一种工业机器人作业用净化除尘装置及其净化方法与流程

1.本发明涉及工业机器人领域，具体涉及一种工业机器人作业用净化除尘装置及其净化方法。


背景技术：

2.工业机器人是一种用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工和制造的功能，其被广泛应用于码垛、焊接、装配和检测等方面。
3.现有的工业机器人通常缺乏烟尘净化除尘装置，特别是焊接类工业机器人，它们在进行作业时常常会产生大量的小颗粒烟尘，产生的烟尘会顺着焊接点上浮于空气中，这些烟尘一旦进入机器人本体内可能会影响工业机器人的正常运行，对焊接工件的正常加工处理产生影响，同时也会污染加工环境，对加工人员的身体产生危害，存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

4.发明目的：提供一种工业机器人作业用净化除尘装置及其净化方法，通过净化外壳和气幕隔离部件可以对焊接烟尘进行隔绝吸附，同时配合烟尘过滤部件对隔绝吸附的烟尘进行净化过滤，从而解决了现有技术存在的上述问题。
5.技术方案：一种工业机器人作业用净化除尘装置，包括外螺纹管、净化外壳和气幕隔离部件；所述净化外壳连接于外螺纹管一端，用于减少烟尘扩散；所述气幕隔离部件包括连接于净化外壳内壁上、内部均设置有气流通道的第一气幕板和第二气幕板，第一气幕板和第二气幕板的轴向上各自设置有至少一组与气流通道连通的第一气幕槽和第二气幕槽，所述第一气幕槽和第二气幕槽分别以预定间距的方式设置在第一气幕板与第二气幕板相互靠近的面上，使第二气幕板喷出的气流中的部分涡流能够被第一气幕板吸入。
6.在进一步的实施例中，所述外螺纹管外壁上开凿有多个均匀设置的移动槽，所述移动槽内滑动设有相适配的移动块，所述移动块与移动槽内壁之间连接有从动弹簧，多个所述移动块远离外螺纹管的一面连接有加强环，所述加强环远离外螺纹管的一端与净化外壳固定连接，净化外壳上端开凿有滑槽，所述滑槽的直径大于外螺纹管的直径，通过移动槽、移动块和加强环的设置可以将净化外壳与外螺纹管相连接，同时通过移动加强环带动移动块在移动槽内滑动，可以带动净化外壳进行移动，从而可以调节净化外壳与焊接头之间的相对距离。
7.在进一步的实施例中，所述净化外壳下端连接有、用于保护净化外壳的弹性接触板，所述弹性接触板为耐高温材质，优选的，弹性接触板为耐高温软胶，可以在焊接头进行工作时避免净化外壳与焊接工件发生碰撞，保护净化外壳的正常使用和焊接头的正常工
作，同时在弹性接触板与焊接工件抵接时可以带动移动块在移动槽内移动，使得从动弹簧发生形变，形变后的从动弹簧可以带动弹性接触板与焊接工件持续抵接，同时可以带动移动块在移动槽内做回复运动，保证焊接头在工作期间净化外壳可以对焊接烟尘进行持续高效的进行阻隔。
8.在进一步的实施例中，所述加强环远离净化外壳的一面连接有多个移动板，所述加强环与移动块上均对应开凿有固定孔，所述固定孔内插设有相适配的固定钉，可以在净化外壳闲置时将净化外壳与外螺纹管进行固定，从而避免净化外壳在闲置时发生晃动造成损坏，保护净化外壳和相关部件的正常使用。
9.在进一步的实施例中，所述净化外壳上开凿有多个第一进气槽，所述第二气幕板下端对应开凿有多个第二进气槽，多个所述第一进气槽内均贯穿设有进气管，所述进气管贯穿第一进气槽的一端与第二进气槽内壁固定连接，多个所述进气管远离第二气幕板的一端连接有气泵，焊接头工作前将气泵启动，使得气泵对进气管内充气，气流经由第二进气槽进入第二气幕板内，然后经由第二气幕槽喷出，并经由第一气幕槽进入第一气幕板内，气流在第二气幕槽与第一气幕槽之间形成隔绝气幕，不仅可以将焊接烟尘隔绝在隔绝气幕中，也可以在高速流动的气流作用下对焊接烟尘进行吸收，使得焊接烟尘进入第一气幕板内，避免烟尘外泄对工作环境和工作人员的健康造成影响。
10.在进一步的实施例中，所述第一气幕板外侧开凿有多个第一出气槽，所述净化外壳外壁上对应开凿有多个第二出气槽，所述第二出气槽、第一出气槽与第一气幕槽均连通，所述第一出气槽内壁上嵌有第一阻火网，第二出气槽和第一出气槽对应设置，烟尘可以经由第一气幕槽进入第一气幕板内，并经由第一出气槽排出第一气幕板，第一阻火网可对大颗粒状及焊接产生的火星和烟尘颗粒进行分离截流。
11.在进一步的实施例中，所述净化外壳外壁上连接有烟尘过滤部件，所述烟尘过滤部件包括过滤盒，所述过滤盒内壁上开凿有多个第三进气槽，第三进气槽与第二出气槽对应设置，烟尘经由第三进气槽进入过滤盒进行净化。
12.在进一步的实施例中，所述烟尘过滤部件还包括设置于过滤盒内、将过滤盒分为烟尘净化通道和导出通道的隔板，所述隔板与过滤盒内壁之间连接有第一滤板，所述烟尘净化通道和导出通道内分别设有第一净化板和第二净化板，所述第一净化板和第二净化板上连接有连接卡板，所述连接卡板与过滤盒上螺纹连接有锁紧钉，锁紧钉将连接卡板和过滤盒进行固定，便于使用者对过滤盒和连接卡板进行拆装，第一净化板和第二净化板均为活性炭块，第一净化板和第二净化板上均开凿有多个吸收孔，所述第一净化板和第二净化板上吸收孔的直接比为2：1，烟尘进入过滤盒后首先进入烟尘净化通道，经由第一净化板的吸收净化之后通过第一滤板过滤进入导出通道，在导出通道内再经由第二净化板的吸收净化可以配合第一净化板和第一滤板将烟尘中的颗粒和有毒气体等杂质进行过滤吸收过滤净化。
13.在进一步的实施例中，所述过滤盒下端开凿有多个第三出气槽，所述第三出气槽与导出通道相连通，所述过滤盒下端连接有第二滤板，经由第一净化板、第二净化板和第一滤板的过滤吸收净化后的烟尘经由第三出气槽以及第二滤板的再一次过滤流出过滤盒，流出后的气流可以对焊接作业进行降温。
14.一种工业机器人作业用净化除尘装置的净化方法，包括以下步骤：
s1、在焊接机器人工作前，将本装置通过外螺纹管与焊枪上的内螺纹管旋紧固定，使得净化外壳包覆在焊接头外侧；s2、启动气泵向进气管充气，气流通过进气管经由第二进气槽进入第二气幕板内，再经由第二气幕槽和第一气幕槽进入第一气幕板内，气流在第二气幕槽与第一气幕槽之间形成隔绝气幕；s3、启动焊接头进行工作，焊接产生的烟尘被隔绝气幕阻隔，并在隔绝气幕的吸附下经由第一气幕槽进入第一气幕板内；s4、然后，烟尘经过第一出气槽、第一阻火网、第二出气槽和第三进气槽进入过滤盒内；s5、之后，烟尘通过第一净化板和第二净化板的净化以及第一滤板的过滤之后经由第三出气槽和第二滤板排出过滤盒。
15.有益效果：本发明涉及一种工业机器人作业用净化除尘装置及其净化方法，通过在焊接壁上设置净化外壳和气幕隔离部件，可以对焊接作业时产生的烟尘进行隔绝吸附，避免烟尘扩散到作业环境中，对环境造成污染，同时配合烟尘过滤部件，对隔绝吸附的烟尘进行净化过滤后排出，不仅可以对作业环境和工作人员进行保护，也可以避免烟尘颗粒进入工业机器人本体内，保护工业机器人的正常运行，保护焊接工件的正常加工。
附图说明
16.图1为本发明的整体结构立体图。
17.图2为本发明的整体结构爆炸图。
18.图3为本发明的整体结构另一视角的爆炸图。
19.图4为本发明中部分结构的爆炸图。
20.图5为图4中a处的局部放大图。
21.图6为本发明中气幕隔离部件的爆炸图。
22.图7为本发明中气幕隔离部件另一视角的爆炸图。
23.图8为本发明中过滤部件的剖视图。
24.图9为图8中b处的局部放大图。
25.图10为图8中c处的局部放大图。
26.图中各附图标记为：1.外螺纹管、101.移动槽、102.移动块、103.加强环、104.移动板、105.从动弹簧、106.固定孔、107.固定钉、2.净化外壳、201.第一进气槽、202.第二出气槽、203.第五出气槽、204.密封盖板、3.气幕隔离部件、301.第一气幕板、302.第一气幕槽、303.第二气幕板、304.第二气幕槽、305.第一出气槽、306.第一阻火网、307.第二进气槽、308.第四出气槽、309.第二阻火网、4.烟尘过滤部件、401.过滤盒、402.第三进气槽、403.隔板、404.第一滤板、405.第一净化板、406.第二净化板、407.连接卡板、408.锁紧钉、409.第三出气槽、410.第二滤板、5.弹性接触板。
具体实施方式
27.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以
实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
28.如图1
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图10所示，本发明公开了一种工业机器人作业用净化除尘装置及其净化方法。其中，一种工业机器人作业用净化除尘装置包括外螺纹管1、净化外壳2和气幕隔离部件3。
29.使用时，将本装置通过外螺纹管1与焊接装置进行连接，焊接装置包括连接于工业机器人机械臂上的焊枪，以及焊枪一端连接的用于焊接作业的焊接头，焊枪外壁上固定连接有与外螺纹管1相适配的内螺纹管，用于将外螺纹管1与焊枪螺纹连接。
30.如图1
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图5所示，净化外壳2连接于外螺纹管1一端，用于减少烟尘扩散。
31.其中，焊接头在对焊接工件进行焊接作业时，会产生大量的烟尘，将外螺纹管1与焊枪螺纹旋紧之后，净化外壳2可以将焊接头包覆，使得焊接烟尘流入净化外壳2中，减少扩散在工作环境中的烟尘。
32.如图4
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图5所示，外螺纹管1外壁上开凿有多个均匀设置的移动槽101，移动槽101内滑动设有相适配的移动块102，多个移动块102远离外螺纹管1的一面连接有加强环103，加强环103远离外螺纹管1的一端与净化外壳2固定连接，净化外壳2上端开凿有滑槽，滑槽的直径大于外螺纹管1的直径，通过移动槽101、移动块102和加强环103的设置可以将净化外壳2与外螺纹管1相连接，同时通过移动加强环103带动移动块102在移动槽101内滑动，可以带动净化外壳2进行移动，从而可以调节净化外壳2与焊接头之间的相对距离。
33.其中，移动槽101、移动块102和加强环103的设置，可以在外螺纹管1与焊枪螺纹旋紧之后，用于调节净化外壳2与焊接头和焊接工件的相对位置，避免焊接头工作时造成净化外壳2与焊接工件发生碰撞的情况，保证焊接头的正常工作，同时，移动块102与移动槽101内壁之间连接有从动弹簧105，净化外壳2下端连接有弹性接触板5，弹性接触板5为耐高温材质，优选的，弹性接触板5为耐高温软胶，可以在焊接头进行工作时避免净化外壳2与焊接工件发生碰撞，保护净化外壳2的正常使用和焊接头的正常工作，同时在弹性接触板5与焊接工件抵接时可以带动移动块102在移动槽101内移动，使得从动弹簧105发生形变，形变后的从动弹簧105可以带动弹性接触板5与焊接工件持续抵接，同时可以带动移动块102在移动槽101内做回复运动，保证焊接头在工作期间净化外壳2可以对焊接烟尘进行持续高效的进行阻隔。
34.同时，从动弹簧105和弹性接触板5的设置，使得焊接头在工作时，即使净化外壳2与焊接工件将要发生抵接或碰撞时，也可以通过弹性接触板5和从动弹簧105进行缓冲，以及通过弹性接触板5和从动弹簧105带动移动块102在移动槽101内进行自行移动，从而自动调节净化外壳2与焊接头和焊接工件之间的相对位置，并通过从动弹簧105和弹性接触板5对焊接工件进行抵紧，从而在不影响焊接头正常工作的情况下，提高净化外壳2对烟尘的阻隔效率，减少烟尘的外泄。
35.如图4
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图5所示，加强环103远离净化外壳2的一面连接有多个移动板104，加强环103与移动块102上均对应开凿有固定孔106，固定孔106内插设有相适配的固定钉107，可以在净化外壳2闲置时将净化外壳2与外螺纹管1进行固定，从而避免净化外壳2在闲置时发生晃动造成损坏，保护净化外壳2和相关部件的正常使用。
36.其中，移动槽101外壁上开凿有多个与固定钉107相适配、且与固定孔106对应设置
的插孔，使用者可以在焊接头闲置时，将固定钉107插入固定孔106和对应的插孔内，把外螺纹管1和净化外壳2固定，从而避免净化外壳2发生晃动造成损坏，同时也可以对焊接头和焊枪形成防护，避免焊接头和焊枪部分落上灰尘、或者遭到外力撞击等，或在焊接头工作但无需调整净化外壳2与焊接头和焊接工件的相对位置时，将固定钉107插入固定孔106和对应的插孔内，把外螺纹管1和净化外壳2固定，例如焊接工件较为平整，在焊接头的运动过程中净化外壳2与弹性接触板5不会与焊接工件发生碰撞时，此时可以将外螺纹管1和净化外壳2进行固定，避免净化外壳2发生晃动，影响烟尘的隔绝效率。
37.如图6
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图7所示，气幕隔离部件3包括连接于净化外壳2内壁上、内部均设置有气流通道的第一气幕板301和第二气幕板303，且第一气幕板301设于第二气幕板303上侧，第一气幕板301和第二气幕板303的轴向上各自设置有至少一组与气流通道连通的第一气幕槽302和第二气幕槽304，第一气幕槽302和第二气幕槽304分别以预定间距的方式设置在第一气幕板301与第二气幕板303相互靠近的面上，使第二气幕板303喷出的气流中的部分涡流能够被第一气幕板301吸入。
38.其中，优选的，第一气幕槽302和第二气幕槽304均开凿有两组，第一气幕槽302和第二气幕槽304的开口方向均与净化外壳2内壁的倾角一致，使得第一气幕槽302和第二气幕槽304之间形成的隔绝气幕与净化外壳2内壁保持水平，可以在净化外壳2和隔绝气幕的相互作用下将焊接烟尘隔绝吸附在净化外壳2和隔绝气幕之间，两组第一气幕槽302和第二气幕槽304均对应设置，在第二气幕板303内通气之后，可以通过第二气幕槽304和第一气幕槽302在第二气幕板303和第一气幕板301之间形成两组气流通道，即两组用来阻隔、吸引烟尘的内隔绝气幕和外隔绝气幕，这里统称为隔绝气幕，隔绝气幕是在高速流动的气流中产生的风墙，配合气流高速运动产生的吸力可以用来将烟尘吸引、隔绝在净化外壳2内，同时内隔绝气幕和外隔绝气幕相互配合，可以提高净化外壳2在隔绝烟尘时的密封性以及烟尘的隔绝效率，避免烟尘的外泄。
39.如图1
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图7所示，净化外壳2上开凿有多个第一进气槽201，第二气幕板301下端对应开凿有多个第二进气槽307，多个第一进气槽201内均贯穿设有进气管，进气管贯穿第一进气槽201的一端与第二进气槽307内壁固定连接，多个进气管远离第二气幕板303的一端连接有气泵，焊接头工作前将气泵启动，优选的，气泵的型号为xbg
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1.1kw/380v，使得气泵对进气管内充气，气流经由进气管和第二进气槽307进入第二气幕板303内，然后经由第二气幕槽304喷出，并经由第一气幕槽302进入第一气幕板301内，气流在第二气幕槽304与第一气幕槽302之间形成隔绝气幕，不仅可以将焊接烟尘隔绝在隔绝气幕中，也可以在高速流动的气流形成的低压区的作用下对焊接烟尘进行吸收，使得焊接烟尘进入第一气幕板301内，避免烟尘外泄对工作环境和工作人员的健康造成影响，换句话说，通过高速气流的向上带动作用，使得烟尘向上运动，同时根据流体的特性，高速气流会在内部形成低压区，将烟尘向上引入通道中，通过上述两种作用，能够提高烟尘收集的效果。
40.其中，第一气幕板303外侧开凿有多个第一出气槽305，净化外壳2外壁上对应开凿有多个第二出气槽202，第二出气槽202、第一出气槽305与第一气幕槽302均连通，第一出气槽305内壁上嵌有第一阻火网306，第二出气槽202和第一出气槽305对应设置，烟尘可以经由第一气幕槽302进入第一气幕板301内，并经由第一出气槽305排出第一气幕板301，第一阻火网306可对大颗粒状及焊接产生的火星和烟尘颗粒进行分离截流，配合净化外壳2也可
以隔绝部分焊接发生的强光，减少光污染，保护工作人员的健康。
41.使用时，可以在第一气幕板301和第二气幕板303之间设置负离子发生器，负离子发生器可以安装在净化外壳2的内壁上，或者在净化外壳2的内壁上开凿有嵌槽，将负离子发生器嵌在嵌槽内，使得负离子发生器与隔绝气幕之间存在一定的距离，避免负离子发生器对隔绝气幕造成影响，负离子发生器在工作时可以产生负离子，负离子汇入第一气幕板301和第二气幕板303之间的气流中，可以利用负离子与烟尘中的正离子进行结合，从而对烟尘进行净化，同时吸引烟尘进入气流中并最终进入第二气幕板303内。
42.另外，由于隔绝气幕的气体流速较快，使得经由第一气幕槽302进入第一气幕板301内的气体流速较快，为了不影响后续气体的持续流动，同时对烟尘气流进行收集过滤，设置两种处理方法：第一种处理方法是在第一气幕板301上端开凿多个与第一出气槽305对应设置的第四出气槽308、以及嵌在第四出气槽308内的第二阻火网309，同时在净化外壳2上对应第四出气槽308开凿多个第五出气槽203，并在第五出气槽203内卡接有密封盖板204，密封盖板204外壁上连接有密封条，使用时，可以打开密封盖板204，将第四出气槽308上端连接出气管，并且多个出气管贯穿第五出气槽203的一端连接有烟尘过滤收集设备，以此不影响第一气幕板301与第二气幕板303之间气体的持续流动，第二种处理方法是将第一出气槽305内壁设置为光滑的弧形，同时在第一出气槽305与第三进气槽402之间设置预定长度的导管，使得到达第一出气槽305处的气流可以进行平滑的转角，并且在预定导管内行进一端距离之后进入烟尘过滤部件4内进行过滤净化，同时，也可以将出气管长度设置为预定值，经由第一气幕板301导出的气流经由预定长度的出气管之后再导入烟尘过滤部件4内进行过滤，可以在不影响第一气幕板301和第二气幕板303之间隔绝气幕持续的情况下对从第一气幕板301内导出的烟尘进行过滤净化。
43.在上述实施例中，通过调节第一气幕槽302和第二气幕槽304之间的距离，使得第二气幕槽304流出的气流能够被第一气幕槽302吸收，特别是，由于采用高速气流形成低压区，则根据流体的性质，第二气幕槽304周围会形成一个平直运动区域和涡流区，第一气幕槽302位于平直运动区域的末端，能够将涡流吸入第一气幕板，减少涡流运动对低压区烟尘的扰动，提高气体运动的方向性，使更多的气体和烟尘沿着同一方向快速移动，通过控制第一气幕槽302和第二气幕槽304的间距，能够最大化提高烟尘的吸收效率，减少高速气流形成的涡流而导致的回流和气体阻力，获得相应更好的效果。
44.如图1
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图10所示，净化外壳2外壁上连接有烟尘过滤部件4，烟尘过滤部件4包括焊接于净化外壳2外壁上的过滤盒401，过滤盒401与净化外壳2连接处设有密封垫片，可以避免气流在从气幕隔离部件3到烟尘过滤部件4的过程中发生外泄，过滤盒401内壁上开凿有多个第三进气槽402。
45.其中，第三进气槽402与第二出气槽202、第一出气槽305均对应设置，使得烟尘进入第一气幕板301之后，可以经由第一出气槽305、第一阻火网306、第二出气槽202和第三进气槽402进入过滤盒401内，进而使得烟尘经由第三进气槽402进入过滤盒401内进行净化，不仅可以对作业环境和工作人员进行保护，也可以避免烟尘颗粒进入工业机器人本体内，保护工业机器人的正常运行，保护焊接工件的正常加工。
46.如图8
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图10所示，烟尘过滤部件4还包括设置于过滤盒401内、将过滤盒401分为烟尘净化通道和导出通道的隔板403，烟尘净化通道与导出通道相连通，烟尘净化通道用于净
化进入过滤盒401内的烟尘中的固体颗粒和部分有毒气体，导出通道用于将净化后的烟尘气流导出过滤盒401。
47.其中，隔板403与过滤盒401内壁之间连接有第一滤板404，第一滤板404设置于烟尘净化通道和导出通道之间，可以对经由烟尘净化通道进入导出通道的烟尘进行进一步过滤，烟尘净化通道和导出通道内分别设有第一净化板405和第二净化板406，第一净化板405和第二净化板406上连接有连接卡板407，过滤盒401上开凿有与第一净化板405和第二净化板406相适配的卡槽，连接卡板407与过滤盒401上螺纹连接有锁紧钉408，锁紧钉408将连接卡板407和过滤盒401进行固定，便于使用者对过滤盒401和连接卡板407进行拆装，第一净化板405和第二净化板406均为活性炭块，第一净化板405和第二净化板406上均开凿有多个吸收孔，第一净化板405和第二净化板406上吸收孔的直接比为2：1，烟尘进入过滤盒401后首先进入烟尘净化通道，经由第一净化板405的吸收净化之后通过第一滤板404过滤进入导出通道，在导出通道内再经由第二净化板406的吸收净化可以配合第一净化板405和第一滤板404将烟尘中的颗粒和有毒气体等杂质进行过滤吸收过滤净化。
48.同时，过滤盒401下端开凿有多个第三出气槽409，第三出气槽409与导出通道相连通，过滤盒401下端连接有第二滤板410，经由第一净化板405、第二净化板406和第一滤板404的过滤吸收净化后的烟尘经由第三出气槽409以及第二滤板410的再一次过滤流出过滤盒401，流出后的气流可以对焊接作业进行降温。
49.基于上述技术方案，本发明具体的工作过程如下：在焊接机器人工作前，将本装置通过外螺纹管1与焊枪上的内螺纹管旋紧固定，使得净化外壳2包覆在焊接头外侧，启动气泵向进气管充气，气流通过设置在第一进气槽201和第二进气槽307内的进气管进入第二气幕板303的气流通道内，再经由第二气幕槽304和第一气幕槽302进入第一气幕板301的气流通道内，气流在第一气幕板301与第二气幕板303之间形成隔绝气幕，可以将焊接烟尘隔绝在隔绝气幕和净化外壳2内，启动焊接头进行工作，焊接产生的烟尘被隔绝气幕阻隔，并在隔绝气幕的吸附下经由第一气幕槽302进入第一气幕板301内，然后，烟尘经过第一出气槽305、第一阻火网306、第二出气槽202和第三进气槽402进入过滤盒401内，之后，烟尘通过第一净化板405和第二净化板406的净化以及第一滤板404的过滤之后经由第三出气槽409和第二滤板410排出过滤盒401，可以对焊接作业进行降温，或经由第四出气槽308、第二阻火网309和设置在第五出气槽203内的出气管导到烟尘收集过滤设备内，此时密封盖板204处于开启状态，另外，使用者可通过旋出锁紧钉408将连接卡板407提起，带动第一净化板405和第二净化板406从过滤盒401内抽出，对第一净化板405和第二净化板406进行更换。
50.如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。