本发明涉及除尘技术领域，特别涉及一种高效静电除尘器。
背景技术：
为了应对高污染带来的环境问题，国家对粉尘排放浓度提出了越来越严格的要求。静电除尘器是工业粉尘治理的配套设备，它的功能是将排放到烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气的粉尘量，这是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。现有的静电除尘器包括机壳，机壳两端分别设有进气口和排气口，机壳内设有若干个由阴极线和阳极板配合组成的电场，电场内设置振打清灰装置；气体经过进气口的减速后平行通过阴极线和阳极板，由于在阴极线上施加了负高压直流电，使其电离气体并产生负离子，烟尘在气流流动途中荷电并在电场作用下吸附至阳极板上，最终进入灰斗中，从而达到除尘的目的。
根据多依奇公式可知，除尘器的除尘效果与烟气的温度、流速以及气流分布的均匀程度等因素相关。烟气的温度过高，电晕始发电压、起晕时电晕极表面的电场温度、火花放电电压等均降低，影响除尘效率；烟气的温度过低，容易造成绝缘部件因结露而爬电；烟气风速过高，粉尘来不及沉降就被气流带出，同时烟气的流速过高容易使已沉积在阳极板上的粉尘产生二次飞扬，特别是振打落灰时更容易产生二次飞扬；气流分布不匀时，气流速度低的地方除尘效果好，气流速度高的地方除尘效果差，降低了总的除尘效果。
目前，公布号为CN101837322A的中国发明专利公开了一种静电除尘器，包括机壳，机壳两端分别设有进气口和排气口，机壳中设有若干阴极线、阳极板以及阴极线振打装置，阴极线与阴极线振打装置相连，阴极线与阳极板平行，阳极板包括若干集尘片；进气口处垂直于机壳中轴线间隔设有若干气流导向板，相邻的气流导向板之间设有进气口通道挡板，气流导向板包括若干沿其中心线呈八字形对称分布的导向片，气流导向板与进气口通道挡板总体上处于同一平面上，气流导向板与阳极板垂直布置；阳极板包括第一阳极板和第二阳极板，第一阳极板的集尘片整体所在平面与机壳中轴线成正锐角，第二阳极板的集尘片与机壳中轴线成负锐角，第一阳极板和第二阳极板的两端分别与气流导向板和排气口通道挡板相连。
上述技术方案中，气体经过气流导向板导向后流经阳极板， 最后从排气口排出，由于气流导向板及阳极板均与机壳中轴线呈一定角度，使气体流向整体上呈S形，使得以往气流直通很容易产生的二次扬尘问题得以克服；并延长了气体在静电除尘器中滞留的时间，使得烟尘能够充分荷电并能贴近阳极板流过。上述技术方案中，气流导向板及阳极板的倾斜设置延长了气体在静电除尘器中滞留的时间，但效果并不明显。为此，亟需一种高效静电除尘器，能有效延长烟气在电场中滞留的时间，提升除尘效果。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种高效静电除尘器，能有效延长烟气在电场中滞留的时间，提升除尘效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高效静电除尘器，包括机壳，所述机壳上安装有供烟气进入的进气机构、用于除尘的除尘机构、供除尘后的烟气流出的出气机构以及将积灰清除的清灰机构，所述机壳底部固定有底板，所述机壳内固定有上横梁和下横梁，所述除尘机构包括安装在所述上横梁与所述下横梁之间的阴极线和阳极板，所述阴极线与所述阳极板均以矩形阵列形式排布，且相邻两列所述阳极板之间排列分布有用于改变烟气流向的导向板，所述导向板底部与所述底板固定。
通过采用上述技术方案，在机壳上安装进气机构和出气机构以便烟气进出；在机壳内安装由阴极线和阳极板形成的除尘机构，阴极线和阳极板形成电场，烟尘在流动途中荷电并在电场作用下吸附至阳极板上，以此达到除尘的目的；在机壳上安装清灰机构以便将阳极板上吸附的灰尘清除，以此消除积灰对除尘效果的影响；在机壳底部固定底板，并在底板上固定导向板，导向板排列分布在阴极线和阳极板之间，将阴极线和阳极板形成的矩阵分割成多个层级，烟气遇到导向板而改变流向，以此使烟气在矩阵内的流动更为曲折，从而有效延长烟气在电场中滞留的时间，提升除尘效果。
本发明进一步设置为，所述导向板横截面为正六边形，其两侧分布与相邻的所述阳极板固定。
通过采用上述技术方案，将导向板设置成直六棱柱形，使其正对烟气流入方向的一侧由中部向两边倾斜延伸，以此将烟气均匀分流至两侧的阳极板上，提高气流的均布效果，从而进一步延长烟气在电场中滞留的时间。
本发明进一步设置为，所述进气机构包括进气管和减速组件，所述减速组件包括依次相连并与所述进气管相通的进气扩散管、分流管和入口扩散管，所述入口扩散管与所述机壳内部相通，且所述进气扩散管和所述入口扩散管均为横置的棱台形。
通过采用上述技术方案，将进气机构设置成进气管和减速组件的组合，而减速组件包括进气扩散管、分流管和入口扩散管，进气扩散管和入口扩散管均为横置的棱台形，以此对经过的烟气减速，且分流管位于进气扩散管和入口扩散管之间，将气流分割成多个部分，以此提高气流的均布效果，便于除尘机构进行除尘，提高除尘效果。
本发明进一步设置为，所述入口扩散管内固定有多层均布板，所述均布板上开设有截锥状的均布孔，所述均布孔内固定有均布块。
通过采用上述技术方案，在入口扩散管内安装多层均布板，并在均布板上开设有均布孔，均布孔成截锥状，烟气从均布孔直径较小的一侧进入，而均布孔内固定的均布块对进入均布孔的烟气进行阻碍并促进烟气的扩散，进一步减小了烟气的流速，从而提高除尘效果。
本发明进一步设置为，所述清灰机构包括与所述下横梁固定的电机，所述下横梁上转动连接有受所述电机驱动的转轴，所述转轴上套设有滚筒，所述滚筒上固定有与所述阳极板抵触的刷毛，所述机壳底部连通有用于收集灰尘的集灰组件，所述集灰组件与所述进气扩散管相通。
通过采用上述技术方案，安装由电机、转轴和滚筒组成的清灰机构，电机与下横梁固定，转轴转动连接在阳极板上，滚筒套设在转轴上，且滚筒上带有刷毛，当转轴在电机的驱动下转动时，滚筒随之转动，刷毛对阳极板上的叶片进行除尘，掉落的灰尘在重力作用下进入集灰组件得以收集；由于刷毛与阳极板之间以摩擦的形式除尘，刷毛对阳极板造成的冲击较小，有效避免了二次扬尘，从而提升除尘器的除尘效果。
本发明进一步设置为，所述集灰组件包括与所述机壳底部相通的出料斗和集尘箱，所述集尘箱一端连通有与所述进气扩散管相通的出灰管。
通过采用上述技术方案，将集灰组件设置成出料斗和集尘箱的组合，出料斗与机壳内部相通，灰尘通过出料斗进入集尘箱中得以收集，且集尘箱端部还连通有出灰管，出灰管与进气扩散管相通以便出灰管内过滤的灰尘进入，从而避免灰尘在除尘器内部的积累，确保除尘器的正常工作。
本发明进一步设置为，所述进气扩散管内安装有过滤板，所述出灰管内安装有清灰组件，所述清灰组件包括与所述进气扩散管转动连接的翻板，所述翻板上固定有一铰接轴，所述铰接轴两端与所述进气扩散管转动连接，且所述铰接轴的轴线高度低于所述翻板重心高度。
通过采用上述技术方案，在进气扩散管内安装过滤板以对烟气进行初步过滤，并设置由翻板和铰接轴组成的清灰组件，翻板铰接在进气扩散管与出灰管相通处，铰接轴两端贯穿翻板并与进气扩散管转动连接，且铰接轴的中心轴线位于翻板靠近过滤板的一侧，铰接轴的轴线高度低于翻板的中心高度，使得翻板靠近过滤板的一端不易向下翻转，当烟气中的部分灰尘在过滤板的阻碍下滞留在进气扩散管中，并在重力作用下逐渐在翻板靠近过滤板的一侧积累，当灰尘积累到一定重量后，翻板在灰尘重力作用下翻转，灰尘进入出灰管中，最终进入出料斗得到处理，从而避免了进气管内灰尘的堆积，提高了烟气的均布效果。
本发明进一步设置为，所述出灰管内固定有支架，所述支架上设有复位部件，所述复位部件包括与所述翻板远离所述过滤板的一端铰接的连杆，所述连杆一端贯穿所述支架且其上固定有薄片，所述连杆上套设有弹簧，所述弹簧两端分别与所述支架、所述薄片抵触。
通过采用上述技术方案，在出灰管内固定一个支架，并在支架上设置由连杆、薄片和弹簧组成的复位部件，弹簧套设在连杆上，且位于支架下表面与薄片之间，当翻板在积灰的重力作用下翻转时，灰尘掉落至出灰管中，此时翻板带动连杆上升，弹簧在薄片的挤压下被压缩；当灰尘的落入出灰管后，弹簧的弹力自动将翻板翻转，以此遮蔽缺口，实现翻板的自动复位。
本发明进一步设置为，所述机壳、所述进气管、所述进气扩散管、所述分流管和所述入口扩散管内壁上均嵌设有隔热棉。
通过采用上述技术方案，在机壳、进气管、进气扩散管、分流管以及入口扩散管的内壁上嵌设隔热棉，隔热棉具有良好的绝热性，以此减少烟气的热量损失，使得烟气在适当温度下进行除尘，提高除尘效果。
本发明进一步设置为，所述出气机构包括加速组件以及与所述机壳相通的出气管，所述加速组件包括依次相连并与所述机壳相通的出口加速管和汇流管，所述汇流管与所述出气管相通，且所述出口加速管中固定有多层加速板，所述加速板上开设有截锥状的加速孔。
通过采用上述技术方案，将出气机构设置成加速组件和出气管的组合，而加速组件包括出口加速管和汇流管，烟气从机壳内依次进入出口加速管、汇流管中，再从出气管中流出，烟气经过出口加速管中时，位于出口加速管内的加速板上的加速孔将气流汇集，以此提高烟气的速度，使得烟气速度与烟气进入进气管时相近。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、在机壳上安装进气机构和出气机构以便烟气进出；并安装由阴极线和阳极板形成的除尘机构，阴极线和阳极板形成除尘电场；又在机壳上安装清灰机构以便将阳极板上吸附的灰尘清除，又在底板上固定导向板，导向板将烟气的流向改变，使烟气的流动更为曲折，从而有效延长烟气在电场中滞留的时间，提升除尘效果；
2、将集灰组件设置成出料斗和集尘箱的组合，出料斗与机壳内部相通，灰尘通过出料斗进入集尘箱中得以收集，从而避免灰尘在除尘器内部的积累，确保除尘器的正常工作；
3、在机壳、进气管、进气扩散管、分流管以及入口扩散管的内壁上嵌设隔热棉，隔热棉具有良好的绝热性，使烟气在适当温度下进行除尘，进一步提高除尘效果。
附图说明
图1是实施例的整体结构示意图；
图2是实施例中进气机构的剖面结构示意图；
图3是图2中A的放大示意图；
图4是实施例中机壳的剖面结构示意图；
图5是实施例中阴极线和阳极板的排布结构示意图；
图6是实施例中转动除尘组件的结构示意图；
图7是实施例中清灰组件的剖面结构示意图；
图8是图7中B的放大示意图；
图9是实施例中出气机构剖面结构示意图；
图10是图 9中C的放大示意图。
图中：1、机壳；10、底板；11、上横梁；12、下横梁；2、进气机构；21、进气管；22、减速组件；221、进气扩散管；222、过滤板；223、分流管；2231、导流板；224、入口扩散管；225、均布板；2251、均布孔；2252、均布块；3、除尘机构；31、阴极线；32、阳极板；33、导向板；4、出气机构；41、加速组件；411、出口加速管；412、加速板；413、加速孔；414、汇流管；42、出气管；5、清灰机构；51、转动除尘组件；511、电机；512、转轴；513、滚筒；514、刷毛；515、传动部件；5151、联轴器；5152、齿轮；5153、带轮；5154、皮带；52、集灰组件；521、出料斗；522、集尘箱；523、出灰管；53、清灰组件；531、翻板；532、铰接轴；533、支架；534、限位杆；535、复位部件；5351、连杆；5352、薄片；5353、弹簧；6、隔热棉。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种高效静电除尘器，包括机壳1，机壳1呈长方体形，其两侧分别安装有进气机构2和出气机构4以供烟气进出。
如图2所示，进气机构2包括进气管21和减速组件22，减速组件22包括进气扩散管221、分流管223和入口扩散管224。进气管21一端用于供烟气进入，另一端与进气扩散管221连通；进气扩散管221呈横置的棱台形，其口径较小的一端与进气管21相连，另一端与分流管223相通；分流管223与进气扩散管221相通的一端呈长方体形，其另一端分设有四个出口，以此将烟气分成四个部分输送，且分流管223中固定有两块导流板2231以便将烟气导向分流管223两端的出口，从而提高烟气的均布效果；入口扩散管224呈横置的棱台形，其口径较小的一端与分流管223的出口相连，另一端与机壳1连通，从而使烟气进入机壳1中进行除尘。入口扩散管224中还安装有两层均布板225，均布板225呈方形薄板状，均布板225上开设有均布孔2251。结合图3所示，均布孔2251截面呈截锥状，气体从均布孔2251直径较小的一端进入，并沿均布孔2251内壁扩散直至从均布孔2251直径较大的一端流出。均布孔2251内还固定有均布块2252，均布块2252由均布孔2251进气的一端逐渐向另一端变窄，烟气在均布块2252的作用下进一步被切割。由于烟气与均布板225的碰撞降低了烟气的流速，且均布孔2251以及均布块2252将烟气分散，大大降低了烟气的流速，提高了烟气的均布效果。
如图4所示，机壳1底部安装有底板10，底板10的长度方向与机壳1的宽度方向一致，且底板10沿机壳1长度方向内排列分布。机壳1内还安装有上横梁11和下横梁12，上横梁11固定在机壳1上部，下横梁12固定在机壳1底部，且上横梁11和下横梁12的长度方向与机壳1的长度方向一致，上横梁11和下横梁12沿机壳1的宽度方向排列分布，下横梁12与底板10交叉设置。结合图5、图6所示，除尘机构3包括阴极线31和阳极板32，阴极线31和阳极板32安装在上横梁11和下横梁12之间。阴极线31两端分别与上横梁11、下横梁12焊接在一起；阳极板32上下两端分别与上横梁11、下横梁12插接固定。阴极线31和阳极板32均以矩形阵列的形式排布，且阴极线31与阳极板32间隔设置，以此产生电场。当烟气经过由阴极线31和阳极板32配合形成的电场时，烟气发生电离，烟气中的粉尘荷电后与气流分离并在电场力作用下向阳极板32移动，直至吸附在阳极板32上，从而达到除尘的目的。
如图4、图5所示，阴极线31和阳极板32排列成的矩阵中还安装有多个导向板33，导向板33排列分布在阴极线31和阳极板32之间，用于分割烟气并改变烟气流向。导向板33底部与底板10焊接在一起，且导向板33横截面呈正六边形，其两侧与相邻的阳极板32抵紧。由于导向板33正对烟气流入方向的一侧由中部向两边倾斜延伸，以此将烟气均匀分流至两侧的阳极板32上，从而将阴极线31和阳极板32形成的矩阵分割成多个层级。当烟气进入机壳1后，烟气在电场中前进，当烟气遇到导向板33时，导向板33将烟气导向两侧，从而使得烟气以不定向的弯折路线进行传输。图5中列举了a、b、c、d、e五种不同入口的传输路线，烟气在进入电场时均分成多路，沿不同传输路线传输的烟气在传输过程中相互碰撞、汇流、分流，从而大大减小了烟气的流速；且弯折的传输路线延长了烟气在电场内滞留的时间，从而有效提升了除尘器的除尘效果。
如图4所示，机壳1底部还安装有清灰机构5，清灰机构5包括转动除尘组件51和集灰组件52，结合图6所示，转动除尘组件51包括电机511、转轴512、滚筒513、刷毛514和传动部件515。电机511有多个，排列分布在矩阵中部的下横梁12的底部，并与下横梁12固定。转轴512呈竖直的杆状结构，其两端直径较小，以便安装在上横梁11和下横梁12之间，且转轴512两端分别与上横梁11、下横梁12转动连接。滚筒513套设在转轴512上，且滚筒513可随转轴512转动。刷毛514设置在滚筒513周侧表面上，且刷毛514端部与阳极板32表面接触以便在转轴512转动时清理阳极板32上的灰尘。电机511与转轴512之间安装有传动部件515以实现传动，传动部件515包括联轴器5151、齿轮5152、带轮5153和皮带5154。联轴器5151固定在电机511的输出轴上，并将电机511的输出轴与其上的转轴512固定相连；齿轮5152固定在转轴512底部，且同一阳极板32上相邻的转轴512上的齿轮5152相互啮合；带轮5153固定在电机511的输出轴上，且皮带5154套设在相邻的阳极板32之间的带轮5153上，以此实现沿机壳1长度方向排列的同一列上的阳极板32之间的传动，达到利用一个电机511驱动一排转轴512的转动的目的，减小安装成本。
如图4所示，集灰组件52包括出料斗521和集尘箱522，出料斗521呈倒置的棱台形，出料斗521口径较大的一端与机壳1底部相连且与机壳1内部相通，转动除尘组件51清除的灰尘在自身重力作用下落入出料斗521中。集尘箱522固定在出料斗521底部，且集尘箱522内部中空并与出料斗521相通，落入出料斗521内的灰尘沿出料斗521内壁滑入集尘箱522中得以存储，操作人员只需定期将集满灰尘的集尘箱522清空即可。
如图7所示，集尘箱522一侧连通有出灰管523，出灰管523与进气扩散管221相通。进气扩散管221内安装有过滤板222，过滤板222周侧与进气扩散管221内壁焊接在一起，且过滤板222上开设有滤孔，以此将烟气中较大的颗粒、灰尘过滤。进气扩散管221底部开设有长方形的缺口，缺口位于过滤板222靠近进气管21的一侧，且进气扩散管221与出灰管523通过缺口实现相通。清灰组件53安装在出灰管523和进气扩散管221上，结合图8所示，清灰机构5还包括清灰组件53，清灰组件53包括翻板531、铰接轴532和支架533和复位部件535。翻板531长方形板状结构，安装在缺口内。铰接轴532穿设在翻板531内并与翻板531固定，且铰接轴532两端与缺口处的进气扩散管221内壁转动连接。铰接轴532的中心轴线位于翻板531靠近过滤板222的一侧，铰接轴532的轴线高度低于翻板531的中心高度，使得翻板531靠近过滤板222的一端不易向下翻转。支架533为平直的板状结构，固定在出灰管523内壁上，且其上固定有一限位杆534。限位杆534为竖直的杆状结构，其底部与支架533焊接在一起，顶部与翻板531远离过滤板222的一端抵触，以此对翻板531进行支撑，并避免翻板531远离过滤板222的一端向下翻转，从而避免灰尘从翻板531远离过滤板222的一侧落入出灰管523中。
如图7、8所示，支架533上还安装有复位部件535，复位部件535包括连杆5351、薄片5352和弹簧5353。连杆5351为竖直的杆状结构，其顶部与翻板531远离过滤板222的一端铰接，底部贯穿支架533并与薄片5352固定，且薄片5352直径大于连杆5351直径。弹簧5353套设在连杆5351上，其顶部与支架533下表面抵触，底部与薄片5352上表面抵触，当翻板531在积灰的重力作用下翻转时，灰尘掉落至出灰管523中，此时翻板531带动连杆5351上升，弹簧5353在薄片5352的挤压下被压缩；当灰尘的落入出灰管523后，弹簧5353的弹力自动将翻板531翻转，以此遮蔽缺口，实现翻板531的自动复位。
如图9所示，出气机构4包括加速组件41和出气管42，加速组件41与机壳1相通并将流入的气流加速，出气管42与加速组件41相通以便将除尘后的气体输出。加速组件41包括出口加速管411和汇流管414，出口加速管411呈横置的呈棱台形，数量为4，且出口加速管411口径较大的一端与机壳1相通以便气体进入。汇流管414安装在出口加速管411口径较小的一端，将四个出口加速管411中的气体汇合并集中输出至出气管42中。出口加速管411中还安装有两层加速板412，加速板412呈方形薄板状，且加速板412上还开设有多个加速孔413。结合图10所示，加速孔413截面呈截锥状，气体从加速孔413直径较大的一端进入，并沿加速孔413内壁收缩直至从加速孔413直径较小的一端流出，以此对气体进行一定的加速，便于气体从出气管42中输出。
如图2所示，进气管21、进气扩散管221、分流管223、入口扩散管224以及机壳1内壁中均嵌设有隔热棉6，隔热棉6具有良好的绝热性，以此减少烟气的热量损失，使得烟气在适当温度下进行除尘，提高除尘效果。
本实施例在使用时，只需将烟气从进气管21中通入，烟气沿进气管21内壁进入进气扩散管221中，此时进气扩散管221内的过滤板222对烟气进行过滤，之后进入分流管223中，并在导流板2231的作用下均分至各入口扩散管224中，入口扩散管224中还安装有两层均布板225，均布板225上开设有截锥状的均布孔2251，气体从均布孔2251直径较小的一端进入，并沿均布孔2251内壁扩散直至从均布孔2251直径较大的一端流出，降低了烟气的流速，低速的烟气最终沿入口扩散管224内壁进入机壳1中。
机壳1中安装了阴极线31和阳极板32，阴极线31和阳极板32均以矩形阵列的形式排布，且阴极线31与阳极板32间隔设置，以此产生电场。当烟气经过由阴极线31和阳极板32配合形成的电场时，烟气发生电离，烟气中的粉尘荷电后与气流分离并在电场力作用下向阳极板32移动，直至吸附在阳极板32上，从而达到除尘的目的。阴极线31和阳极板32排列成的矩阵中还安装有多个导向板33，当烟气遇到导向板33时，导向板33将烟气导向两侧，从而使得烟气以不定向的弯折路线进行传输。
除尘后的烟气沿出口加速管411流出，经过加速板412上的加速孔413时，气体从加速孔413直径较大的一端进入，并沿加速孔413内壁收缩直至从加速孔413直径较小的一端流出，以此对气体进行一定的加速；加速后的气体在汇流管414中汇合并集中输出至出气管42内，从而实现烟气的输出。
上述过程中，弯折的传输路线延长了烟气在电场内滞留的时间，从而有效提升了除尘器的除尘效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。