焊机冷却系统多层过滤式自动除尘收集装置及除尘收集方法

摘要

本发明是一种焊机冷却系统多层过滤式自动除尘收集装置及除尘收集方法，除尘收集装置包括：框架式多层过滤部件，其上端铰连接于冷却系统箱体外框架而其下端设置成自动开启式；自动清灰喷吹部件，设置在层过滤部件的下端上；粉尘收集部件和自动除尘收集控制器。除尘收集方法包括：根据环境温度、粉尘情况设定过滤部件自动除尘收集控制数据；将冷却系统压缩机压力信号输送给自动除尘收集控制器；当过滤部件的压力挡板达到设定压力值打开或定时时间到达时，控制器控制自动除尘执行机构对过滤部件执行自动除尘；否则系统报警；以及将自动除尘信号输送给自动除尘收集控制器，以控制收集除尘。本发明可防止过滤网的堵塞和自动进行过滤网除尘收集。

说明书

技术领域

本发明涉及工业企业高氧化铁粉粉尘环境中大型风循环冷却系统过滤网 的自动除尘及收集的装置和方法，特别适用于冷轧酸洗区域高氧化铁粉粉尘环 境中焊机大型风循环冷却系统过滤网的自动除尘及收集的装置和方法。

背景技术

冷轧酸轧机组激光焊机冷却系统采用大型空冷压缩机系统，通过循环风冷 散热片来实现热交换，在散热片的外部安装有过滤网来保证冷却系统在酸洗严 重氧化铁粉粉尘环境中保持良好的清洁度，以保证冷却系统的正常运行。目前 国内外此类区域大型风循环冷却系统的过滤网均采用单层细滤网片结构，图1 所示是现有的激光焊机冷却系统及其过滤网，如图所示，冷却系统51位于平 台15上并设有冷却系统外框架1、顶部的循环风扇2和过滤网5’，循环风扇向 上排风，如图中方向3所示。这种结构导致大小不同的氧化铁粉进入细滤网片 后，严重堵塞滤网网孔，而且大小氧化铁粉形成层层叠叠的结构，导致反吹清 灰效果很差，所以一般都采用周期更换的方式进行维护，维护时环境粉尘很大， 维护人员必须戴好防尘口罩，更换下来的过滤网无法利用直接进废料斗做垃圾 处理。由于风循环量大、环境粉尘恶劣，冷却系统过滤网极易堵塞，导致压缩 机容易发生高压报警，而对该过滤网进行清灰效果很差，只能经常更换过滤网， 提高了工作强度，而且特别在高温季节该区域温度超过40摄氏度，环境恶劣 极易中暑，对维护人员的职业健康影响非常大；而丢弃的大量过滤网只能作为 垃圾处理还会导致二次污染，影响环境质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种焊机冷却系统自动除尘收集装置及除尘收集方 法，可实现对冷却系统的过滤网自动清灰，可在循环风量大、粉尘恶劣的环境 下有效防止过滤网的堵塞，并可自动进行过滤网除尘收集。

根据本发明一方面提供一种焊机冷却系统多层过滤式自动除尘收集装置， 包括：框架式多层过滤部件，设置在冷却系统平台上，过滤部件的上端通过铰 链连接于与冷却系统箱体外框架而其下端设置成自动开启式；自动清灰喷吹部 件，设置在框架式多层过滤部件的所述下端上；粉尘收集部件和自动除尘收集 控制器。

所述框架式多层过滤部件，包括：相互间间隔布置的粗滤网片、中滤网片 和细滤网片，所述三层过滤网片组合而成综合滤网部件。

较佳地，两层所述滤网片之间的间隔距离为40mm-50mm。

所述滤网系统的中滤网片上部设置有压力挡板，以当中滤网片通风流量下 降到设定值时，所述压力挡板自动打开并将信号送到所述自动除尘收集控制 器。

较佳地，所述通风流量下降的设定值为30％。

所述自动清灰喷吹部件设置在过滤部件的下方，并包括：一根横管，横管 上均匀安装多根喷管，喷管内部与横管相连通；横管转动控制部件，包括设置 在横管两端的一个转动支架、垂直安装在横管的一端上的横管转臂；横管转动 控制气缸和喷吹气体控制阀，喷吹气体控制阀通过一根连接气管与横管转动控 制气缸相连接，喷吹气体控制阀通过另一根连接气管与横管相连接，横管转臂 的顶端与横管转动控制气缸的工作臂顶端通过转轴活络连接，驱动气缸的底座 固定在冷却系统箱体侧面的平台上，横管靠转臂一侧顶端还安装有一个进压缩 空气的管接头，通过气管连接压缩空气进气控制电磁阀，横管转动控制气缸由 电磁阀驱动控制。

较佳地，所述喷管的喷口呈鸭嘴式扁形。

较佳地，所述多根喷管为6－10根，最佳为8根。

所述自动粉尘收集部件，包括：粉尘收集部件的箱体，箱体通过开孔安装 于平台上，箱体内部安装有一个活动隔板，隔板通过内隔板连杆与过滤部件的 开启与关闭联动，以当过滤部件开启时它也开启、清灰时灰尘可以进入自动粉 尘收集装置，当清灰完毕过滤部件收回关闭时，同时关闭；伸缩罩，设置成单 侧斜面折叠式，下端用铰链固定在箱体上，上端两侧各安装一根转轴，转轴与 伸缩罩控制气缸动作杆顶端连接；以及粉尘收集袋，安装在箱体的下方。

所述粉尘收集袋构形成套袋，包括至少两层；优选地为两层到四层套袋。

根据本发明另一方面提供一种焊机冷却系统自动除尘收集方法，采用上述 的自动除尘收集装置，通过程序自动控制以适应不同状态下自动除尘的要求， 所述除尘收集装置包括框架式多层过滤部件，设置在冷却系统平台上，过滤部 件的上端通过铰链固定连接于与冷却系统箱体外框架而其下端设置成自动开 启式；自动除尘执行机构，包括：设置在框架式多层过滤部件的所述下端上的 自动清灰喷吹部件和粉尘收集部件以及自动除尘收集控制器；所述自动除尘收 集方法包括以下步骤：

根据环境温度、粉尘情况设定所述框架式多层过滤部件过滤网自动除尘收 集控制数据，设定控制参数：喷吹压力为3-7bar，时间控制1.5-3.5min，以及 喷吹角度和循环次数；

将冷却系统压缩机压力信号输送给自动除尘收集控制器；

当压力挡板达到设定压力值打开或定时时间到达时，则所述自动除尘收集 控制器控制所述自动除尘执行机构对所述过滤部件执行自动除尘；否则系统报 警；以及

将自动除尘信号输送给自动除尘收集控制器，以控制收集除尘。

所述控制器控制过滤网自动除尘执行机构执行自动除尘的步骤包括过滤 部件打开，其打开的同时将粉尘收集装置的内隔板顶开；粉尘收集装置的伸缩 罩同时打开，将过滤网外端面罩住。

所述自动除尘执行机构执行自动除尘的步骤还包括：使所述自动清灰喷吹 部件电磁阀控制导通，喷管喷出压缩空气的同时，横管转动控制，使喷出的气 体从下到上再从上到下来回均匀的吹走各层过滤网片外表面的氧化铁粉粉尘。

所述控制收集除尘的步骤包括在清灰结束，使过滤网关闭，其关闭的同时 通过连杆带动粉尘收集装置的内隔板也关闭，粉尘收集装置的伸缩罩同时关闭 缩回，氧化铁粉粉尘积聚在收集袋底部。

在一个实施例中，启动参数设置成，所述中滤压力挡板启动压力值设置： 0.5-1.2kg；设定启动时间到启动的时间阶段：T≥35°C，启动间隔时间10分钟 （min），35°C>T≥25°C，启动间隔时间30min，25°C>T≥15°C，启动间隔时间 2小时（hour），15°C>T，启动间隔时间48小时；设定冷却系统压缩机启动压 力，压缩机高压≥23bar。

所述除尘收集控制器控制参数设置成：喷吹管36在0°-82°范围摆动，摆 动循环次数1-5次，喷吹压力3-7bar，喷吹时间，1.5-3.5min；

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，提供了一种多层过滤式自动除尘收集装置及自动除尘收 集方法，其三层式滤网中空设计，其根据氧化铁粉粉尘颗粒特点，粗滤网片将 80％的大颗粒氧化铁粉滤下，中滤网片过滤剩下20％氧化铁粉中的15％中等 颗粒的，最后5％细颗粒氧化铁粉经过细滤网片过滤后，穿过滤网的是不到0.5 ％的超细氧化铁粉，由于超细氧化铁粉粉尘不容易积聚和沉降，在系统顶部蒸 发风扇的作用下，被排出冷却系统，保证了系统的清洁度；该三层式滤网结构 在相同过滤效果下其保证通风流量的有效工作时间是单层滤网的5倍，滤网间 中空设计便于对每层滤网的高效清灰，粗滤网片和中滤网片可以一直使用无需 更换而细滤网片的使用更换寿命是同密度单层滤网的8倍；

滤网系统的中滤网片上部设置压力挡板，其根据通风流量来设定开启压 力，本装置根据自身通风流量要求采用磁性吸附原理来设计制作压力挡板，当 滤网堵塞通风压力上升克服挡板磁性吸附力则挡板被压力顶开，挡板与挡板框 之间的通路被断开，也就是原来闭合的信号回路断开了，用来启动控制器控制 除尘部件和自动粉尘收集部件。

粉尘收集采用遮挡板和伸缩罩，其根据反吹清灰会严重扬尘的特点，设置 清灰及粉尘收集的伸缩罩全封闭作业，遮挡板和过滤网部件通过连杆实现开启 关闭的联动，可以最大限度收集氧化铁粉粉尘同时防止粉尘外溢影响环境，自 动除尘收集技术最大限度实现了除尘收集效果，克服了现有技术的不足。

冷却系统过滤网采用框架式多层过滤部件，上端用铰链固定而下端可以自 动开启的方式，在下端配备自动控制的清灰喷吹部件，根据冷却系统滤网内部 挡板压力及压缩机的压力实现自动清灰功能（或定时自动清灰功能），克服了 循环风量大、环境粉尘恶劣过滤网极易堵塞而导致压缩机容易发生高压报警影 响焊机正常焊接问题，以及人工清灰存在的工作强度大，高温季节容易中暑的 问题，确保了冷却系统运行的稳定与可靠；另外过滤网除尘收集功能，将除尘 下来的氧化铁粉进行有效的收集，由于该区域灰尘的绝大部分都是氧化铁粉粉 尘，收集的氧化铁粉粉尘可以再利用，避免二次污染。

附图说明

图1是现有的激光焊机冷却系统及其过滤网示意图；

图2是本发明一个实施例的焊机冷却系统多层过滤式自动除尘收集装置示 意图；

图3是本发明一个实施例的焊机冷却系统多层过滤式自动除尘收集装置的 多层过滤部件示意图；

图4是本发明一个实施例的自动开启关闭的过滤网部件和自动清灰喷吹部 件示意图；

图5是本发明一个实施例的自动粉尘收集装置及粉尘收集袋示意图；

图6是本发明一个实施例的冷却系统和自动除尘收集装置侧向示意图；以 及

图7是本发明一个实施例的焊机冷却系统自动除尘收集方法的流程图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体 实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发 明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相 似的构件采用相同的附图标记表示。

图2是本发明一个实施例的焊机冷却系统多层过滤式自动除尘收集装置示 意图，图6是本发明一个实施例的冷却系统和自动除尘收集装置侧向示意图； 如图所示，本发明一个实施例的焊机冷却系统多层过滤式自动除尘收集装置 200，包括：位于冷却系统平台15上的框架式多层过滤部件5，其上端通过铰 链（未图示）连接于与冷却系统100箱体外框架1上，其下端设置成自动开启 式；自动清灰喷吹部件35，是一个自动清灰喷吹部件，设置在外框架1的底部 针对框架式多层过滤部件5的下端；粉尘收集部件20和自动除尘收集控制器 50。

以下将详细说明该实施例的焊机冷却系统多层过滤式自动除尘收集装置 的上述框架式多层过滤部件5、自动清灰喷吹部件35、自动粉尘收集部件20 和自动除尘收集控制器50的结构及其相互连接关系。

如图3所示，框架式多层过滤部件5其上部通过铰链与冷却系统100箱体 外框架1连接，外框架1的下部两端各安装有连接杆和可转动的球轴部件14， 球轴通过连接杆连接驱动气缸即过滤部件5的开启关闭气缸13的动作杆顶端， 气缸13的底座固定在冷却系统箱体即外框架1侧面，气缸13由电磁阀（未图 示）驱动控制，以自动控制开启关闭过滤部件5。框架式多层过滤部件5，包 括：过滤部件外框架6；相互间间隔布置的粗滤网片7、中滤网片8和细滤网 片9，所述三层过滤网片组合而成综合滤网部件，布置在外框架6内。较佳地， 两层所述滤网片之间的间隔距离为40mm-50mm。滤网系统的中滤网片8的上 部设置有中滤压力挡板10，以当中滤网片8通风流量下降到设定值时，压力挡 板10自动打开并将信号送到自动除尘收集控制器50（以下予以说明）。较佳地， 所述通风流量下降的设定值为30％。

所述自动清灰喷吹部件35，如图4和6所示，设置在过滤部件5的下方， 并包括：一根横管36，横管36上均匀安装多根喷管37，喷管37内部与横管 36相连通；横管转动控制部件，包括设置在横管36两端的一个转动支架38、 垂直安装在横管36的一端上的横管转臂39；横管转动控制气缸即驱动气缸40 和喷吹气体控制阀45，喷吹气体控制阀45通过连接气管42与驱动气缸40相 连接，喷吹气体控制阀45通过连接气管46与横管36相连接。横管转臂39的 顶端与横管转动控制气缸40的工作臂顶端通过转轴（未图示）活络连接，驱 动气缸40的底座固定在冷却系统100箱体侧面的平台15上。横管36靠转臂 39一侧顶端还安装有一个进压缩空气的管接头（未图示），通过气管连接压缩 空气进气控制电磁阀，气缸40由电磁阀驱动控制。在本实施例中，喷管37的 喷口呈鸭嘴式扁形，这种结构有利于气体喷吹的横向集中，当然也可采用其它 的合适形状结构。较佳地，多根喷管的数量为6－10根，在本实施例中为8根。

自动粉尘收集部件20，如图5和6所示，包括：粉尘收集部件的箱体21， 箱体21通过开孔18安装于平台15上，箱体21内部安装有一个活动内隔板27， 内隔板27通过内隔板连杆28与过滤部件5的开启与关闭联动，以当过滤部件 5开启时它也开启、清灰时灰尘可以进入自动粉尘收集部件20，当清灰完毕过 滤部件5收回关闭时，同时关闭；伸缩罩22，设置成单侧斜面折叠式，下端用 铰链（未图示）固定在箱体21上，上端两侧各安装一个转轴（未图示），转轴 与伸缩罩22控制气缸23即驱动气缸动作杆顶端连接；以及粉尘收集袋30，安 装在箱体21的下方。粉尘收集袋30构形成套袋，包括两层或多层；优选地为 两到四层套袋。

以下结合图7来说明本发明一个实施例的焊机冷却系统自动除尘收集方 法，该方法采用上述自动除尘收集装置200通过程序自动控制以适应不同状态 下自动除尘的要求，自动除尘收集装置200包括框架式多层过滤部件5，其上 端通过铰链连接于与冷却系统100箱体外框架1而下端设置成自动开启式；自 动清灰喷吹部件35，设置在框架式多层过滤部件5的下端上；粉尘收集部件 20和自动除尘收集控制器50；其中，框架式多层过滤部件5包括粗滤网片7、 中滤网片8和细滤网片9三层过滤网片，中滤网,8上部设置有压力挡板10，压 力挡板10信号连接自动除尘收集控制器50，外框架1的下部两端各安装有连 接杆和可转动的球轴部件14，球轴通过连接杆连接驱动气缸即过滤部件5的开 启关闭气缸13的动作杆顶端，气缸由电磁阀驱动控制，自动清灰喷吹部件35 设置在过滤部件5的下方，自动清灰喷吹部件35包括一根横管及横管转动控 制部件；所述自动除尘收集方法包括以下步骤：

根据环境温度、粉尘情况设定过滤部件5的过滤网自动除尘收集控制数据， 控制量设定为：喷吹压力为3-7bar，时间控制1.5-3.5min，以及喷吹角度和循 环次数；

将冷却系统压缩机（未图示）压力信号输送给过滤网自动收集控制器；

压力挡板达到设定压力值打开或定时时间到达时，则所述控制器控制过滤 网自动除尘执行机构执行自动除尘；否则系统报警；

以及将自动除尘信号输送给自动除尘收集控制器50，以控制收集除尘。

所述控制器50控制过滤部件自动除尘执行机构执行自动除尘的步骤包括 将过滤部件打开，其打开的同时将粉尘收集部件20的内隔板27顶开，以及将 粉尘收集部件20的伸缩罩22同时打开，并将过滤部件5的过滤网外端面罩住。

所述自动除尘执行机构执行自动除尘的步骤还包括：使所述自动清灰喷吹 部件35的电磁阀控制导通，在喷管37喷出压缩空气的同时，控制横管36转 动，使喷出的气体从下到上再从上到下来回均匀的吹走各层过滤网片7、8、9 外表面的氧化铁粉粉尘。

所述控制收集除尘的步骤包括在清灰结束，使过滤部件5关闭，其关闭的 同时通过连接杆带动粉尘收集装置20的内隔板27也关闭，粉尘收集装置的伸 缩罩22同时关闭缩回，以使氧化铁粉粉尘积聚在粉尘收集袋30的底部。

在本实施例中，如图7所示，自动除尘收集方法包括以下步骤：

P1：设定自动除尘收集装置的启动参数：所述中滤压力挡板10启动压力 值设置为：0.5-1.2kg；设定启动时间到启动的时间阶段：T≥35°C，启动间隔时 间10分钟（min），35°C>T≥25°C，启动间隔时间30min，25°C>T≥15°C，启动 间隔时间2小时（hour），15°C>T，启动间隔时间48小时；设定冷却系统压 缩机启动压力，压缩机高压≥23bar。

P2：将上述启动参数输送到自动除尘收集控制器50，以将过滤部件5打开 到位，粉尘收集装置20的内隔板27联动顶开到位；

P3：使粉尘收集装置20的伸缩罩22打开到位；

P4：由自动除尘收集控制器50控制：喷吹管36在0°-82°范围摆动，摆动 循环次数1-5次，喷吹压力3-7bar，优选为5.5，bar喷吹时间，1.5-3.5min，优 选为2min；

P5：使过滤部件5关闭到位，以及粉尘收集装置20的内隔板27联动关闭 到位；

P6：使粉尘收集装置20的伸缩罩22收缩到位；

P7：使中滤压力挡板10归位；

P8：将信号送到自动除尘收集控制器50，以控制除尘收集；

继续进行上述各步骤。

综上所述，激光焊机冷却系统自动除尘收集装置的滤网系统的中滤网片8 上部设置压力挡板10达到设定压力值打开或定时时间到达时，控制器50控制 冷却系统过滤部件5打开，其打开的同时将粉尘收集装置20的内隔板27顶开； 粉尘收集装置20的伸缩罩22同时打开，将过滤部件5的过滤网外端面罩住； 自动清灰喷吹部件35由电磁阀控制导通，喷管37喷出压缩空气的同时，控制 横管36转动，使喷出的气体从下到上再从上到下来回均匀的吹走各层过滤网 片7、8、9外表面的氧化铁粉粉尘；清灰结束，过滤部件5关闭，其关闭的同 时通过连杆28带动粉尘收集装置20的内隔板27也关闭，粉尘收集装置20的 伸缩罩22同时关闭缩回，氧化铁粉粉尘积聚在粉尘收集袋30的底部。

箱体内部安装有一个活动隔板，该隔板用于当伸缩罩收回时防止粉尘外 溢，该隔板通过一个连杆与过滤网的开启与关闭联动，当过滤网开启时它也开 启、清灰时灰尘可以进入收集装置，当清灰完毕过滤网收回关闭时，其也同时 关闭，防止灰尘从收集装置中外溢，避免二次污染；

箱体21的下方安装有一个粉尘收集袋30，该粉尘收集袋采用套袋的形式， 可减少袋内粉尘往袋口的外溢。

该装置及技术投入使用后，有效的改善了冷轧酸洗区域焊机冷却系统过滤 网维护作业的工作环境，同时降低了维护人员的劳动强度。

采用本发明的焊机冷却系统自动除尘收集装置及除尘收集方法后，首先降 低了冷却系统的维护量，减少环境污染，改善了维护人员的工作环境，其次提 高了系统通风流量的可靠性，保证了系统的清洁度，减少了系统故障时间，稳 定了机组设备的运行状态。

应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本 发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。