自适应开孔率智能防风抑尘网装置及其防风抑尘方法与流程

本发明涉及防风抑尘技术领域，特别涉及一种自适应开孔率智能防风抑尘网装置及其防风抑尘方法。

背景技术

随着环境问题的逐渐突出以及国家对于环保问题的不断重视，扬尘污染作为一个严重的污染源得到了有关部门的高度关注。我国经济迅猛发展，煤炭等散料的货物贮运量不断增加，露天煤场、料场等在运营作业过程中极易产生扬尘，造成严重的污染。2013年，国务院发布了《关于印发大气污染防治行动计划的通知》，要求大型煤堆、料场必须实现封闭储存或建设防风抑尘设施。防风抑尘网作为一种可以有效控制散堆料场起尘与扩散的手段，已经被广泛应用到实际工程之中。

当风通过防风抑尘网时，会在墙后出现分离和附着两种现象，形成上、下干扰气流，防风抑尘网可以降低来风的风速，最大限度的损耗来风的动能，减少风的湍流度，从而降低散料起扬率。开孔率即透风面积与总面积的比值，是防风抑尘网的重要指标之一，目前最常用的开孔率在30％～40％。防风抑尘网的防尘效果还与其设置方式、高度、与料堆的距离等和因素有关。根据大量实测资料与数值模拟结果可知，防风抑尘网的抑尘效果受风速影响很大，不同风速下应有不同开孔率的防风抑尘网才能高效抑尘。因此固定开孔率的防尘网并不能时刻达到最佳的抑尘效果。目前，根据材料不同被广泛使用的防风抑尘网类型为柔性和刚性防风抑尘网。根据移动性能不同，防风抑尘网也可被分为固定式和移动式两种。但目前各种类型的防风抑尘网均不能做到根据实时风速调整开孔率，也就不能保证在不同的风场条件下最大限度的发挥抑尘作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服目前防风抑尘网开孔率固定，无法时刻发挥最佳抑尘效果的问题，提供一种可以实时监测露天堆场处风场条件寻找最佳开孔率并进行自调整的防风抑尘网系统，为有效控制散堆料厂起尘与扩散提供技术支持。

本发明所采用的技术方案是：一种自适应开孔率智能防风抑尘网装置，包括风速传感器、计算系统、防风网片系统、开孔率自动控制系统、扬尘监测装置；

所述风速传感器设置在所述防风网片系统的前方，用于实时测量堆场区域的风速并将信息传递给所述计算系统；

所述扬尘监测装置设置在所述防风网片系统的后方，用于实时监测堆场内扬尘浓度并将信息传入所述计算系统；

所述开孔率自动控制系统用于调整所述防风网片系统的开孔率；

所述计算系统分别与所述风速传感器、开孔率自动控制系统、扬尘监测装置相连接，用于接收所述风速传感器、扬尘监测装置的信号并控制所述开孔率自动控制系统调整开孔率。

进一步的，所述防风网片系统包括两层重叠并能在竖直方向相互移动的内层防风网片和外层防风网片，所述内层防风网片和所述外层防风网片在相同位置开设有呈矩阵状排列的开孔；所述内层防风网片坐落在所述开孔率自动控制系统的液压升降装置上，所述内层防风网片在所述液压升降装置的作用下沿竖直方向移动以调整所述内层防风网片的未开孔区域在所述外层防风网片的开孔上的覆盖程度。

其中，所述防风网片系统还包括滑槽，所述滑槽分别设置在所述内层防风网片和外层防风网片的左右两侧，用于控制所述外层防风网片和内层防风网片的相对移动方向。

其中，所述内层防风网片与所述外层防风网片相接触的一侧沿竖向设置有若干根肋条，用于减小内层防风网片和外层防风网片相互移动时需要克服的摩擦力。

进一步的，所述开孔率自动控制系统包括液压升降装置、分流阀、油泵、电动控制机构；所述液压升降装置设置有两个，分别设置在所述防风网片系统的左右两侧，用于推动所述防风网片系统的内层防风网片运动；两个所述液压升降装置共同连接至所述分流阀，所述分流阀、油泵、电动控制机构依次连接。

其中，所述液压升降装置包括顶板、支撑杆、液压缸；所述顶板连接在所述支撑杆的顶部，所述顶板的突出部分与所述防风网片系统的内层防风网片相互接触对内层防风网片进行移动；所述支撑杆包括呈“x”型连接的左支撑杆和右支撑杆，所述液压缸的底端铰接在所述右支撑杆的底部、所述液压缸的活塞杆顶端铰接在所述左支撑杆的中上部；所述液压缸与所述分流阀相连接。

本发明所采用的技术方案是：一种基于上述自适应开孔率智能防风抑尘网装置的防风抑尘方法，包括以下步骤：

步骤1，风速传感器感应实时风速，将当前风速信号传入计算系统；

步骤2，计算当前风速下的最佳开孔率；

步骤3，计算系统将步骤2得到的最佳开孔率所对应的内层防风网片的移动距离传入开孔率自动控制系统的电动控制机构；

步骤4，液压升降装置升降内层防风网片；

步骤5，扬尘监测装置实时监测堆场内扬尘浓度，并将信号传入计算系统，将实时扬尘浓度显示在计算系统的显示器上。

进一步的，步骤2中，所述的计算当前风速下的最佳开孔率，具体为：

步骤2.1，控制内层防风网片升降以调整开孔率，监测当前开孔率下的扬尘量；

步骤2.2，依次调整开孔率由0％至80％，监测每个开孔率下的扬尘量，得到一系列开孔率-扬尘量的组值；

步骤2.3，以开孔率为横坐标，对应的扬尘量为纵坐标，将个点绘制于坐标系并进行曲线拟合；

步骤2.4，拟合曲线的最低点对应的开孔率即为当前风速下的最佳开孔率。

本发明的有益效果是：与传统的防风抑尘网装置相比，本发明最大的优点是使装置的开孔率可根据环境调节，从而获得最佳的抑尘效果。由于两层防风网片可以相互移动，因此装置的开孔率可以在一定范围内进行改变。由于其独特的地理位置，港口地区风场相对于内陆地区变化幅度较大。例如，根据资料，1996到2005年天津港遭遇平均风速为4.5m/s,最大风速为26.5m/s,最小风速小于1m/s。本发明可使不同风速下防风抑尘网的抑尘效果均在90％以上。因此，自适应开孔率智能防风抑尘网装置及其防风抑尘方法具有其实际应用意义。

附图说明

图1：本发明自适应开孔率智能防风抑尘网装置结构示意图；

图2：本发明的防风网片系统正视示意图；

图3：本发明的防风网片系统后视示意图；

图4：本发明的防风网片系统侧视示意图；

图5：本发明的防风网片系统俯视示意图；

图6：本发明的开孔率自动控制系统示意图；

附图标注：1-防风网片系统；2-风速传感器；3-计算系统；4-扬尘监测装置；5-钢筋混凝土基础；6-钢筋混凝土柱；7-液压升降装置；8-滑槽；9-外层防风网片；10-内层防风网片；11-钢结构支护；12-液压缸；13-分流阀；14-油泵；15-电动控制机构；16-支撑杆；17-顶板。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如附图1至图6所示，一种自适应开孔率智能防风抑尘网装置，共由五部分组成：风速传感器2、计算系统3、防风网片系统1、开孔率自动控制系统、扬尘监测装置4。

①风速传感器2：所述风速传感器2设置在所述防风网片系统1的前方，用于实时测量堆场区域的风速并将信息传递给所述计算系统3；

②计算系统3：接受风速传感器2和扬尘监测装置4传来的信息，并计算出最佳开孔率及相应防风网片移动距离(即，液压升降装置7移动距离)，将信号传向开孔率自动控制系统调整开孔率。所述计算系统3与所述风速传感器2、开孔率自动控制系统、扬尘监测装置4通过数据线相连接。

③防风网片系统1：包括钢筋混凝土基础5、钢筋混凝土柱6、用于支撑防风抑尘网的钢结构支护11、供防风网片移动的滑槽8、两层重叠并能在竖直方向相互移动的内层防风网片10和外层防风网片9。所述内层防风网片10和所述外层防风网片9在相同位置开设有呈矩阵状排列的开孔；所述内层防风网片10与所述外层防风网片9相接触的一侧沿竖向设置有5根肋条，用于减小内层防风网片10和外层防风网片9相互移动时需要克服的摩擦力；所述内层防风网片10坐落在所述开孔率自动控制系统的液压升降装置7上，所述内层防风网片10在所述液压升降装置7的作用下沿竖直方向移动以调整所述内层防风网片10的未开孔区域在所述外层防风网片9的开孔上的覆盖程度，全部覆盖开孔率为0％。所述滑槽8分别设置在所述内层防风网片10和外层防风网片9的左右两侧，用于控制所述外层防风网片9和内层防风网片10的相对移动方向。

④开孔率自动控制系统：用于调整所述防风网片系统1的开孔率。所述开孔率自动控制系统包括液压升降装置7、分流阀13、油泵14、电动控制机构15；所述液压升降装置7设置有两个，分别设置在所述防风网片系统1的左右两侧，接收计算系统3的信号推动所述内层防风网片10运动；两个所述液压升降装置7共同连接至所述分流阀13，所述分流阀13、油泵14、电动控制机构15依次连接。其中，所述液压升降装置7包括顶板17、支撑杆16、液压缸12；所述顶板17连接在所述支撑杆16的顶部，所述顶板17的突出部分与所述内层防风网片10相互接触对其进行移动；所述支撑杆16包括呈“x”型连接的左支撑杆和右支撑杆，所述液压缸12的底端铰接在所述右支撑杆的底部、所述液压缸12的活塞杆顶端铰接在所述左支撑杆的中上部；所述液压缸12与所述分流阀13相连接。

⑤扬尘监测装置4：所述扬尘监测装置4设置在所述防风网片系统1的后方，用于实时监测堆场内扬尘浓度并将信息传入所述计算系统3。

基于上述自适应开孔率智能防风抑尘网装置的防风抑尘方法，包括以下步骤：

步骤1，风速传感器2感应实时风速，将当前风速信号传入计算系统3；

步骤2，计算当前风速下的最佳开孔率：

步骤2.1，控制内层防风网片10升降以调整开孔率，监测当前开孔率下的扬尘量；

步骤2.2，依次调整开孔率由0％至80％，监测每个开孔率下的扬尘量，得到一系列开孔率-扬尘量的组值；

步骤2.3，以开孔率为横坐标，对应的扬尘量为纵坐标，将个点绘制于坐标系并进行曲线拟合；

步骤2.4，拟合曲线的最低点对应的开孔率即为当前风速下的最佳开孔率；

步骤3，计算系统3将步骤2得到的最佳开孔率所对应的内层防风网片10的移动距离传入开孔率自动控制系统的电动控制机构15；

步骤4，液压升降装置7升降内层防风网片10；

步骤5，扬尘监测装置4实时监测堆场内扬尘浓度，并将信号传入计算系统3，将实时扬尘浓度显示在计算系统3的显示器上。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。