杂质的存在会严重影响其后续工序的进行，最终对产品良品率和性能造成巨大影响。目前这些行业产品在生产过程中会配备相应的除尘装置，用于各关键工序前后的除尘操作，传统的除尘装备包括毛刷除尘、吹吸风结合式除尘以及超声波除尘，毛刷除尘这种方式除尘效率低，因为有些粉尘粒径十分微小，毛刷难以刷到，同时毛刷有刷伤产品的风险,毛刷的硬度、稠密度、与产品表面的距离等参数很难控制。吹吸风结合的除尘方法通过高速气流将粉尘颗粒吹离产品表面，然后再通过负压吸风系统完成对灰尘颗粒的收集，这种方法对于大粒径粉尘颗粒有较好的除尘效果，但对于较小粒径粉尘颗粒，因为边界层效应，除尘效果并不理想。

非接触式超声波除尘主要是通过高速气流与超声波共同作用于极片表面粉尘，从而使粉尘颗粒脱离产品表面，随后再通过负压吸尘系统将吹离物体表面的粉尘吸收。这种装置的超声波主要是高速气流通过变截面通道(超声波发生器)时发生空腔流激振荡而产生，该装置的气流速度、超声波的频率和强度因预设压力固定而稳定在某一范围内，除尘能力有限。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的除尘设备除尘效率低且除尘能力有限的问题，现提供一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置，包括除尘头，所述除尘头包括壳体，所述壳体内部设有用于吹气的正压腔及用于吸气的负压腔，所述正压腔内部安装有流体振荡器，所述流体振荡器包括相互连通的脉冲式流体振荡器及超声波发生器，所述脉冲式流体振荡器用于产生脉冲气流，其设有一个入口、两个出口及用于使气流从两个出口交替流出的两个反馈通道，所述超声波发生器包括用于产生超声波的变截面通道，所述脉冲式流体振荡器的两个出口分别连接一所述变截面通道，双超声波发生器能产生更强的超声波，比一般只含有单超声波发生器的除尘装置除尘效果好。

工作时，正压气流进入正压腔，经过气流均布板均衡后从入口进入脉冲式流体振荡器，气流进入脉冲式流体振荡器后在康达效应作用下，主射流偏向一侧壁面，一部分流体进入反馈通道，在主流根部积累能量，促使主射流偏转，如此周而复始，在两个出口处产生周期性的高频高速脉冲气流，而高气流在吹出前会经过一段变截面通道，因发生空腔流激振荡会产生超声波。脉冲气流从两个出口喷出并与两束超声波共同作用到物体表面，促使粉尘颗粒脱离基材表面，灰尘颗粒被吹离物体表面后会被负压气流吸收到负压腔。该装置采用非接触式除尘，对基材表面无损伤，安全高效，且流体振荡器的双出口可以对物体表面实现两次清洗，除尘更加彻底，且吸吹一体组合式设计，可实现快速清洗与收集，防止粉尘飘散，造成二次污染。

上述技术方案利用双出口脉冲式流体振荡器与超声波发生器融合，使得在流体振荡器出口能形成速度大小发生周期性振荡变化激励射流的同时还能产生周期性振荡变化的超声波，高频高速脉冲射流与超声波共同作用于基材表面粉尘，能达到更好的除尘效果。

进一步的，所述变截面通道包括中心流道及位于中心流道两侧的若干组间隔分布的空腔，空腔用以产生和加强超声波，当高速气流流经变截面空气流道时，贴近流道两侧壁面的气流在腔口前缘分离形成自由剪切层。剪切层跨出腔口时在腔口前缘产生了一系列的脱落涡，脱落涡以一定的速度不断向下游发展，与空腔后壁相撞产生声波，声波再回传至腔口前缘，同时激发新的脱落涡产生。当腔口前缘的脱落涡频率与后壁反馈的声波频率近似相等时，会在腔内产生一组特定频率的压力振荡，导致强烈的声波产生。这样的数组空腔同时振荡使声波相叠加，导致了声波声压级的进一步增强。

进一步的，所述流体振荡器包括左外壳板、右外壳板及两个端板，四者围合形成一腔体，所述腔体内部依次设有左内分流杆、分流楔及右内分流杆，所述左内分流杆与右内分流杆之间形成有上述入口，左外壳板与左内分流杆之间形成左反馈通道，右外壳板与右内分流杆之间形成右反馈通道，以此形成两个反馈通道，分流楔将腔体分为两个出口及两个变截面通道，整体结构简单、成本低廉且可实现快速拆卸，且可快拆快换不同组件来满足不同工况的除尘需求。

进一步的，所述除尘装置还包括集尘器及用于连接集尘器与除尘头的管道，所述管道包括正压管道及负压管道，且集尘器内置风机，具有正压吹气与负压吸气功能，同时集尘器内置过滤装置，能够对吸收的气体进行过滤，过滤后的气流会进入风机随后经正压管道进入除尘头，集尘器控制系统由PLC、变频器以及触摸屏组成，控制系统用于控制电机启停、转速以及处理传感器信号并进行显示。正压管道及负压管道均安装有压力及风速传感器，用于监测吸入和排出气流的压力及流量。所述正压腔与正压管道通过正压气流连接管连通，所述负压腔与负压管道通过负压气流连接管连通；工作时正压气流依次经过正压管道及正压气流连接管后进入正压腔，然后在流体振荡器的作用下形成速度大小发生周期性振荡变化激励射流以及周期性振荡变化的超声波，两者共同作用，促使粉尘颗粒脱离基材表面，灰尘颗粒被吹离物体表面后会被除尘头两侧吸风口的负压气流吸收到负压腔，随后经负压气流连接管以及负压管道进入到集尘器完成回收。

进一步的，所述负压腔远离负压气流连接管的一端设有两个吸风口，两个吸风口位于正压腔的两侧且两个吸风口相互靠拢，向中心部位倾斜的两个吸风口可更好的吸收中间部分的含尘气流。

进一步的，所述正压腔顶部盖设有正压腔盖板且两者之间设有正压腔密封垫，所述负压腔顶部盖设有负压腔盖板且两者之间设有负压腔密封垫。

进一步的，所述除尘装置还包括用于安装除尘头的固定装置。

进一步的，所述固定装置包括支架，所述支架两侧分别安装有一连接板，每个连接板上均安装有固定板，每个固定板均通过气缸安装板安装有一气缸，所述除尘头位于两个气缸之间，通过气缸可调节除尘头的高度，且所述支架两侧分别安装有一手轮。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种能够产生高频高速脉冲射流与超声波的吹吸一体式除尘装置，该装置能在流体振荡器出口能形成速度大小发生周期性振荡变化的激励射流的同时还能产生周期性振荡变化的超声波。超声波能够对基材表面粉尘产生力的作用，同时还能削弱气流边界层对超细微粉尘的保护作用，而高频高速脉冲射流能对基材表面粉尘颗粒进行不断的冲击清洗的，两者共同作用使粉尘颗粒从基材表面分离，在吹风口两侧的负压吸尘口能够产生负压气流，将吹离物体表面的灰尘进行吸收，避免粉尘飘散及二次污染。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为除尘头的结构示意图。

图3为除尘头的内部结构示意图；

图4为流体振荡器的结构示意图；

图5为固定装置的结构示意图。

附图标记

1、集尘器；2、管道；3、固定装置；4、除尘头；5、壳体；6、负压气流连接管；7、正压气流连接管；8、负压腔盖板；9、负压腔密封垫；10、正压腔盖板；11、正压腔密封垫；12、左外壳板；13、右外壳板；14、左内分流杆；15、右内分流杆；16、分流楔；17、端板；18、气缸；19、气缸安装板；20、固定板；21、支架；22、手轮；23、连接板；24、吸气口；25、脉冲式流体振荡器；26、超声波发生器。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

如图1-5所示，本实施例是一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置，包括集尘器1、除尘头4、用于安装除尘头4的固定装置3及用于连接集尘器1与除尘头4的管道2，所述管道2包括正压管道及负压管道；

集尘器1内置风机，具有正压吹气与负压吸气功能，同时集尘器1内置过滤装置，能够对吸收的气体进行过滤，过滤后的气流会进入风机随后经正压管道进入除尘头4，集尘器1控制系统由PLC、变频器以及触摸屏组成，控制系统用于控制电机启停、转速以及处理传感器信号并进行显示。正压管道及负压管道均安装有压力及风速传感器，用于监测吸入和排出气流的压力及流量。

所述除尘头4包括壳体5，所述壳体5内部设有用于吹气的正压腔及用于吸气的负压腔，所述正压腔顶部盖设有正压腔盖板10且两者之间设有正压腔密封垫11，所述负压腔顶部盖设有负压腔盖板8且两者之间设有负压腔密封垫9。所述正压腔与正压管道通过正压气流连接管7连通，所述负压腔与负压管道2通过负压气流连接管6连通。所述正压腔内部安装有流体振荡器，所述流体振荡器包括相互连通的脉冲式流体振荡器25及超声波发生器26，所述脉冲式流体振荡器25用于产生脉冲气流，其设有一个入口、两个出口及用于使气流从两个出口交替流出的两个反馈通道，所述超声波发生器26包括用于产生超声波的变截面通道，所述脉冲式流体振荡器25的两个出口分别连接一所述变截面通道，双超声波发生器26能产生更强的超声波，比一般只含有单超声波发生器的除尘装置除尘效果好。所述负压腔远离负压气流连接管6的一端设有两个吸风口24，两个吸风口24位于正压腔的两侧且两个吸风口24相互靠拢，向中心部位倾斜的两个吸风口24可更好的吸收中间部分的含尘气流。

所述流体振荡器包括左外壳板12、右外壳板13及两个端板17，四者围合形成一腔体，所述腔体内部依次设有左内分流杆14、分流楔16及右内分流杆15，所述左内分流杆14与右内分流杆15之间形成有上述入口，左外壳板12与左内分流杆14之间形成左反馈通道，右外壳板13与右内分流杆15之间形成右反馈通道，以此形成两个反馈通道，且分流楔16将腔体分为两个出口及两个变截面通道。流体振荡器整体结构简单、成本低廉且可实现快速拆卸，且可快拆快换不同组件来满足不同工况的除尘需求。

所述变截面通道包括中心流道及位于中心流道两侧的若干组间隔分布的空腔，空腔用以产生和加强超声波，当高速气流流经变截面空气流道时，贴近流道两侧壁面的气流在腔口前缘分离形成自由剪切层。剪切层跨出腔口时在腔口前缘产生了一系列的脱落涡，脱落涡以一定的速度不断向下游发展，与空腔后壁相撞产生声波，声波再回传至腔口前缘，同时激发新的脱落涡产生。当腔口前缘的脱落涡频率与后壁反馈的声波频率近似相等时，会在腔内产生一组特定频率的压力振荡，导致强烈的声波产生。这样的数组空腔同时振荡使声波相叠加，导致了声波声压级的进一步增强。

工作时正压气流依次经过正压管道及正压气流连接管7后进入正压腔，经过气流均布板均衡后从入口进入脉冲式流体振荡器25，气流进入脉冲式流体振荡器25后在康达效应作用下，主射流偏向一侧壁面，一部分流体进入反馈通道，在主流根部积累能量，促使主射流偏转，如此周而复始，在两个出口处产生周期性的高频高速脉冲气流，而高气流在吹出前会经过一段变截面通道，因发生空腔流激振荡会产生超声波。脉冲气流从两个出口喷出并与两束超声波共同作用到物体表面，促使粉尘颗粒脱离基材表面，灰尘颗粒被吹离物体表面后会被除尘头4两侧吸风口24的负压气流吸收到负压腔，随后经负压气流连接管6以及负压管道进入到集尘器1完成回收。

固定装置3包括支架21，所述支架21两侧分别安装有一连接板23，每个连接板23上均安装有固定板20，每个固定板20均通过气缸安装板19安装有一气缸18，所述除尘头4位于两个气缸18之间，通过气缸18可调节除尘头4的高度，且所述支架21两侧分别安装有一手轮22。

工作原理：

工作时除尘头4被固定到固定装置3上并放置于待清洗物体表面上方，调节除尘头4喷出口距离物体表面的高度为2-5mm，随后通过管道2将除尘头4与集尘器1连接，开启集尘器1后调节风机转速从而使正压管道及负压管道内气流流速和压力达到预设值，便可开始正常除尘操作，工作时该除尘头4固定不动，待清洁物体移动，可应用场景有薄膜、极片、硅片生产线等。流体振荡器出口喷出的高频高速气流与超声波协同作用，将待清洁基材表面粉尘吹起后，除尘头4两侧负压吸风口24会将携带灰尘颗粒的气流吸收，并通过管道2输送至集尘器1进行过滤，达到对灰尘的清洗与收集，在实现物体清洁的同时，避免对周围环境造成污染。双出口振荡器出口的气流速度、气流振荡频率、超声波频率、超声波强度可通过改变正压管道风速、压力以及更改振荡器各部件尺寸来解决。实际应用中除尘头4中所包含的双流体振荡器可实现快速拆换，搭配集尘器1风机频率的改变，可以满足不同应用要求。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置，其特征在于：包括除尘头(4)，所述除尘头(4)包括壳体(5)，所述壳体(5)内部设有用于吹气的正压腔及用于吸气的负压腔，所述正压腔内部安装有流体振荡器，所述流体振荡器包括相互连通的脉冲式流体振荡器(25)及超声波发生器(26)，所述脉冲式流体振荡器(25)设有一个入口、两个出口及用于使气流从两个出口交替流出的两个反馈通道，所述超声波发生器(26)包括用于产生超声波的变截面通道，所述脉冲式流体振荡器(25)的两个出口分别连接一所述变截面通道。

2.根据权利要求1所述的一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置，其特征在于：所述变截面通道包括中心流道及位于中心流道两侧的若干组间隔分布的空腔。

3.根据权利要求1所述的一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置，其特征在于：所述流体振荡器包括左外壳板(12)、右外壳板(13)及两个端板(17)，四者围合形成一腔体，所述腔体内部依次设有左内分流杆(14)、分流楔(16)及右内分流杆(15)，所述左内分流杆(14)与右内分流杆(15)之间形成有上述入口，左外壳板(12)与左内分流杆(14)之间形成左反馈通道，右外壳板(13)与右内分流杆(15)之间形成右反馈通道，以此形成两个反馈通道，分流楔(16)将所述腔体分为两个出口及两个变截面通道。

4.根据权利要求1所述的一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置，其特征在于：所述除尘装置还包括集尘器(1)及用于连接集尘器(1)与除尘头(4)的管道(2)，所述管道(2)包括正压管道及负压管道，且所述正压腔与正压管道通过正压气流连接管(7)连通，所述负压腔与负压管道通过负压气流连接管(6)连通。

5.根据权利要求4所述的一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置，其特征在于：所述负压腔远离负压气流连接管(6)的一端设有两个吸风口(24)，两个吸风口(24)位于正压腔的两侧且两个吸风口(24)相互靠拢。

6.根据权利要求1所述的一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置，其特征在于：所述正压腔顶部盖设有正压腔盖板(10)且两者之间设有正压腔密封垫(11)，所述负压腔顶部盖设有负压腔盖板(8)且两者之间设有负压腔密封垫(9)。

7.根据权利要求1所述的一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置，其特征在于：所述除尘装置还包括用于安装除尘头(4)的固定装置(3)。

8.根据权利要求7所述的一种基于脉冲射流与超声波协同作用的除尘装置，其特征在于：所述固定装置(3)包括支架(21)，所述支架(21)两侧分别安装有一连接板(23)，每个连接板(23)上均安装有固定板(20)，每个固定板(20)均通过气缸安装板(19)安装有一气缸(18)，所述除尘头(4)位于两个气缸(18)之间，且所述支架(21)两侧分别安装有一手轮(22)。