一种火烟降温除尘净化器的制作方法

本发明涉及为减轻环境污染的一种烟雾净化装置，更具体更确切地讲就是将各种燃料或原料在焙烧过程中所产生的有害气体进行降温净化使其对人和各种动植物消除或减少危害的一种装置。

背景技术：

当今社会不少工厂都需要大量的燃料和经高温焙烧成制品的原料，此外各机关、学校直至每个家庭凡有人居住的地方都离不开火，用于生火的燃料除少数气体燃料外，大多数燃料如柴草、煤炭及油类等在燃烧中会产生或多或少的烟雾，特别是化工工业，电力锅炉、砖瓦厂家、陶瓷与硅酸盐工业等利用含氟含硫原料和燃料的生产企业，在高温烧制中会产生大量的氟化物二氧化硫、一氧化碳的含尘废气从烟窗排入大气。车辆尾气的排放同样是污染空气的罪魁祸首。

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，在一次性能源消耗中煤炭占三分之二，预测在30-50年内中国以煤为主的能源结构不会有多大改变，即煤在中国能源发展中将继续保持主导地位，由此具有“空中死神”称号的酸雨或轻或重其覆盖面积约占国土的30％，大气污染已成为困扰我国六大环境问题之一。

因此，研制一种既净化效果好又运行成本低且个个用得起的净化设备已成为当务之急。

技术实现要素：

本发明公开了一种新型净化烟尘装置，旨在提供一种结构简单、重量轻、投资少、运行成本低、净化效果好，并具有一定抽力的烟雾净化设备，运用以下技术方案予以实现。

可以将其做成立式、卧式或斜式，以立式双缸为例制作两个立式缸套彼此平行相贴排列，其上位相隔一定距离设置有水箱，水箱中储有不含渣的石灰水或碱性水溶液，双个缸套其底层为既可开启又可封闭的活动型底板，活动部分小于底面积一定尺寸，并分别在两缸套相贴近部位的左右各设置一立式排气管，排气管的下端即进气口与缸套底上平面串通，上端超过水箱中的水位为弯头即转180°的弯朝下伸入水中接近底层，其出口安装有能自动开启和自动闭合的开关，并在两个缸套内安装有彼此反方向上下运行的各一个活塞，活塞后位即活塞柄与上位连杆相接为滑动配合可转动，连杆的上端安装在两缸套之上的同一根平装曲轴上，同样为滑动配合可转动，曲轴的其中某一端头安装有皮带轮，使用皮带与电动机或内燃机所带动的减速机上皮带轮相互连合；也可将曲轴改为一根一字形直轴，将带轮改装于中间，两端头各安装一个圆形转盘或与轴成90°角的直角板，以连杆的上下行程在转盘的某一边缘或直角板的顶端安装圆柱凸块与连杆尾端的圆孔套合可转动，两个圆柱凸块的安装位置相互对称当垂直时一个在上一个在下，当平行时一个在左一个在右，即以轴为准非同在一直线上。其做功原理为：由于连杆尾端套合在曲轴的曲位或转盘的一侧边非中心，在动力的带动下使两个活塞一个上一个下同时往返运行，在上行过程中由于产生吸力将烟雾吸入缸套内使其充满，在下行过程中由于产生压力使烟雾随活塞下行推动活动底板立即关闭由此迫使烟雾进入排气管入口后经管道至出口凭冲力冲开自动开关排往水中。如果将两个缸套分为左右，在运转过程中其烟雾不是进入左边缸套就是进入右边缸套，二者必居其一，并在进入缸套的同时另一个缸套内的烟雾被挤压进入水的底层，在水的浮力下再升至水面后经烟窗排入大气，烟雾在经过水的过程中不仅使其温度下降，同时由于烟雾中的有害物质被溶于水或沉淀于水底，从而获得净化效果，具体做法如下：其做功原理与柴油机很相似，但由于其缸套直径远大于柴油机缸套尺寸和转速远低于柴油机，并且其活塞在上下行程中无高压与高温而阻力很小，其结构就大不一样了，它远没有柴油机那高的要求。为节省开支，其缸套外围可以用红砖砌成，其形状与缸套相应一般为圆形，但也可以是方形，内层用水泥沙浆粉刷以不漏水为准，其缸套与活塞使用相应尺寸的钢管或用浇铸的方法制成；为降低缸套与活塞在运行中磨擦生热而将缸套与外墙隔开少量距离即空隙，并在空隙里加注冷却水；在活塞体外缘上下车上几道环形槽沟，根据运转中其烟雾温度的高低在槽沟里安放特制活塞环或橡胶圈，并将上平面和离上平面少量尺寸处的内经封闭用于存放润滑油，其底层让其空着也无防，上平面的缘周钻有多个小孔，攻丝后套上螺柱，其作用是运行中让少量润滑油从中溢出使缸套内壁与活塞相贴处得到润滑，上平面的中心位也钻有一孔眼用于添加润滑油，并围绕中心孔焊接或以螺柱固紧安装一短钢管，其作用有二：一是作为活塞柄用于连接连杆或钢丝绳；二是用来盛装润滑油，将其上口平面或退后一定尺寸封闭后也在其中心位钻孔并攻丝，添加润滑油前后可松退和旋紧；由于连杆在运行中其上端的路线为一个垂直的圆圈在上下的同时并时左时右，由此或多或少给活塞带来一点横向推力，为了使活塞在上下运行中不偏位，除了与缸套保持最小的间隙外还应当有一定的长度，一般取直径的二分之一以上，缸套的长度等于活塞的上下行程加上活塞体的长度再加少量余地，如若活塞在缸套内上下运行路线较长，可以适当加长活塞柄使致连杆的上端在旋中共杆身不致于与缸套壁相碰撞；缸套的活动底板既可是单块也可是双块，为使其在活塞起始上下时尽快地打开或关闭而其开启角度不可过大，因此还是双块更合适，为使活动底板与缸套底面相贴处合时能贴合紧密不漏气，开启时又无卡阻而将其相贴部位做成上宽下窄略成斜坡，加上有润滑油的存在即可合时达到密封之目的，为使活动底板在开启过程中不偏位将其每一侧边与缸套固定底板不仅为活页式结构可转动，而且有一定长度即并非是一个点，为减少阻力和防止腐蚀其活动底板的材料应选择重量轻的不锈钢薄板加筋条。

传动方式之二是利用电动机顺转与反转交替进行带连钢丝绳左右移位，其具体做法为：在左右两活塞上位支架上安装各一个滑轮，并套上钢丝绳，钢丝绳的两端分别系在各一个活塞柄的顶端，中段位绕套在一个转绳盘上，其绕套圈数以工艺要求而定，只可多不可少，为了钢线绳在转绳盘上不会左右滑移而将绳的中心点与转绳盘固定，转绳盘安装在支架上的一根传动轴(主动轴)上，轴的安装方向与钢丝绳成一个十字形，主动轴由两个相隔一定距离的轴承和轴承座所支承，其中一端头与减速机输出轴即低速轴相连接，并在其某处安装有齿轮与并排的被动轴上的齿轮相互啮合，被动轴上安装有相隔少量尺寸与轴成90°角的左右各一个拨叉分别与电动机顺反转开关上的两个凸位相对应，被动轴每运转一周，带连两个拨叉交替压下各凸位一次，由此带连电动机相应正反往复各转一次，同时使致钢丝绳左右移位一次带连每个活塞上下一个来回，只须将主被两根轴上各一个齿轮的齿数和转绳盘直径计算准确，即可达到主动轴每次旋转的转数与活塞上下行程相适应，如果每次顺转或反转主被二轴转速相差较大而不便将主被两齿轮的齿数做得大小相差悬殊即开支过大时，可以将主动齿轮的牙齿去掉相应的个数即在旋转中被动齿轮便变为时转时停。由此可知，设置被动轴其目的就是控制电动机按工艺要求顺转和反转。例如：活塞的上下行程是1200(mm，下同)，钢丝绳缠绕在主动轴转绳盘上的周长是600，即每转两周活塞上行或下行一次，上下反复一个来回主动轴须转四周，被动轴只须转一周，设被动轴上齿轮的齿数为40个，主动轴上的齿轮齿数为20个，将其去掉一半留一半即为10个，被动齿轮与主动齿轮相互啮合二者的转速比值为：40÷10＝4∶1，正好与活塞行程相应，只须定位准确，便可实现运转无误差。

由于钢丝绳在左右上下运行中不比连杆在上下运行的同时其上端在垂直方向要旋转一周，因此对活塞不存在横向推力，并且不管活塞上下行程的尺寸是多还是少，都不会撞击缸套壁，由此可以将活塞体做得较短，必要时可任意加大活塞上下止点的距离而灵活方便。

综上所述，两个活塞分别安装在同一根钢丝绳的两端或同一根传动轴的两头，体积一样，重量相等，分别在左右各一个缸套中一个上一个下同时进行，上行时将烟雾吸入缸套内，下行时将烟雾挤压使致排入水中，由于阻力不多，因而装机容量相应很少。

如果烟雾流量很大，除加大其缸套活塞等有关配套部件尺寸外，可以在同一根曲轴上安装多个活塞与相应的配套部件，也可以在同一根主动轴上安装两个或两上以上的转绳盘和相应的配套部件如活塞、缸套、排气管等，当然还可以平排设置两根或两个以上的传动轴和相应的配套部件；反之如若烟雾的流量很小只设置单个活塞对烟气一吸一排交替重复进行。

当采用立式或斜式安装，并且像内燃机那样运用曲轴连杆组合传动时，由于该装置其曲轴位于活塞之上，为减少运转中的磨擦，可以将曲轴做成组合式，即在安装连杆大头处断开，在其左右对应钻孔后用套筒串连，并在连杆大头内安装轴承，即以轴承取代连杆瓦，套筒的中段位套合在轴承内孔中，其两端的其中一端头略加大紧贴于曲轴弯头的左或右边，另一端串通相对一边并出头用螺母固紧即可。由于其转速不到内燃机的十分之一，组合式曲轴完全可以胜任。

为了便于润滑，可以像内燃机那样，不管是立式、斜式或卧式，将曲轴设置于活塞与缸套的下位或与其持平。立式或斜式安装时其烟道应位于净化器的上位，卧式安装时烟道应位于净化器的前边与其为一水平，所吸入的烟雾根据水池所处位置由排气管转单个弯或多个弯进入水池中。由于烟道中的烟雾进入缸套的路线与活塞运行路线或是持平或是高于入口，由此为将曲轴安置于曲轴箱内进行密封和往曲轴箱中加注润滑油提供了一个可行性条件，从而省去了上述为润滑所做的多项繁杂事，只是该方案不能用线绳拉动活塞运行而已。

活动底板依据缸套形状也可以做成一个小于缸套直径的圆饼或方板，并在其外侧中心安装立柱，其立柱从固定架中心孔穿过并可前后滑动，为开启时只退开一定尺寸而在立柱前端加装挡片或螺母，该挡片或螺母应大于固定架中心孔，当活塞起始下行或后行时活动底板在吸力下被退开一定尺寸，开口量以挡片或螺母与活动底板安装距离为准；当活塞起始上行或前行时在气压的冲力下其活动挡板立即关闭，从而实现进排之目的。当然也可以用其他方法进行进排，如大直径缸套可将缸套顶部做成双个或多个进烟洞相应设置多个活动底板，其做功原理不变。

为了提高净化效果，一是在水溶液中的某一水平面中或上中下某处或多处安装单层或双层或多层过滤网，其目的是将烟雾分割成极为细小的丝线或微点，从而更利于接受水溶液的洗涤。二是根据烟雾中有害物质的含量加入有关化学原料进行中和及化解与吸收，如加入碱或石灰等。

本发明其有益效果分述如下：一是净化效果好：对烟雾的洗涤方法由喷淋改为从水里通过，由于前者烟尘从水珠的缝隙中通过，并非是二者相互挤紧，更谈不上融为一体。而后者水与烟无距离存在，如若烟中含有水蒸气与烟尘，同时水的温度远低于烟的温度，水蒸气就与水隔为一体，由于烟的重量远轻于水，在水中会不断上升，在上升的过程中获得被洗涤的机会也就会更多，烟尘自然也就会留在水中，更何况水箱中的水位可根据工艺要求设置深浅尺寸，以获得好效果为佳。

二是投资少和运行成本低：由于省去了高大的喷淋塔和喷淋装置及风机，水箱中的石灰水溶液根据烟的温度和含有害物质的多少可几天或十天半月更换一次，当然也可以进排细水长流。由此水和石灰的用量大为减少，为前者的数十分之一。由于活塞在上行中使其缸套内形成相应的空间即抽力很自然地由烟雾填充至满，下行时所进入缸套的烟气必从排气管经水中排出，出了水面之后不管其烟窗抽力大小都无条件再返回，因此对焙烧速度的快慢并不再受烟窗和风机的控制，其抽力完全由活塞上下行程来承担，按照焙烧工艺要求即烟气的流速和流量以活塞在一定时间内上下往返次数和其容积的大小计算便准确无误，并且烟气被净化洗涤后所保存的有害废气微乎其微，由此可省去抽风机与为风机运转所安装的动力，并适当减矮烟窗，将省下来的开支做为投资与运行成本根据具体状况或者少得不多，或者绰绰有余。

三是如有必要将其改装成微型，即可与柴油机或汽油机的排气管相连接，同样可实现降温净化的作用。

附图说明

图1是发明原型即现有技术中的喷淋塔结构及喷淋洗涤原理示意图。

图2是本发明降温除尘净化器装置其结构与做功原理图。

图3是降温除尘净化器装置运用钢丝绳传动的传动系运转侧面示意图。

图4是运用转盘连杆式传动其结构与做功原理主视图。

图5是转盘连杆式传动侧视图。

图6是活塞结构与形状图。

图7是排气管出口锥形开关与出口套合示意图。

图8是半边圆活动底板结构与形状图。

图9是卧式即水平安装的降温净化器运用曲轴与转盘套合连杆其结构与运转作功原理示意图。

具体实施方式

本发明结合附图做进一步的说明。

参照图2和图3，两个缸套1并排立式安装在外墙2的里面，二者保持有少量间隙用于灌注冷却水，两个缸套内分别安装有各一个活塞3彼此上下反方向运行，两个活塞3的上端分别系在同一根钢丝绳4的两端头，钢丝绳套合在左右各一个滑轮5上，其中段缠绕在一个转绳盘6上，两个缸套相贴处的左右各安装有一根上位弯头的立式排气管7，排气管的下端分别与各一个缸套底平面相通，其上端出口安装有护栏8，并在护栏8中放置小圆球9做为开关，其排气管出口位于水箱10中的水溶液里，水溶液中安装有水平式滤网42上下共两层，其缸套底层为能开能闭的活动底板11，左右各一个滑轮5安装在支架上(图中未示出)，钢丝绳中位转绳盘安装在一根主动传动轴12上，主动传动轴由左右各一个轴承与轴承座13所支承，其中一端与减速机14相连，并在其中一端安装有主动齿轮15与被动传动轴16上的被动齿轮17相互啮合，被动传动轴16上安装有左右各一个拨叉18，与拨叉相对安装有控制电动机19运转的行程开关20，被动轴由左右轴承和轴承座21所支承。

其做功原理为：由电动机运转带连减速机输出轴即低速轴运转，由此带连主动轴12运转，主动轴12上的转绳盘6带连钢丝绳4也随之在转运中左右移位，由此带连活塞3做上行和下行，与此同时，主动轴12上的齿轮15带连被动轴16上的齿轮17也随之运转，齿轮17带连被动轴16和左右两拨叉18也随之转动，两个拨叉相隔一定时间即交替各转一圈分别拨按行程开关20上的各一个凸位，两个凸位开关一个为反转开关，一个为顺转开关，由此定时控制电动机19顺转和反转交替并等分进行，由此实现两活塞3分别在各一个缸套中一个上一个下反方向交替运行。

参照图4与图5，连杆22的下端头与活塞3上的活塞柄23的顶端相连接为滑动配合可转动，连杆22的上端头与转盘24每一侧边的圆柱形凸块25相连接同样为滑动配合可转动，两个转盘24分别安装在同一根传动轴26的两端为紧配合可随轴运转，传动轴由左右各一个轴承及轴承座27所支承，轴承座安装在支架上(图中未示出)，在传动轴26的中段安装有带轮28，带轮由三角皮带与减速机带轮(图中未示出)相连合，由于转盘24上的圆柱形凸块25安装位二者彼此相隔180°，由此达到两个活塞3在运行中一个往上一个往下反方向同时交替运行无误。

参照图6，活塞3的缘周车有三道槽沟29用于套合活塞环或橡皮圈，其上平面周边钻有多个小孔并套合螺柱30用于溢出少量润滑油，在活塞柄23的顶端焊接有挂手31用于系接钢丝绳，并在其顶面中心钻有孔洞同样套合螺柱32用于定时添加润滑油。

参照图7，排气管7的出口锥形封启开关33由锥形体和上下各一根圆柱所组成，上下圆柱分别插在支架34的上下圆孔中为滑配合，为了与排气管出口在封闭时能相互紧贴不进水而将出口圆周也做成相应的锥形，为了减轻排气阻力将出口略放大，为了使烟气在水中更分散便于接受洗涤而在出口外围包上数层孔眼小的钢丝网(图中未示出)。

参照图8，活动底板11为不锈钢薄板材料上平面焊有筋条35，其后方为活页式结构36，为了与缸套固定底板贴合紧密不漏气并开启无阻力而将其边缘贴合面37做成上宽下窄成斜坡。

参照图9，卧即平式安装的降温净化器其曲轴38由左右各一个轴承及轴承座39所支承，正中位安装有皮带轮40以三角皮带与减速机的低速轴上带轮相连合(图中未示出)，为减少干磨擦在曲轴的两个曲位41与连杆22的尾端之间安装有连杆瓦(图中未示出)，轴的两端头安装有各一个转盘24，转盘24的某一边缘非中心安装有圆柱凸块25，凸块25套装在滚动轴承内(图中未示出)，滚动轴承外圈固定在连杆22尾端的圆孔中，每一根连杆22的前端圆孔中同样套合有轴承与活塞柄23中的活塞销为滑配合(图中未示出)，四个活塞3分别套装在四个缸套1的内腔，缸套的前端安装有能自动开启与自动闭合的底板11，由于曲轴上的两个曲位41为一前一后和两端头各一个转盘上的圆柱形凸块25分别为一左一右即非在同一直线上，由此在运转中带连四个活塞在缸套中的某同一时间内分别为已到达前止点、已到达后止点、在前行中已到达中途、在后行中已到达中途，从而保持烟雾在运转中进排均衡。

实施例1：

每小时烟气流量60000m³，缸套内φ2000mm，缸套个数2，活塞行程2000mm，每分钟活塞来回往返次数79.58。

计算公式：烟气流量60000m³÷每小时分钟数60÷缸套容积(缸套内φ2000mm×φ2000mm×0.7854×缸套个数2×活塞行程2000mm)≈79.58。

实施例2：

每小时烟气流量30000m³，缸套内φ1500mm，缸套个数2，活塞行程2000mm，每分钟活塞来回往返次数70.7。

实施例3：

烟气每小时流量15000m³，缸套内φ1000mm，缸套个数2，活塞行程1500mm，每分钟活塞来回往返次数106.1。

实施例4：

烟气每小时流量4000m³，缸套内φ500mm，缸套个数2，活塞行程1000mm，每分钟活塞来回往返次数169.8。

实施例5：

烟气每小时流量80000m³，缸套内φ1500mm，缸套个数4，活塞行程2250mm，每分钟活塞来回往返次数83.83。

实施例6：

烟气每小时流量900m³，缸套内φ400mm，缸套个数1，活塞行程600m，每分钟活塞来回往返次数198.9。