专利名称：采用钱夹式滤网的集尘器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在各种工业领域中应用的集尘器，它选用钱夹式变性纤维作滤网，滤网是集尘器的最重要部件，用于防止微尘四处飞散。更特别地，本发明涉及一种集尘器，它用于吸集诸如烟雾、煤烟、煤尘之类的化学烟尘或回收微尘时，可使经滤网过滤后得到的净化空气的喷吐速度保持恒定而不受滤网长度的影响。
一般地说，装在集尘器上的由天然、化学或金属纤维制成的过滤器，有袋式和信封式两种，滤网的布置方式可分为水平式、立式和中间式。
采用这些方法，要在过滤/集尘区维持均匀压力以及在净化空气喷吐区维持均等过滤速度是相当困难的。而且，它们的工作性能不良，这将在下面进行讨论。
在传统集尘器中，由气体和固体组成的混合流进入滤网的下方，然后被向上提升，以除掉尘埃，滤出的净化空气通过顶部从集尘器流出。因而，被回收或吸集的尘埃流和固态化学微尘在上下交混时发生剧烈碰撞。
如
图1a所示，圆筒形或长方形除尘室1被滤网装设板4分隔成过滤/集尘区2和净化空气喷吐区3，滤网装设板安装在除尘室上部。滤网装设板上装有若干个袋式滤网7，从与吸尘罩5相连的漏斗入口6进入的混合流经滤网7被分成尘埃和净化空气两部分，这些滤网都沿铅直方向下垂。除尘室的下面可转动地装有一个回转阀(未画出)，用于收集被分开的尘埃。
采用这种结构，当鼓风机(未画出)旋转时，除尘室1的内部压力下降，从而产生吸力，使来自尘埃源中的混合流经吸尘罩5从除尘室的下方进入除尘室1。
当带尘埃的混合流经漏斗入口6进入除尘室1时，在过滤/集尘区2内，袋式滤网将混合流中的尘埃滤掉，从而只将净化后的空气排入位于滤网装设板4上面的净化空气喷吐区3。
经过重复多次使用后，在大量的尘埃被吸附到滤网7上时，使除尘室内出现极大的压力损失，降低除尘效率。为防止这种情况，在滤网装设板4的上方安装一定时清除尘埃的尘埃清除装置(未画出)以便给滤网7定时(每隔3-6分钟)提供大约4-7kg/cm2的高压空气。
如下指箭头9所示，定时开动尘埃清除装置，将尘埃从滤网7上清除，灰尘会自由地坠落到除尘室1的底部。因为鼓风机的连续旋转，部分自由下落的尘埃和沿上指箭头8所示方向运动的混合流交混，致使自由下落的微尘会重新飞散。
因此，从滤网7上清除下来的尘埃并没有被收集到除尘室1的底部，而是尘埃上升后又回贴到滤网7上。这会对滤网的过滤功能带来损害，并增加了除尘室内尘埃的密度。
结果，集尘器的内部压力损失越来越大，这降低了滤网7的寿命，使鼓风机超载。鼓风机的超载会损坏其电机，即鼓风机的驱动装置。
本发明的目的是，提供一种采用钱夹式滤网的集尘器，它可用于将混合流中的干燥固态物质分离出来，以延长滤网的寿命，并防止因压力损失造成鼓风机电机受损。
为达到本发明的目的，提供一个采用钱夹式滤网的集尘器，包括下面几个部分除尘室，其上方设有一用于吸取含天然或因化学反应产生的固态微小物质的混合流的入口；安装在除尘室内的呈曲折状褶成的六面体形的钱夹式滤网，以形成过滤/集尘区，用于过滤微小固态物质并只喷吐净化空气；以及一喷吐室，用于排出除尘室内经钱夹式滤网净化后的净化空气。
以下，将结合附图对本发明进行详细的描述。附图中图1a为具有传统的袋式滤网的集尘器示意图；图1b为沿图1a中的A-A截面的剖视图；图1c为一个袋式滤网的立面图；图2a为依照本发明的采用钱夹式滤网的集尘器示意图；图2b为沿图2a的B-B截面的剖视图；图2c为一个钱夹式滤网的立面图；图3为依照本发明的表示钱夹式滤网安装情况的透视图及侧面视图；图4a为解释气体和固态物质运动原理的示意图；图4b为解释混合流沉降率的示意表；图4c示出了混合流的输入流率；图4d示出了混合流在各自所在区域的速度及平面位置；图5为表示钱夹式滤网安装情况的局部剖开透视图；图6为从喷吐区方向观察钱夹式滤网安装情况的正视图；图7a为多次拆叠的钱夹式滤网安装状况的示意图7b示出了含尘埃和空气的混合流的输入流分布；图7c示出了过滤输入流速度分布和净化空气喷吐速度的状态。
下面将参照图2-7对依据本发明的一个最佳实施例进行描述。
在最佳实施例中，含有尘埃的混合流通过除尘室的上部被吸入过滤/集尘区后，固体微小颗粒如尘埃被除去，然后净化空气经除尘室的下部排出。
金属保持器12是图3所示的钱夹式滤网11上的重要部件，保持器码放在一起，高度与钱夹式滤网的铅直长度一致，见图5和6。
按照本设计方法，为了增大过滤面积，保持器12的排列是连续而没有间断的，这同样也增大了多个单元里过滤后的净化空气的喷吐面积。请参看图4a-4d，装在集尘器内部的钱夹式滤网11被分成若干个区域，从而使净化空气的喷吐达到最佳化，与过滤区的压力损失及滤网的长度无关，大大降低了气流阻力。
请参看图5钱夹式滤网上的保持器单元至少由一个，如果必要的话，可以由多个保持器从滤网的顶部11a至底部11b码放在一起。请再参看图5和图6，滤网中码放若干个保持器后，为防止因集尘器的机械操作使滤网变形和扫曲，可在制成于滤网喷出口处的圆圈部分11c上装上压紧板13，然后用螺栓14和螺母15拧紧。
请参看图7a、7b、7c，依照本发明制造的钱夹式滤网，其上的净化空气喷吐速度Vpa，中间夹层入口速度Vmi和过滤点入口速度Fev的分布是均匀的，换句话说，钱夹式滤网在将尘埃沉降区16，过滤/集尘区17，净化空气喷吐区18及尘埃排放区19各区联合在一体上起着关键作用。
下面对袋式、信封式和钱夹式三种不同形状的滤网分别加以说明。如图1c所示，袋式滤网的形状为圆筒形，袋在滤网装设板上时，有三个过滤面，即上面、下面和侧面。为增大过滤面积，在圆筒直径D不变的情况下，必须增加圆筒侧面在高度方向的尺寸F(x)。
信封式滤网的形状为矩形二面体，过滤时，为增加过滤面面积，须增加它的长度，改变其宽度或同时增加长度和宽度两个方向的尺寸。从结构上说这种形式的滤网不适于在大中型集尘器上使用。
本发明中的钱夹式滤网为六面体形，它的原始样式中，顶面和底面具有同样的面积。
按照本发明，六面体的顶面和底面设定为常值，在所有十二条边中，其余的四个平面两两相交的四条边是可变的。当顶面和底面的过滤面积增加时，滤网的喷出口面积也按比例增加，从而最佳地保持净化空气的喷吐速度。这样，集尘器的压力损失可以得到补偿，这有利于集尘器的正常运转。
尽管从原理上看很简单，但从后面的描述中就可以看出，要获得最佳过滤功能，要协调好滤网的六个速度(前、后、上、下、左、右)。本发明中的钱夹式滤网有助于许多过滤功能的增加，和已有的著名滤网相比有很大的优点。
钱夹式滤网的优点是，滤网11容易制造。另外，与传统滤网相比较，传统滤网的过滤能力在设计时就已决定，因而特别有局限性。而本发明的这种滤网可按照出自其中心前、后、左、右、上、下的混合流流量使其发挥出最大的过滤能力。
参看图2，从尘源经吸尘罩5进入除尘室1的气流速度可以划分为下面几个速度沉降箱入口速度，带尘埃和空气的混合流以此速度进入装有钱夹式滤网11的除尘室内；除尘室内尘埃下沉速度；入口初始速度，被引导向钱夹式滤网区的混合流以此速度改变初始方向后进入滤网；入口速度，为混合流从入口初始速度经方向改变后进入过滤区时的速度；过滤入口速度，为混合流进入过滤区的过滤位置时的速度；过滤速度，为混合流经过滤网的速度；过滤后的净化空气喷吐速度。
概括地说，这些速度分别是混合流沉降箱入口速度，除尘室内尘埃下沉速度，转向过滤区的气流入口初始速度，从入口初始速度转化成的过滤区入口速度，过滤位置入口速度，过滤速度以及净化空气喷吐速度。
混合流按这七种速度运动。可以看出，通过充分利用固态物质(尘埃、烟雾、油雾、煤烟)的自然下沉速度，可以减轻滤网的负担。
当尘埃粒子的直径小于100μ时，沉降速度服从斯托克斯(Stokes)定律；直径在100μ到1000μ之间时，服从艾伦(Allen)定律；直径大于1000μ时，服从牛顿(Newton)定律。
下面结合图3对钱夹式滤网11的结构进行描述。
钱夹式滤网11的六面体的顶面11a和底面11b的尽寸或面积保持不变，而滤网的铅垂长度F(x)是可变的。既然，顶面和底面11a和11b基本不变，在制造滤网时使滤网部件进行标准化是可能的。
尽管滤网11的铅垂长度F(x)可根据需要加以改变，但以某一预定滤尘速度过滤时，滤网的过滤面积的使用是不受限制的。在此速度下，滤网可以自然而然地符合需要。这是因为，即使当铅垂长度F(x)增加而滤网11的两边11d也变宽时，在一预定过滤速度下，净化空气的喷吐速度也会保持不变。这样可以避免压力损失的增加，关于这一点后面将进行详细解释。
请参看图3，滤网的顶端和底端各装有一个拉紧杆20，即使当滤网的铅垂长度F(x)达10-20m时，仍能使滤网处于拉紧状态。
请参看图2，在惯性和重力的作用下，由鼓风机从尘源吸入的含空气和尘埃的混合流经过吸管21从除尘室1的上方进入沉降室22。
参看图4b，将混合流的运动路径等分成10个位置段q1，q2，q3，q4，q5，q6，q7，q8，q9和q10。进入沉降室22的混合流向下运动时，在各个位置处流量下降10％。通过在各个位置处进行检查，可以证实流量逐段下降10％。还应指出的是，从q1到q10混合流按照不均匀规律维持其惯性。
换句话说，混合流下降时，它保持着顺序惯量。由于顺序惯量和重力的作用，混合流中的具有比重与空气不同的固态颗粒的下降速度较快(参见图4a和4b)。
造成上述现象的根本原因是这样的钱夹式滤网11被装设后由拉紧杆20和压紧板13张紧，使混合流以中间夹层入口速度Vmi通过；与此同时，由鼓风机产生吸力，从净化空气喷吐口23出来的空气，经喷吐管24和喷吐出口25排出。按照这种工作方式，尘埃被聚集到排放漏斗26，经出口27排出。
请参看图2c，滤网11中，当净化空气喷吐面积或F(x)变化时，a3，a4和a6也以同样的变化率变化，以致在以一预定过滤速度过滤时，净化空气的喷吐速度不会发生改变。
通过对气体(合成气)和固态物质(天然和化学反应产生的固态颗粒)流按照图4a中的实验所作的观查得知带钱夹式滤网11的集尘器可分成这样几个区域尘埃沉降区16，过滤/集尘区17，净化空气喷吐区18和尘埃喷吐区19。
在尘埃沉降区16，混合流的整体方向改变。因此，相对尘埃粒子的重量而言，它的下降速度较快。
请参看图4a，在尘埃沉降区16中，混合流进入过滤/集尘区17的同时，其方向朝向右面的过滤/集尘区17改变90°，维持过滤点入口速度Fev。达到过滤位置入口速度以后，过滤速度第二次被改变。
此时，尘埃的惯性增加，提高了向下的沉淀效应。由于混合流在首次改变方向后产生的惯性和自然重量沉淀效应，进入的尘埃中有30％-40％从尘埃沉降区16直接坠落在尘埃喷吐区19。请参看图4d，中间夹层入口速度Vmi在中间夹层29中被改变为过滤入口速度Fev，混合流速度改变为过滤速度后，混合流经净化空气喷吐区排出。
即使当钱夹式滤网的铅垂长度F(x)改变时，除尘室内的压力损失并没有产生。下面，将通过实施例，以及与传统袋式滤网的比较，对这一现象进行专门解释。
设袋式滤网7的直径为0.11m，铅垂长度为5m，过滤速度为1.2m/min，下面求净化空气的喷吐速度。
净化空气喷吐口的面积为0.112×0.785＝0.0094985m2，滤网的过滤面积为0.11×3.14×5＝1.727m2，因此，所处理的空气的数量为1.727×1.2＝2.0724m3/min。故净化空气喷吐速度为2.0724/0.0094985/60≈3.636m/s。
现将滤网长度增加7m，求此时净化空气的喷吐速度。
净化空气喷吐口的面积为0.112×0.785＝0.0094985m2，滤网的过滤面积为0.11×3.14×12＝4.1448m2，因此所处理的空气数量为4.1448×1.2＝4.97376m3/min，故净化空气喷吐速度变为4.97376/0.0094985/60≈8.7273m/s。
简单地说，当滤网的铅垂长度从5m增加7m后，空气喷吐速度从3.636m/s增加到8.7273m/s，从而造成沉降室内的压力损失。
请看本发明滤网的一个实施例。
取钱夹式滤网的铅垂长度F(x)为5m，宽度为1.8m，过滤速度为1.2m/min，净化空气的喷吐速度计算如下被吸附的气流的过滤面积为1.8(宽)×5(长)×2(过滤面)＝18m2，被处理的净化空气的数量为18(过滤面积)×1.2(过滤速度)＝21.6m3/min，喷吐口的面积是0.078(宽)×5(高)＝0.39m2，因此，净化空气的喷吐速度是21.6/0.39/60＝0.923m/s。
现将滤网的长度改变为15m，求此时的净化空气喷出速度。
被吸附气流的过滤面积为1.8(宽)×15(长)×2(过滤面)＝54m2，被处理的净化空气的数量变为54(过滤面积)×1.2(过滤速度)＝64.8m3/min，喷吐口的面积是0.078(宽)×15(高)＝1.17m2，因此，纯净空气的喷吐速度为64.8/1.17/60＝0.923m/s，请注意此喷吐速度和滤网铅垂长度为5 m时的净化空气喷吐速度是一样的。
根据上面的描述，依照本发明，混合流从沉降室的上端被吸入从除尘室的下端被排出，以收集混合流中的尘埃。因此，清除滤网上的尘埃时，可以防止贴到滤网上的尘埃和混合流碰撞后又重新飞散。另外，净化空气的喷吐速度可维持为常值，和钱夹式滤网的铅垂长度没有关系，这避免了沉降室内部的压力损失。滤网的寿命可以延长，不会给鼓风机带来超载，因而不会损坏鼓风机电机。
权利要求
1.一种集尘器，包括一除尘室，其上方开有一用于吸取含天然或化学反应产生的微小固态物质的混合流的入口；一六面体形钱夹式滤网，曲折形装设在除尘室内，以形成过滤/集尘区，用于过滤微小固态物质并只喷吐净化空气；一喷吐室，用于排出经所述钱夹式滤网净化后的净化空气。
2.如权利要求1所述的集尘器，其中，保持器叠装码放在钱夹式滤网之间，压紧板装在所述滤网的喷出口上，由拧紧装置拧紧，以使所述保持器将所述钱夹式滤网支承住。
3.如权利要求2所述的集尘器，其中，所述钱夹式滤网的上端和下端装有一个滤网拉紧杆；
4.如权利要求1所述的集尘器，其中，所述喷吐室的喷吐口的位置低于装在所述除尘室内的所述钱夹式滤网的下端面。
全文摘要
一种采用钱夹式滤网的集尘器，包括上方开有一用于吸取含天然或化学反应产生的固态微小物质的混合流入口；呈曲折形状装设在除尘室内的六面体形针夹式滤网，以形成过滤/集尘区，用于过滤微小固态物质并只喷吐净化空气；用于排出除尘室内经钱夹式滤网净化后的净化空气的喷吐室。
文档编号B01D46/02GK1140626SQ96101470
公开日1997年1月22日 申请日期1996年3月14日 优先权日1995年7月14日
发明者郑凤奎 申请人:共荣工程公司