CN220932722U - 一种圆筒过滤器可靠性测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其包括发尘混合段，测试主体段，计量段，风机和计算机控制系统；发尘混合段用于将尘源均匀的输入到测试主体段内；测试主体段包括测试箱体，测试箱体分隔为左箱室和右箱室，左箱室内安装待测过滤器，并且左箱室上设有上游采样口以及进气口，所述右箱室内安装有光度计、照明系统和反吹管，并且右箱室上设有下游采样口以及出气口；计量段用于计算检测出设备运行风量；风机设于末端，其与计量段下方通过风管相连接；计算机控制系统用于控制整个测试装置的运行及数据采集。本实用新型可实现动态性能测试和可靠性测试，通过测定圆筒过滤器的过滤和使用性能，为圆筒过滤器的选型和运行工况提供参考。

Description

一种圆筒过滤器可靠性测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种圆筒过滤器可靠性测试装置，属于空气净化技术领域。

背景技术

随着人们环保意识的增强和国家法律法规的不断完善，空气质量要求越来越高，空气过滤行业在国内市场一直保持着高速发展。在线式可清洁圆筒型过滤器是常用的空气净化过滤器之一，可以有效地清除空气中的粉尘、颗粒物和其他污染物。

圆筒过滤器在实际工作中会有效的吸收粉尘或颗粒物，一般情况下，其过滤精度可以达到0.3微米左右，这个精度已经足够过滤掉大部分的颗粒物和尘埃，可以满足大部分行业的使用要求。但是这些粉尘、颗粒物在过滤介质表面上或多或少地迅速形成尘饼，为了维持过滤过程，需要通过脉冲喷吹定期将其从滤筒上清除。尽管已经对过滤器和脉冲清洗系统的运行条件和设计以及过滤介质的设计和选择进行了广泛的调查，圆筒过滤器的选型和运行工况仍然广泛地基于在工业规模的装置或工厂中获得的经验数据。

目前，国内针对过滤器在运行中长期特性(过滤和清洁行为)的评价，对于圆筒过滤器的开发商和制造商和过滤装置的生产者和用户而言，仍然是一个主要问题。因此，需要改进表征和评价在线可清洁过滤器的测试方法。这一需求涉及到圆筒过滤器长期运行中一些特性陈述的数据，而过滤器制造商提供的经验数据并不能完全反映滤料在实际使用生命周期内的性能，而且针对滤料空吹老化测试的研究极少，市面上也缺乏相应的测试设备，有测试需求的企业一般进行非标定制。因此本测试装置的目的是为该类过滤器提供一种可参考的动态性能测试(发尘和反吹测试)和可靠性测试(加速和老化测试)方法，用于测定使用试验粉尘的工业脉冲清洗除尘器(主要是圆筒过滤器)的过滤和使用性能，为圆筒过滤器的选型和运行工况提供参考。

当前相似测试装置较少，申请号CN201910492578.6的专利提出一种自洁式空气过滤器的自洁效果测试台，借助该测试台，可测试空气过滤器在大气尘下和试验尘下自洁效果，检验空气过滤器在应用场所的适用性，确定高湿度环境下最佳的脉冲气流压力、宽度和幅度，低性能测试强度。但是该装置无法进行长时间自动发尘，所以无法进行空气过滤器老化测试，无法测算过滤器在正常使用寿命下的总容尘量。申请号CN200610013370.4的专利提出一种最易穿透粒径空气过滤纸性能测试台，可测量多个过滤器的滤纸效率和阻力，但该装置无法对过滤器进行各种性能测试，无法为过滤器的选型和运行工况提供参考。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种圆筒过滤器可靠性测试装置，可实现动态性能测试(发尘和反吹测试)和可靠性测试(加速和老化测试)，通过测定使用试验粉尘的工业脉冲清洗除尘器(主要是圆筒过滤器)的过滤和使用性能，为圆筒过滤器的选型和运行工况提供参考。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其包括发尘混合段，测试主体段，计量段，风机和计算机控制系统；

所述发尘混合段用于将尘源均匀的输入到测试主体段内；

所述测试主体段包括测试箱体，所述测试箱体分隔为左箱室和右箱室，所述左箱室内安装待测过滤器，并且左箱室上设有上游采样口以及与混合段相连通的进气口，所述右箱室内安装有光度计、照明系统和反吹管，并且右箱室上设有下游采样口以及与计量段相连通的出气口；

所述计量段用于计算检测出设备运行风量；

所述风机设于末端，其与计量段下方通过风管相连接；

所述计算机控制系统用于控制整个测试装置的运行及数据采集。

进一步的，所述发尘混合段包括上料装置、喂尘器、气流喷嘴、进尘管和混合管段，所述上料装置的出口端对接所述喂尘器的进口端，喂尘器的出口端设有所述气流喷嘴，气流喷嘴的出气口通过进尘管连接混合管段。

更进一步的，所述混合管段包括圆形前置管道和变径管道，其架设在测试箱体前端，用于进气发尘混合，所述变径管道末端对接测试箱体的进气口。

更进一步的，所述变径管道的话末端设有压差传感器。

进一步的，所述上游采样口安装在待测过滤器上端，所述下游采样口安装在反吹管上端，其用于记录上下游粉尘浓度变化。

进一步的，所述照明系统安装在右箱室上端，用于观察除尘过滤器是否存在破损与泄漏；所述光度计安装在反吹管上方且靠近测试箱体出气口处，用于进行粉尘粒径范围的测量，记录PM1、PM2.5、PM10对应的尺寸分离质量分数浓度。

进一步的，所述反吹管连接设置于测试箱体外的反吹系统并通过反吹阀控制通断，反吹管的出口气正对待测过滤器的出气口。

进一步的，所述左箱室的底部设置有用于收集反吹粉尘或自动滑落粉尘的集尘兜。

进一步的，所述计量段包括计量箱体，在计量箱体的顶部设有粉尘过滤器，同时在粉尘过滤器的下方计量箱体内设有计量传感器和流量调节喷嘴。

进一步的，所述计算机控制系统同时远程通信连接物联网远程监控平台，物联网远程监控平台采集测试装置数据实现测试台运行状态感知、故障诊断与远程控制。

本实用新型的有益效果如下：

(1)本装置的测试管段采用前置管道和变径管道，对于不同粉尘和试验风量均可稳定送尘，且在一定压力下不易发生变形，模拟圆筒过滤器在各种实际工况下容尘和反吹的表现，便于分析圆筒过滤器在不同工况下的性能差异。

(2)本装置的发尘混合段采用上料装置和喂尘器的组合，可在无人操作的情况下，实现连续48h内的自动发尘，完成动态性能或可靠性测试，反映滤料在实际使用生命周期内的性能，为圆筒过滤器的选型和运行工况提供参考。

(3)本发明采用计量传感器控制各滤料测试单元，可自动监测过滤器的压差变化以及上下游浓度变化的运行情况，算出全寿命期内过滤器的总容尘量，可以快速观察产品在使用后期阻力和状态的表现，对于预先判断产品可能存在的问题具有一定的指导意义。

(4)本装置建立物联网远程监控系统，根据实验情况调节测试风量和发尘浓度到合适的数值，保持实验稳定，实现测试装置运行状态感知、故障诊断与远程控制等功能。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本圆筒过滤器可靠性测试装置的整体结构示意图；

图2是本圆筒过滤器可靠性测试装置的测试主体段结构示意图；

图3是本圆筒过滤器可靠性测试装置的发尘混合段结构示意图。

图中标记为：1-上料装置，2-喂尘器，3-气流喷嘴，4-进尘管，5-前置管道，6-变径管道，1-压差传感器，8-采样口，9-待测过滤器，10-光度计，11-照明系统，12-反吹管，13-反吹系统，14-反吹阀，15-集尘兜，16-计量传感器，17-流量调节喷嘴，18-粉尘过滤器，19-风机，20-计算机控制系统，21-物联网远程监控平台，22-气体管道。

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至3所示，一种圆筒过滤器可靠性测试装置，该装置主要包含以下几个部分：

1.物联网远程监控平台21：采用物联网技术远程通信连接计算机控制系统，采集测试装置数据实现测试台运行状态感知、故障诊断与远程控制等功能。

2.计算机控制系统20：控制整个测试装置的运行及数据采集，包括计算机/触摸屏、电气控制系统、软件操作系统，计量段与计算机控制系统通信连接。

3.气体管道22：为发尘、反吹测试提供源源不断的气流，分别连接到气流喷嘴和反吹阀，用于发尘段测试和反吹测试提供气流。

4.发尘混合段：发尘段用于将尘源均匀的输入到测试主体段内，发尘混合段包含上料装置1、喂尘器2、气流喷嘴3、进尘管4和混合管段，将发尘料装入上料装置，喂尘器连带设有皮带输送装置和气流喷吹口可将粉尘释放到混合管段内，由顶部喷吹口释放气流吹扫底部的灰尘并在腔体内形成粉尘云，粉尘云会被腔体侧面的压缩气流带走释放到测试风道内，实现发尘动作，上料装置可以添加50L的测试尘，通过管道按一定流速流入喂尘器，可实现连续48h内的自动发尘，其中混合管段包括圆形前置管道5和变径管道6，其架设在测试台前端，用于进气发尘混合，调节前置管道和变径管道的直径，可以调节所需的测试风量。

5.测试主体段：主体段包括测试箱体，由4040铝型材制成，测试箱体分隔为左箱室和右箱室，左箱室内安装待测过滤器并与混合段相连通，右箱室与计量段相连通；同时主体段还包括测试段压差传感器7、采样口8、待测过滤器9、光度计10、照明系统11、反吹管12、反吹系统13、反吹阀14、集尘兜15等；当压差传感器7检测到的压差超过某一设定值时输出压差信号，此时启动脉冲反吹阀14，洁净的压缩空气由阀口喷出进行反吹，引射气流对滤筒进行吹扫直到压差低于另一设定值时才停止；压差传感器7应安装在较高的位置，远离发动机上的高电压线缆和设备，同时避免曝露在过高温度环境下，所以其安装在变径管道末端，型号可采用EB3351N-D，当压力测试环达到预设的压差后将进行反吹；采样口8分为上下游采样口，上游采样口安装在圆筒过滤器上端，下游采样口安装在反吹管段上端，记录上下游粉尘浓度变化；待测过滤器9安装在三角形支架上，三角支架前端安装螺栓螺母，除尘过滤器安装好，用圆盘旋转螺母固定过滤器；光度计10安装在靠近出气口处，用光度计10进行粉尘粒径范围的测量，记录PM1、PM2.5、PM10对应的尺寸分离质量分数浓度；照明系统11安装在右箱室上方，用于观察除尘过滤器是否存在破损与泄漏；反吹阀打开后，压缩空气源的压缩空气经过反吹管进入到除尘过滤器中，压缩空气在过滤介质中产生强大的冲击力，将附着在除尘过滤器上的除尘颗粒击散；反吹的粉尘由集尘兜15收集，集尘兜15安装在测试段的最底部，当粉尘进入到测试段后，反吹未进入过滤器的粉尘在重力作用下自动滑落到集尘兜，避免粉尘散落到大气环境中。

6.计量段：计量段为风量测试，用于计算检测出设备运行风量，包括计量传感器16、流量调节喷嘴17、粉尘过滤器18。

(a)计量传感器16：该传感器用于检测各种测试数据，与计算机系统连接，安装在计量段的中间位置，方便接收各种传感信号，其组成包括喷嘴前端压差传感器、温湿度传感器、大气压传感器、喷嘴后端压差传感器、滤筒前后压差传感器。

(b)流量调节喷嘴17：由垂直于轴线的入口平面部分、圆弧形曲面和所构成的入口收缩部分、圆筒形喉部和为防止边缘损伤所需的保护槽组成，安装在传感器的上端，用于调节测试粉尘流量；当粉尘流经管道内的节流装置时，粉尘将在节流件处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生了压力降，即压差，粉尘流动的流量越大，在节流件前后产生的压差就越大，所以可以通过测量压差来衡量粉尘流量的大小。

(c)粉尘过滤器18：安装在计量段整体的最顶端，用于收集发尘过程中渗透过待测除尘过滤器的粉尘，避免粉尘从风机口直接排出。

7.风机19：与计量段下方通过PU聚氨酯风管相连接，为整体设备提供动力输出，测试风道应采用负压抽风形式的运行方式，风机口摆放一个圆筒过滤器，使得最后排出的气体中粉尘含量降到最低。

本圆筒过滤器可靠性测试装置的工作过程分为动态性能测试和可靠性测试，详细过程分别如下：

一、动态性能测试：

初始发尘测试，此阶段为第一阶段测试，主要记录产品从初始阻力升至预设阻力后的再持续按需进行发尘的表现。其步骤如下：①将除尘过滤器安装到测试台，根据测试申请人的要求，通过压差测试环显示在计算机的数据设定好反吹压差限值；②调整变径管道的直径以此达到测试风量值，此时开启风机；③打开发尘系统，测试前调整好气流喷嘴的阀门长度达到预定的发尘浓度，根据上下游采样口记录粉尘浓度变化，光度计可以精确计算出粉尘粒径，从而得知该种工况下的粉尘特点，④持续发尘直至过滤器达到设定的阻力值，并记录达到设定阻力的时间；⑤继续发尘达到4h后暂停发尘，根据计算机里测试数值记录整个过程的过滤器阻力变化及发尘量，同时根据观察窗口和照明系统可观测到待测过滤器的实时测试工况，是否存在破损的情况。

2、持续反吹及发尘测试，在第一阶段测试结束后，可以立即开展该测试，主要记录高频次连续反吹下的过滤器阻力表现。其步骤如下：①根据需求者要求进行反吹间隔设定(根据压差测试环记录数据达到预设阻力后自动开启反吹)，开启发尘装置，保持发尘浓度与第一阶段的发尘浓度一致；②打开风机，喂尘器由一个容积为50L的上料装置和容积2L的搅拌器组成，搅拌器连带设有皮带输送装置和气流喷吹口，喷吹压力、阀门释放长度和阀门释放间隔均可调，由顶部喷吹口释放气流吹扫底部的灰尘并在腔体内形成粉尘云，粉尘云会被腔体侧面的压缩气流带走释放到测试风道内，实验持续进行达24h后暂停发尘和反吹，记录整个过程的过滤器阻力变化及发尘量，同时根据观察窗口和照明系统可观测到待测过滤器的实时测试工况，是否存在破损的情况；③测试期间根据压差测试环的数据和计量喷嘴数据记录总的发尘量及上下游的粒子浓度，并根据计算机显示数据监测过滤器的阻力变化。

3、最终发尘与反吹测试，此阶段根据阻力设定要求进行反吹，主要记录在高频反吹后，过滤器恢复到采用阻力极限值反吹时的表现。其步骤如下：①将脉冲反吹设定调整为根据阻力要求进行反吹，打开反吹阀开启反吹系统；②按照第一阶段的发尘浓度设定，打开发尘设备，开始记录发尘量；③测试需要持续进行24h，期间记录发尘量，监测过滤器的阻力变化；④实验结束后关闭发尘器，关闭反吹系统及风机，在计算机里记录好数据以及在观察窗里过滤器状态。

二、可靠性测试：该测试主要用于评估产品在压缩的时间内或接近实际使用的时间内，产品的整体稳定性和可靠性的表现。

1、加速实验，根据过滤器预计寿命，按照标准通风量及单位时间和风量下的粉尘处理量，系统自动算出全寿命期内的总粉尘量，然后通过使用增加风量或增加单位时间内的发尘量，来压缩整体实验时长，提高效率。其步骤如下：①确定过滤器的更换周期和标准通风量以及单位风量下需要处理的粉尘浓度，输入到计算机，系统自动算出过滤器全寿命周期处理粉尘总量；②设定发尘器的发尘浓度和需要采用的通风量，输入到计算机，系统自动算出需要实验的时间；③安装好过滤器，设定好增加后的风量和发尘浓度后，开启风机进行测试；④测试过程中应实时记录过滤器的阻力变化，计量喷嘴和传感器自动监测上下游的颗粒物浓度变化，数据实时显示在计算机中，同时根据照明系统和观察窗口判断过滤器是否在实验过程中出现泄漏或者破损；⑤待实验测试达到设定的时间后，终止实验，通过过滤器观察和数据分析，得出相应的结论。

2、老化测试，实时观测过滤器的压差变化以及上下游浓度变化，主要判断过滤器是否在实验过程中出现泄漏，反映滤料在实际使用生命周期内的性能。其步骤如下：①确定实验时间、实验风量、脉冲宽度、脉冲间隔、发尘浓度等信息；②按照实验要求设定相关参数，设置触发反吹的阻力条件后，当传感器检测到滤筒的阻力达到设定值后，便开始进行反吹，当滤筒长时间处于终阻力状态下，系统不会停止运行，将会保持每隔2min/次进行滤筒反吹，此时启动发尘器和风机，进行实验；③测试过程中应实时记录过滤器的阻力变化，计量喷嘴和传感器自动监测上下游的颗粒物浓度变化，数据实时显示在计算机中，同时根据照明系统和观察窗口判断过滤器是否在实验过程中出现泄漏或者破损；④待实验测试达到设定时间后，终止实验，通过过滤器观察和数据分析，得出相应的结论。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本实用新型的保护范围内。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其特征在于，包括发尘混合段，测试主体段，计量段，风机和计算机控制系统；

所述发尘混合段用于将尘源均匀的输入到测试主体段内；

所述测试主体段包括测试箱体，所述测试箱体分隔为左箱室和右箱室，所述左箱室内安装待测过滤器，并且左箱室上设有上游采样口以及与混合段相连通的进气口，所述右箱室内安装有光度计、照明系统和反吹管，并且右箱室上设有下游采样口以及与计量段相连通的出气口；

所述计量段用于计算检测出设备运行风量；

所述风机设于末端，其与计量段下方通过风管相连接；

所述计算机控制系统用于控制整个测试装置的运行及数据采集。

2.根据权利要求1所述的一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其特征在于，所述发尘混合段包括上料装置、喂尘器、气流喷嘴、进尘管和混合管段，所述上料装置的出口端对接所述喂尘器的进口端，喂尘器的出口端设有所述气流喷嘴，气流喷嘴的出气口通过进尘管连接混合管段。

3.根据权利要求2所述的一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其特征在于，所述混合管段包括圆形前置管道和变径管道，其架设在测试箱体前端，用于进气发尘混合，所述变径管道末端对接测试箱体的进气口。

4.根据权利要求3所述的一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其特征在于，所述变径管道的话末端设有压差传感器。

5.根据权利要求1所述的一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其特征在于，所述上游采样口安装在待测过滤器上端，所述下游采样口安装在反吹管上端，其用于记录上下游粉尘浓度变化。

6.根据权利要求1所述的一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其特征在于，所述照明系统安装在右箱室上端，用于观察除尘过滤器是否存在破损与泄漏；所述光度计安装在反吹管上方且靠近测试箱体出气口处，用于进行粉尘粒径范围的测量，记录PM1、PM2.5、PM10对应的尺寸分离质量分数浓度。

7.根据权利要求1所述的一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其特征在于，所述反吹管连接设置于测试箱体外的反吹系统并通过反吹阀控制通断，反吹管的出口气正对待测过滤器的出气口。

8.根据权利要求1所述的一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其特征在于，所述左箱室的底部设置有用于收集反吹粉尘或自动滑落粉尘的集尘兜。

9.根据权利要求1所述的一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其特征在于，所述计量段包括计量箱体，在计量箱体的顶部设有粉尘过滤器，同时在粉尘过滤器的下方计量箱体内设有计量传感器和流量调节喷嘴。

10.根据权利要求1所述的一种圆筒过滤器可靠性测试装置，其特征在于，所述计算机控制系统同时远程通信连接物联网远程监控平台，物联网远程监控平台采集测试装置数据实现测试台运行状态感知、故障诊断与远程控制。