推挽式密封除塵裝置設(shè)計(jì)研究

趙廣仁，劉洪標(biāo)，黃華，陳壯宇，譚文寧

（1.湖南煙葉復(fù)烤有限公司郴州復(fù)烤廠；2.湖南省郴州市第四完全中學(xué)，湖南 郴州 421000）

推挽式密封除塵裝置設(shè)計(jì)研究

趙廣仁1，劉洪標(biāo)1，黃華1，陳壯宇1，譚文寧2

（1.湖南煙葉復(fù)烤有限公司郴州復(fù)烤廠；2.湖南省郴州市第四完全中學(xué)，湖南 郴州 421000）

在煙草加工（制絲和打葉復(fù)烤）生產(chǎn)線的物料翻箱倒料環(huán)節(jié)，當(dāng)物料從料箱倒入料倉(cāng)時(shí)，由于突發(fā)和間歇的擠出氣流的作用，會(huì)將一部分輕質(zhì)物料或碎末反推出料倉(cāng)，形成嚴(yán)重的漏料和揚(yáng)塵，并影響環(huán)境和人員健康。本文提出采用空氣簾密封、正壓推動(dòng)和負(fù)壓抽吸除塵相結(jié)合的氣流推挽式密封除塵裝置來(lái)解決這一問(wèn)題，該裝置可以快速排出倒料時(shí)擠排出的爆發(fā)氣流，能有效減少漏料和揚(yáng)塵的問(wèn)題，大大改善生產(chǎn)環(huán)境。

除塵裝置；翻箱喂料；設(shè)備設(shè)計(jì)

在煙草加工（制絲和打葉復(fù)烤）生產(chǎn)線的物料翻箱倒料環(huán)節(jié)，當(dāng)物料從料箱倒入料倉(cāng)時(shí)，由于翻箱機(jī)倒料點(diǎn)的間歇性，容易導(dǎo)致擠排出的氣體出現(xiàn)爆發(fā)性，進(jìn)而造成碎末、顆粒揚(yáng)塵過(guò)大，導(dǎo)致工段除塵效果不好、車間環(huán)境差的情況。而采用傳統(tǒng)的負(fù)壓抽吸系統(tǒng)，存在無(wú)法密封翻箱設(shè)備出入口及無(wú)法處理擠排出爆發(fā)風(fēng)量的問(wèn)題，使用效果一直很不理想。隨著國(guó)家對(duì)工業(yè)衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)的日益重視，急需開(kāi)發(fā)一種裝置來(lái)解決工業(yè)環(huán)境下翻箱倒料揚(yáng)塵密封及除塵問(wèn)題，改善人員的工作環(huán)境。如果采用空氣簾密封、正壓推動(dòng)和負(fù)壓抽吸除塵相結(jié)合的氣流推挽式密封除塵裝置，則可以快速排出倒料時(shí)擠排出的爆發(fā)氣流，能有效減少漏料和揚(yáng)塵的問(wèn)題，大大改善生產(chǎn)環(huán)境。

1 推挽式密封除塵裝置設(shè)計(jì)思路

目前，有2種方式處理翻箱喂料點(diǎn)的漏料和揚(yáng)塵。一是在料倉(cāng)上避開(kāi)翻箱機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡后，設(shè)置負(fù)壓除塵點(diǎn)，采用負(fù)壓抽吸系統(tǒng)進(jìn)行除塵；二是采用巨大的密封罩將相關(guān)設(shè)備整個(gè)罩起來(lái)，將粉塵“捂”在里面。

（1）在料倉(cāng)上避開(kāi)翻箱機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡后，設(shè)置負(fù)壓除塵點(diǎn)。在打葉復(fù)烤線的物料翻箱倒料環(huán)節(jié)，由于翻箱機(jī)要間歇性地將料箱中的物料翻倒進(jìn)料倉(cāng)中，在料倉(cāng)上需有入料口不能密封，唯有避開(kāi)翻箱機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡后，在料倉(cāng)上靠近揚(yáng)塵點(diǎn)的位置設(shè)置除塵點(diǎn)負(fù)壓抽吸。然而翻箱機(jī)工作的間歇性導(dǎo)致擠排出同等體積的氣體，爆發(fā)性強(qiáng)，這種方式不能密封出入口且無(wú)法及時(shí)處理擠排出的爆發(fā)風(fēng)量，只是將部分的塵氣帶走。雖然有一定的效果，由于工作面通常很大，使用效果很不理想。

（2）采用巨大的密封罩將相關(guān)設(shè)備整個(gè)罩起來(lái)，將粉塵“捂”起來(lái)。由于采用傳統(tǒng)的負(fù)壓抽吸系統(tǒng)進(jìn)行除塵效果很不理想，部分復(fù)烤廠采用了隱藏的方式，用巨大的密封罩將翻箱機(jī)和料倉(cāng)整個(gè)罩起來(lái)，將漏料和楊塵遮擋在巨大的密封罩內(nèi)，并在密封罩上設(shè)置除塵點(diǎn)負(fù)壓抽吸。然而由于密封罩太大，負(fù)壓除塵點(diǎn)和揚(yáng)塵點(diǎn)之間距離遠(yuǎn)，界面風(fēng)速低，除塵效果非常有限，大部分的漏料和揚(yáng)塵僅僅是被“藏”在了密封罩內(nèi)。巨大的密封罩將翻箱機(jī)和料倉(cāng)整個(gè)罩起來(lái)，雖然隱藏了漏料和揚(yáng)塵，但也伴隨著檢修不便、密封罩內(nèi)粉塵濃度過(guò)高容易爆炸的安全隱患等問(wèn)題。

2 推挽式密封除塵裝置設(shè)計(jì)方案

在料倉(cāng)處加設(shè)密封罩，在料倉(cāng)入口部分設(shè)置正壓噴吹系統(tǒng)（壓縮空氣或者風(fēng)機(jī)系統(tǒng)），根據(jù)倒料進(jìn)出的節(jié)拍而間歇式工作。正壓噴吹系統(tǒng)為一組按一定間隔打小孔（孔徑φ5mm）的封頭管形成“風(fēng)刀”，噴吹角度可以調(diào)節(jié)，工作時(shí)噴吹空氣從各小孔噴出形成一個(gè)用于壓制揚(yáng)塵和密封的空氣簾，防止物料由于騰起的爆發(fā)氣流帶動(dòng)而溢出設(shè)備，解決了以往負(fù)壓式抽吸無(wú)法處理擠排爆發(fā)性氣流的難題；此外，空氣簾密封具有可穿過(guò)、可透視的特點(diǎn)，不影響運(yùn)動(dòng)設(shè)備出入或操作人員的目視操作，適用于各種開(kāi)放式翻箱倒料的密封除塵。

密封罩內(nèi)按照翻箱后料倉(cāng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在料倉(cāng)兩側(cè)設(shè)有按流體阻尼特性設(shè)計(jì)的漸變疏密孔導(dǎo)流板，可以避免氣流形成“短路”而影響抽吸效果，并提高了騰起空氣含塵密集區(qū)的吸入初速，把騰起的顆粒和罩內(nèi)含塵氣體快速、及時(shí)地排走。密封罩上設(shè)置除塵口，接入常規(guī)負(fù)壓除塵系統(tǒng)，正常工作時(shí)抽吸風(fēng)量大于噴吹入風(fēng)量與漏風(fēng)量之和，在密封罩內(nèi)形成負(fù)壓趨勢(shì)。由此形成正壓噴吹和負(fù)壓抽吸的間歇推挽式定向流動(dòng)，及時(shí)將揚(yáng)起的氣流與灰塵帶走，從而達(dá)到更好的密封除塵效果。

從系統(tǒng)控制方面，在進(jìn)料入口處或進(jìn)料設(shè)備上配置接近開(kāi)關(guān)或光電管，以感應(yīng)到進(jìn)料設(shè)備的到位信號(hào)而控制正壓噴吹系統(tǒng)啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)工作后停止噴吹，間歇性工作可減少耗氣量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3 氣流推挽式密封除塵裝置主要研究?jī)?nèi)容

（1）碎末和塵氣的最佳吸入速度研究。當(dāng)物料從料箱倒入料倉(cāng)時(shí)，在料倉(cāng)的限制下，所產(chǎn)生的正壓爆發(fā)氣流的流場(chǎng)分布不一致。有的位置含末氣體騰起速度大且密集，有的位置則速度較低含末少。由于正壓爆發(fā)氣流流場(chǎng)分布不一致且工作面積大，而除塵面積相對(duì)于工作面積來(lái)說(shuō)比較小，負(fù)壓除塵點(diǎn)需避開(kāi)入料口設(shè)置在料倉(cāng)一端，負(fù)壓除塵統(tǒng)一采用約1m/s的常規(guī)罩面吸入速度并不適合。需要研究在不同位置碎末和塵氣的最佳吸入速度，在含末氣體騰起速度大且密集的位置，采用較大的吸入速度，可及時(shí)將揚(yáng)起的氣流與灰塵帶走。

（2）空氣簾的形成。入料口處設(shè)有一邊或圍繞入口四邊的正壓噴吹系統(tǒng)，形成一個(gè)呈一定角度壓制擠出氣體的密封空氣簾，工作時(shí)多孔噴射形成正壓空氣簾來(lái)壓制塵氣逸出，且可調(diào)節(jié)噴吹角度。使用的正壓空氣可以是壓縮空氣，也可以是風(fēng)機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生或者是兩者結(jié)合產(chǎn)生，正壓空氣簾分布可以是任何形狀（一側(cè)或多側(cè)產(chǎn)生均可以）。需要研究用壓縮空氣還是風(fēng)機(jī)來(lái)形成氣簾、用噴嘴還是噴孔、空間距如何能保證空氣簾的形態(tài)、噴射速度的設(shè)計(jì)等問(wèn)題。

（3）塵氣體密集區(qū)的吸入初速考慮。在翻箱倒料時(shí)，料倉(cāng)含末氣體騰起密集處位置，在左右兩側(cè)設(shè)置按照流體阻尼特性設(shè)計(jì)的漸變疏密孔導(dǎo)流板，避免氣流形成“短路”影響抽吸效果，并提高含塵氣體密集區(qū)的吸入初速，確保對(duì)含塵氣體的約束并抽吸干凈。該部分需要研究和測(cè)試空氣場(chǎng)的速度分布、導(dǎo)流板的形態(tài)和空間的分布狀態(tài)等。

（4）如何形成推挽式定向流動(dòng)。密封罩上設(shè)置除塵口，與常規(guī)除塵系統(tǒng)連接，正常工作時(shí)抽吸風(fēng)量大于噴吹入風(fēng)量與漏風(fēng)量之和，在密封罩內(nèi)形成負(fù)壓趨勢(shì)。由此形成正壓噴吹和負(fù)壓抽吸的間歇推挽式定向流動(dòng)，及時(shí)將揚(yáng)起的氣流與灰塵帶走，從而達(dá)到更好的密封除塵效果。在這問(wèn)題上，需要設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)具備調(diào)節(jié)手段，保證工作點(diǎn)的最佳化。

（5）系統(tǒng)控制。從控制方面，在進(jìn)料入口處或進(jìn)料設(shè)備上配置接近開(kāi)關(guān)或光電管，以感應(yīng)到進(jìn)料設(shè)備的到位信號(hào)而控制正壓噴吹系統(tǒng)啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)工作后停止噴吹，間歇性工作可減少耗氣量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)氣流推挽式密封除塵裝置的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究。相較于傳統(tǒng)的除塵裝置，采用氣流推挽式密封除塵裝置可減少漏料和揚(yáng)塵，解決了負(fù)壓式抽吸無(wú)法處理擠排爆發(fā)性氣流的難題。同時(shí)，避免煙葉由于突發(fā)和間歇的擠出氣流作用外溢出設(shè)備影響現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，在改善人員工作環(huán)境的同時(shí)，降低了職業(yè)病的危害。

TH162.1

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1671-0711（2017）12（上）-0169-02