一种能够对滤过性变差进行报警的微动力除尘装置及方法

摘要

本发明涉及一种针对皮带输送物料过程中可以对滤过性变差导致粉尘泄露进行报警的工业除尘器。在壳体的顶部装有吸尘风机，内部制有环绕一周的支撑台，在支撑台上方置有滤袋固定平板，在滤袋固定平板上开有排列为方阵的圆孔，在圆孔处焊有弹簧骨架，在弹簧骨架上包裹有滤袋，在吸尘风机的下侧固定有屏蔽体及α探测器，在屏蔽体内部装有α射线源，屏蔽体开有准直孔，准直孔的方向正对着α探测器的灵敏区域。本发明通过α射线源与α探测器的配合，对除尘器内经过过滤后的空气中所裹挟粉尘的多少进行检测，并以此为依据，当满足系统内设定的条件时，停止系统的运转，并及时报警。

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业除尘装置及方法，具体说是涉及一种皮带输送物料过程中的除尘装置及方法。

背景技术

工矿企业中，很多物料需要由皮带长距离输送，因为皮带长度有限，而且一条皮带只能直线方向输送，因此在实际中往往需要数条皮带进行多级转运。为避免、消除各级转运过程中产生的浓重粉尘，均采用各种除尘设备，主要包括滤袋式除尘器、高压静电式除尘器、水浴式除尘器等。由于高压静电式除尘器及水浴式除尘器的具体工作方式，使得应用领域狭窄，目前适用领域最为广泛的就是滤袋集尘配合抽风机的微动力除尘器。微动力除尘器相比无动力除尘器具有更好的除尘效果，但是整个除尘装置要求滤过性很好，而一旦发生滤袋破损导致除尘效果失灵时，很难被工人观测到，而粉尘被抽风机的作用下直接排走，反而会对环境造成更大的危害。

发明内容

本发明针对现有工业微动力除尘器的缺陷，提出一种针对皮带输送物料过程中可以对滤过性变差导致粉尘泄露进行报警的工业除尘器。

本发明所采用的技术方案是：

在壳体1的顶部装有吸尘风机5，在壳体1的内部制有环绕一周的支撑台3，在支撑台3上装有密封减振胶垫4，在密封减振胶垫4的上方置有滤袋固定平板2，滤袋固定平板2将壳体1的内部空间分为上下二部分，并在适当外力作用下能够保证滤袋固定平板2与壳体1之间形成相对位移。在滤袋固定平板2上开有排列为方阵的圆孔，在圆孔处焊有弹簧骨架7，弹簧骨架7在外力作用下可伸缩、摇摆，在弹簧骨架7上包裹有滤袋6，滤袋6的材质为覆膜针刺毡，透气但不透灰，滤袋6的开口与滤袋固定平板2成无缝隙固定连接。在吸尘风机5的下侧固定有屏蔽体10及α探测器13，屏蔽体10与α探测器13之间的间距是2厘米，在屏蔽体10内部装有α射线源12，屏蔽体10开有准直孔11，准直孔11的方向正对着α探测器13的灵敏区域。

在壳体1的外侧装有震打电机8，震打电机8的轴穿过壳体1进入到壳体1内部的上层空间，震打电机8的轴穿过壳体1处采用胶垫密封，在震打电机8的轴另一端装有偏心轮9，当震打电机8转动时，能够带动偏心轮9旋转，不停敲打滤袋固定平板2。装置上的电气设备通过线缆与控制箱14联接，控制箱14通过线缆与警报器15联接。

壳体1安装在皮带架的上方，在壳体1顺着皮带输送方向的前后敞口上制有软帘，并可以与无动力除尘器相连接在一起使用。

控制箱14为吸尘风机5、震打电机8、α探测器13、警报器15提供工作电源；控制箱14可以调节、控制吸尘风机5及震打电机8的转速；控制箱14接收α探测器13的检测结果信号，α探测器13的检测结果信号为与单位时间内辐射到α探测器13的α射线强度呈正比关系的计数率。

通过控制箱14的控制，吸尘风机5与震打电机8采用相互间歇式工作。当吸尘风机5工作时，使壳体1内下部空间的空气由滤袋6的过滤并经滤袋固定平板2的圆形开孔进入到壳体1的上部空间，在该过程中，滤袋6会将空气中裹挟的大量粉尘过滤。

当吸尘风机5工作一段时间后，停止吸尘风机5的运转。然后震打电机8开始工作，带动偏心轮9的转动，不停对滤袋固定平板2进行敲打，使附着于滤袋6外表面的粉尘由于振动达到脱离滤袋6外表面的效果。当被振打下来的粉尘自然沉降一段时间后，吸尘风机5再次开始工作，并重复上述过程。

而在整个系统的工作过程中，一旦滤袋6发生破损或其它使滤过性变差的原因而导致粉尘进入到壳体1内上部空间，则会弥漫至屏蔽体10与α探测器13之间的间隙中，对α射线源12所辐射的α射线起到相应的遮挡作用，因此可以通过控制箱14根据α探测器13的探测结果来判断壳体1内上部空间的粉尘情况，可以在控制箱14的程序中设置合适的报警敏感系数A，A的取值范围为0≤A≤1，A取值越大则报警越敏感，当α探测器13的探测结果满足相应的条件时，控制箱14则立刻停止吸尘风机5与震打电机8的运转，并控制警报器15进行报警。

根据α探测器13探测到的α射线强度来判断报警的条件为若满足下式则报警：

式中：N_bd是当没有α射线源12时α探测器13所探测到的环境本底计数率，N_k是当有α射线源12但没有粉尘时α探测器13所探测到的计数率；N_m为在皮带正常输送物料的状态下，整个装置在有α射线源12并拆掉滤带6的条件下运转时α探测器13所探测到的计数率；N_t为系统工作时α探测器13实时检测到的计数率，A为报警敏感系数，取值范围是0≤A≤1，取值越大则报警越敏感；其中N_bd、N_k、N_m可以在系统投入使用前通过实际测量获得，A可以在实际应用过程中根据经验逐步调整并直至达到一个满意的效果为止。

 本发明的有益效果是：当微动力除尘器在工作时，如果发生滤袋破损等故障导致滤过性变差的后果发生时，系统能够及时检测到，控制整个系统停止除尘动作并立刻报警，防止污染的扩大。 

附图说明

图1是本发明的装置结构图

图2是本发明的电控系统框图

图中：1 壳体，2 滤袋固定平板，3 支撑台，4 密封减振胶垫，5 吸尘风机，6 滤袋，7 弹簧骨架，8 震打电机，9 偏心轮，10 屏蔽体，11 准直孔，12 α射线源，13 α探测器，14 控制箱，15 警报器。

具体实施方式

结合附图详细说明本发明的装置结构和使用方法。

如图1所示，在皮带架上装有壳体1，壳体1的顶部装有吸尘风机5，在壳体1的内部制有环绕一周的支撑台3，在支撑台3上装有密封减振胶垫4，在密封减振胶垫4的上方置有滤袋固定平板2，滤袋固定平板2将壳体1的内部空间分为上下二部分，并在适当外力作用下能够保证滤袋固定平板2与壳体1之间形成相对位移。

在滤袋固定平板2上开有排列为方阵的圆孔，在圆孔处焊有弹簧骨架7，弹簧骨架7在外力作用下可伸缩、摇摆，在弹簧骨架7上包裹有滤袋6，滤袋6的材质为覆膜针刺毡，透气但不透灰，滤袋6的开口与滤袋固定平板2成无缝隙固定连接。

在吸尘风机5的下侧固定有屏蔽体10及α探测器13，屏蔽体10与α探测器13之间的间距是2厘米，在屏蔽体10内部装有α射线源12，α射线源12可以是放射性同位素Am-241源，屏蔽体10开有准直孔11，准直孔11的方向正对着α探测器13的灵敏区域，准直孔11的作用是约束α射线源12所辐射的α射线准直的照射到α探测器13上。

在壳体1的外侧装有震打电机8，震打电机8的轴穿过壳体1进入到壳体1内部的上层空间，震打电机8的轴穿过壳体1处采用胶垫密封，在震打电机8的轴另一端装有偏心轮9，当震打电机8转动时，能够带动偏心轮9旋转，不停敲打滤袋固定平板2。

装置上的电气设备通过线缆与控制箱14联接，控制箱14通过线缆与警报器15联接。

在壳体1顺着皮带输送方向的前后敞口上制有软帘，并可以与无动力除尘器相连接在一起使用。

 本发明装置的电控系统如图2所示，其内部的电源、信号处理及控制电路均按常规电源、信号处理电路和控制电路组成：

控制箱14为吸尘风机5、震打电机8、α探测器13、警报器15提供工作电源；控制箱14可以调节、控制吸尘风机5及震打电机8的转速；控制箱14接收α探测器13的检测结果信号，α探测器13的检测结果信号为与单位时间内辐射到α探测器13的α射线强度呈正比关系的计数率。

 具体应用方法如下：

系统工作时，通过控制箱14的控制，吸尘风机5与震打电机8采用相互间歇式工作，即二者不能同时工作。

当吸尘风机5工作时，壳体1内的空气被排走，上部空间形成负压，促使壳体1内下部空间的空气由滤袋6的过滤并经滤袋固定平板2的圆形开孔进入到壳体1的上部空间，在该过程中，滤袋6会将空气中裹挟的大量粉尘过滤，被滤住的粉尘将吸附于滤袋6的外表面。

当吸尘风机5工作一段时间后，停止吸尘风机5的运转，吸附于滤袋6外表面的粉尘由于重力作用会降落到输送皮带上，但是依然会有少部分粉尘由于摩擦力的作用而依然依附于滤袋6的外表面，造成滤袋6的透气性变差。此时震打电机8开始工作，带动偏心轮9的转动，不停对滤袋固定平板2进行敲打，使滤袋固定平板2及固定于其上的弹簧骨架7、滤袋6一起震动，而由于弹簧骨架7可在外力作用下摇摆，促使附着于滤袋6外表面的粉尘由于振动达到脱离滤袋6外表面的效果。当被振打下来的粉尘自然沉降一段时间后，吸尘风机5再次开始工作，并重复上述过程。

 而整个系统在工作过程中，一旦滤袋6发生破损或其它使滤过性变差的原因而导致粉尘进入到壳体1内上部空间，则会弥漫至屏蔽体10与α探测器13之间的间隙中，当粉尘浓厚时，对α射线源12所辐射的α射线起到较多的遮挡作用，使α探测器13探测到的α射线强度降低；而当粉尘稀薄时，α探测器13探测到的α射线强度则相应增大。因此在整个系统工作的过程中，可以通过控制箱14根据α探测器13的探测结果来判断壳体1内上部空间的粉尘情况，可以在控制箱14的程序中设置合适的报警敏感系数A，A的取值范围为0≤A≤1，A取值越大则报警越敏感；当α探测器13的探测结果满足相应的条件时，控制箱14则立刻停止吸尘风机5与震打电机8的运转，并控制警报器15进行报警。

根据α探测器13探测到的α射线强度来判断报警的条件为若满足下式则报警：

式中：N_bd是当没有α射线源12时α探测器13所探测到的环境本底计数率，N_k是当有α射线源12但没有粉尘时α探测器13所探测到的计数率；N_m为在皮带正常输送物料的状态下，整个装置在有α射线源12并拆掉滤带6的条件下运转时α探测器13所探测到的计数率；N_t为系统工作时α探测器13实时检测到的计数率，A为报警敏感系数，取值范围是0≤A≤1，取值越大则报警越敏感；其中N_bd、N_k、N_m可以在系统投入使用前通过实际测量获得，A可以在实际应用过程中根据经验逐步调整并直至达到一个满意的效果为止。

 应用实例：

壳体、滤袋固定平板、弹簧骨架等为委托机械加工单位定制，吸尘风机及震打电机从市面采购。

α射线源选用同位素Am-241。

α探测器选用能够检测到常规的半导体α射线探测器。

滤袋的材质选用防静电覆膜针刺毡。

经过在某水泥输送皮带上的实际应用，设置参数如下：

A取值为0.6；

一个重复周期中，吸尘风机5的单次连续工作时间设置为60分钟，震打电机8的单次连续工作时间设置为15秒，粉尘自然沉降的时间设置为20秒。