一种抑尘降霾装置的制作方法

本实用新型涉及除霾除尘技术领域，特别涉及一种抑尘降霾装置。

背景技术：

近年来，随着工业化进程加快，空气污染日益严重。以可吸入颗粒物PM10和细颗粒物PM2.5为主构成的雾霾污染在中国频频发生，波及中国1000多个市、县、镇，呈现发生频率高、持续时间长、影响范围广、污染程度重等特征，严重威胁着人们的日常生活与健康，也给社会经济可持续发展带来巨大挑战，雾霾污染问题引起社会各界的高度关注。

雾霾是雾和霾的混合物，早晚湿度大时，雾的成分多。白天湿度小时，霾占据主力，相对湿度在80％到90％之间。其中雾是自然天气现象，空气中水汽氤氲。虽然以灰尘作为凝结核，但总体无毒无害；霾的核心物质是悬浮在空气中的烟、灰尘等物质，空气相对湿度低于80％，颜色发黄。气体能直接进入并粘附在人体下呼吸道和肺叶中，对人体健康有伤害。雾霾天气的形成主要是人为的环境污染，再加上气温低、风小等自然条件导致污染物不易扩散。

近年，各种治霾神器层出不穷，然而收效甚微。常规的方式多以路面洒水和移动式风力推动低压喷雾低空扩散装置。总体来看，有一定效果，但是这些设备存在诸多缺陷：

(1)设备采购成本巨大，维护及运营费用高。

(2)耗水量偏高，造成水资源浪费和二次污染。

(3)洒水会导致道路湿滑，尤其冬天，道路结冰，易造成交通事故，存在重大安全隐患。

(4)形成水雾颗粒大，与空气中悬浮物结合度不好，沉降快，扩散空间有限。

(5)城市大型除霾装置现今虽已在试点建造，但是其占地面积大，建设费用巨大，运营成本高，不便于推广。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种抑霾除尘装置，该装置通过高压柱塞泵产生高压水，通过高压管道将水输送至超细雾化喷嘴，将水破碎成细微颗粒，与空气中的粉尘结合后相互粘结、凝聚变大，并在自身的重力作用下沉降，从而实现抑尘降霾。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种抑尘降霾装置，其特征在于，所述抑尘降霾装置包括供水管道、喷雾系统以及智能控制系统，其中，

喷雾系统包括高压管路、喷雾组件以及加压组件，

所述高压管路分布于建筑物外侧墙壁面上，与所述供水管道相连通，内部流动有用于抑尘降霾的水，所述高压管路上设有用于安装所述喷雾组件的开口，

所述喷雾组件设于所述开口处，对所述高压管路输送来的水加以雾化并喷出；和

所述加压组件设于所述供水管道和所述高压管路之间，用于对来自所述供水管道的水进行加压；

智能控制系统，包括数据采集传感器和控制器，所述数据采集传感器检测环境参数以及所述抑尘降霾装置的工作参数信息，所述控制器接收所述环境参数信息并根据所述环境参数信息控制所述抑尘降霾装置的动作。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，所述喷雾组件包括喷嘴，所述喷嘴采用高压超细雾化喷嘴，所述喷嘴可将所述高压管路内的水转化成颗粒直径为3～30μm大小的水雾颗粒并散发到空气中，所述水雾颗粒与空气中的粉尘颗粒相互粘结、凝聚变大，并在自身的重力作用下沉降，从而实现抑尘降霾。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，所述加压组件包括高压柱塞泵和超压保护装置；

所述高压柱塞泵的加压范围在0～15MPa之间可调；

所述超压保护装置避免所述抑尘降霾装置工作过程中因压力超高而导致损坏。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，所述数据采集传感器包括：

压力传感器，设于所述喷嘴和所述高压柱塞泵上，用于检测所述喷嘴和所述高压柱塞泵处水的压力；和

温度传感器，设于所述高压管路内壁，用于检测所述高压管路内水的温度；和

湿度传感器，设于所述高压管路外壁，用于检测环境空气中的湿度。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，所述数据采集传感器包括：空气参数监测器，对空气中的温度、湿度、PM2.5浓度、PM10浓度、SO2、氮氧化物进行实时监测。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，所述智能控制系统还包括HMI人机界面，显示所述数据采集传感器采集到的环境参数信息。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，所述智能控制系统还包括报警器，当所述抑尘降霾装置发生故障时，所述报警器通过远传信号发出报警，所述控制器接收所述远传信号并控制所述抑尘降霾装置自动停机。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，所述喷雾系统还包括加药组件，所述加药组件包括药剂箱和计量泵，所述药剂箱用于盛放药品，所述计量泵位于所述药剂箱和所述供水管道之间，用于泵送并计量向所述供水管道供给的药品的数量。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，所述高压管路采用304不锈钢材质仪表管及304不锈钢材质高压卡套件卡套连接形成，所述高压管路的承受压力要求≥10.0MPa。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，还包括与加压组件连接的变频器，

所述控制器为PLC控制器，所述PLC控制器对所述数据采集传感器采集到的喷雾系统压力反馈信号进行数据处理，向所述变频器发出实施指令，实现恒压控制；

所述PLC控制器设置有数据远传接口，所述数据远传接口用于与远程控制器连接实现有线或无线监控。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，所述开口为多个且朝向不同方向设于所述高压管路上，保证安装于所述开口上的所述喷雾组件将水沿多个方向喷出。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，还包括设于所述供水管道上的过滤器，对要进入所述高压管路内的水进行过滤，防止杂质随水进入并堵塞所述喷雾组件；

于所述供水管道上，所述过滤器的下游设有缓冲水箱，所述缓冲水箱缓冲并储存所述供水管道流入所述高压管路的水。

优选地，在上述的抑尘降霾装置中，所述数据采集传感器包括的空气参数监测器采集环境温度；

所述抑尘降霾装置还包括智能保温系统，所述智能保温系统包括设置于进、出水管路处的加热器和/或保温套管，所述空气参数监测器与所述加热器分别与所述控制器连接，所述控制器根据所采集到的环境温度信息向所述加热器传输指令，控制所述加热器工作或停止；

所述保温套管设于所述高压管路的外壁上，用于保温。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型提供的抑尘降霾装置可以实现城市抑尘降霾，改善城市环境。

2、本实用新型提供的抑尘降霾装置可以实现城市暑天降温，增加城市空气湿度。

3、本实用新型提供的抑尘降霾装置可以实现施工工地抑尘，其加药组件的设置可以在疫情爆发时候向公共区域喷洒药物实现公共防疫，保护公共安全。

4、本实用新型提供的抑尘降霾装置设置保温系统可以保证任何温度条件下抑尘降霾装置都可以正常工作，还可形成景观喷雾。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型提供的一种抑尘降霾装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-供水管道、2-过滤器、3-缓冲水箱、31-浮球阀、4-高压柱塞泵、5-压力调节阀、6-压力传感器、7-流量传感器、8-电磁阀、9-喷嘴、10-空气参数监测器、11-控制器、12-HMI人机界面、13-药箱、14-加药泵。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

由于粉尘治理的范围主要是150μm以下的颗粒，特别是10μm以下的可吸入性粉尘颗粒对人体健康危害最大。所以，只要产生与可吸入粉尘颗粒大小相当的微米级水雾颗粒，在污染源处使粉尘与之吸附、相互粘结、聚结增大并在自身重力的作用下沉降，就可在污染源头控制可吸入粉尘颗粒，从而降低粉尘对人体的伤害，达到最佳的粉尘治理效果。

由于水雾具有电荷效应，喷雾时一些雾粒自然的带上了电荷，其带电量取决于喷雾方式，雾粒和尘粒带电提高了捕尘系数。经实验测定了喷雾射流中带电雾粒的相对含量(见表1和表2)。表1中数据表明，雾粒的相对含量随喷射压力的增加而增加。表2中数据表明，雾粒的相对含量随喷射压力以及喷嘴的直径之间的关系。

表1喷雾射流中带电雾粒的相对含量

表2喷嘴直径、水压与射流中带电雾粒的相对含量

基于上述事实，本申请提供了一种抑尘降霾装置，该抑尘降霾装置的工作原理为：通过高压柱塞泵产生高压水，通过高压管路将水输送至超细雾化喷嘴，将水破碎成细微颗粒。其供水压力越大、喷嘴孔径越小，水雾颗粒越小。

具体如图1所示，其中图1为本实用新型提供的一种抑尘降霾装置的结构示意图。该抑尘降霾装置可以应用于建筑物的外壁面上(利于城市楼宇等)该装置包括：供水管道1、喷雾系统、以及智能控制系统。

其中，供水管道1(即水源)能够为抑尘降霾装置供水。

喷雾系统包括高压管路、喷雾组件以及加压组件。具体为，高压管路的进水管与上述的供水管道1相连接。高压管路上设有多个开口，多个开口均设于高压管路的出水管上，且多个开口在高压管路的出水管上朝向多个方向，每一个开口处均安装有喷雾组件，喷雾组件对高压管路输送来的水加以雾化并喷出，将开口朝向不用方向设置可以保证喷雾组件将雾化水从不同方向喷向空气中，加大了除尘范围，可以更好的保证除尘效果。

该喷雾组件包括喷嘴9，用于将高压管路输送来的水加以雾化并喷出。在高压管路上，喷嘴9的上游设置有电磁阀8，电磁阀8受控制器11控制实现开启或关闭，进而控制连接喷嘴9的高压管路的各个出水管的水流，控制喷嘴9是否喷水。

本实施例中优选喷嘴9采用高压超细雾化喷嘴，具体优选地，高压超细雾化喷嘴采用离心式防滴漏喷嘴，离心式防滴漏喷嘴内含有防滴漏装置，防滴漏装置可以维持离心式防滴漏喷嘴的喷孔处的高压，使高压管路内的液体在70KG—120KG的水压力作用之下高速流动，并在离心式防滴漏喷嘴的导流叶片中形成一个离心漩涡，从离心式防滴漏喷嘴的喷孔中喷出极细微的空心式雾粒。空心式雾粒(下称水雾颗粒)的直径可达到3～30μm大小并散发到空气中，当水雾颗粒与空气中的粉尘颗粒相互接触、碰撞时，水雾颗粒就会因与粉尘颗粒相互粘结、凝聚而变大，凝结了粉尘颗粒的水雾颗粒在自身的重力作用下沉降，将空气中的粉尘颗粒一起带走，从而达到对空气的抑尘降霾的作用。上述的离心式防滴漏喷嘴，其液膜射流雾化工作原理如下：在输送至该喷嘴的液体压力较低的情况下，液体所获得的喷出速度很小，这时液体雾化喷出主要是靠液体表面张力和惯性力起作用，虽然液体的表面张力比惯性力大，使液膜收缩成液泡，但在离心力作用下液体仍破碎成大液滴，随着高压柱塞泵4转速增加，压力增大(高压柱塞泵4转速根据设定压力自动调节)，喷嘴的喷射速度增加，液膜在惯性力作用下变得很不稳定，破碎成丝或带状，与空气相对运动产生强烈的振动，液体自身的表面张力及粘性力的作用逐渐减弱，液膜长度变短，形状发生扭曲，在气动力的作用下破碎为小液滴，在更高的压力作用下液体射流速度更大，液膜离开喷口即被雾化。离心式防滴漏喷嘴还具有如下特点：1、雾粒粒径可选，可根据实际情况调节喷嘴使其喷出水雾颗粒的直径在3μm—30μm之间，可以实现针对不同粉尘情况，达到最优的除尘率；2、喷出的水雾颗粒为空心锥形，水雾颗粒动能大，与粉尘结合率高，除尘效率高；3、出雾量不大，耗水量小，有利于节省水资源，避免造成水二次污染。

上述的加压组件设于供水管道1和高压管路之间，能够用于对来自供水管道1的水进行加压(是否对水进行加压，以及加压范围受智能控制系统控制)。经加压组件加压后的水进入高压管路的进水管，再流至高压管路的出水管，在出水管的各个开口上设置的喷嘴组件在智能控制系统的作用下决定是否开启并将水以雾化形式喷出。

优选地，在高压管路上，加压组件的上游设置有缓冲水箱3，加压组件将缓冲水箱3内的水加压后输送至高压管路，设置缓冲水箱3可以确保将充足的水流量供给加压组件，避免了供水管道1直接供水给加压组件可能导致的水流量不够的弊端。缓冲水箱3内设有浮球阀31，缓冲水箱3对来自供水管道1要进入高压管路内的水起到缓冲和储水的作用，当缓冲水箱3内水的液面达到浮球阀31的位置处，供水管道1自动停止供水，设置缓冲水箱3还可实现节能节水。

具体地，加压组件包括高压柱塞泵4和超压保护装置。其中，高压柱塞泵的加压范围在0～15MPa之间可调，具体数值根据实际工况确定，本实施例中不做具体限定。超压保护装置采用压力调节阀5，安装于高压管路上，高压柱塞泵4的出水口处，并采用短路高压柱塞泵4的方式(即压力调节阀5设于压柱塞泵4的下游，在缓冲水箱3与压力调节阀5之间连接泄压管路，该泄压管路与高压柱塞泵4并联)与缓冲水箱3连接，当抑尘降霾装置的工作压力超过压力调节阀5整定值时，控制器控制压力调节阀5的阀门动作(即阀门开启)，将多余的压力卸掉。使用超压保护装置能够避免抑尘降霾装置在工作过程中因压力超高而导致损坏。

智能控制系统包括数据采集传感器和控制器11，数据采集传感器用于检测环境参数以及抑尘降霾装置各部件工作参数信息，控制器11用于接收环境参数信息并根据环境参数信息控制抑尘降霾装置的动作。

进一步地，数据采集传感器包括：压力传感器6、流量传感器7、温度传感器和湿度传感器。其中，压力传感器6设于高压柱塞泵4上，用于检测经高压柱塞泵4加压后高压管路内水的压力。在实际应用中，压力传感器6将检测到的高压柱塞泵4处水的压力信息后，将压力信息传递给控制器11，控制器11对收集到的压力信息进行数据处理，后向变频器(图中未示出)发出实施指令(即向喷嘴9发出喷雾量大小的指令，以及向高压柱塞泵4发出加压量大小的指令)，从而保证喷雾系统运行于恒压状态(即设定的安全压力范围)，进而实现恒压控制。

优选地，本申请的控制器11优选为PLC控制器，并设置有数据远传接口，数据远传接口用于与远程控制器连接实现有线或无线监控。

其中，湿度传感器设于高压管路外壁上，用于检测环境空气中的湿度。在实际应用中，湿度传感器检测到环境空气中的湿度信息后，将湿度信息传递给控制器11，控制器11对收集到的温度信息进行数据处理(即与控制器11设定的标准数据信息进行对比)，以确定环境空气的湿度是否达标，后向变频器发出实施指令(即向高压即向喷嘴9发出喷雾量大小的指令，以及向高压柱塞泵4发出加压量大小的指令)。

其中，和流量传感器7设于高压管路上，用于检测高压管路内部水的和流量。在实际应用中，流量传感器7和检测到高压管路内部水的及流量信息后，将流量信息传递给控制器11，控制器11对收集到的流量信息进行数据处理(即与控制器11设定的标准数据信息进行对比)，后向变频器发出实施指令(即向高压即向喷嘴9发出喷雾量大小的指令，以及向高压柱塞泵4发出加压量大小的指令)。

进一步地，数据采集传感器还包括空气参数监测器10，用于对空气中的温度、湿度、PM2.5浓度、PM10浓度、SO2、氮氧化物等空气质量参数进行实时监测，空气参数监测器10可安装于室外露天环境以方便监测数据。

在实际应用中，若检测到的上述各个环境空气信息(例如，环境空气温度、湿度、PM2.5浓度、PM10浓度、SO2、氮氧化物等等)不同时达标，即全不达标或者有一个或多个不达标，则控制器对各个信息进行数据处理并分析后，控制高压柱塞泵工作，对来自供水管道的水加压，加压后的高压水进入高压管路的进水管、出水管后输送至出水管上的各个喷嘴处，此时喷嘴受控制器控制开启，将高压水喷向环境空气中，以增加环境空气湿度。其中，喷嘴的喷雾量大小以及向高压柱塞泵的加压量大小根据环境空气的上述各项信息具体值具体调整，本实施例中不做具体限定。若检测到的上述各个环境空气信息同时达标，则整个抑尘除霾装置不工作。

进一步地，空气参数监测器10检测到环境温度信息后，将环境温度信息传递给控制器11，控制器11对收集到的温度信息进行数据处理(即与控制器11设定的标准数据信息进行对比)，后向变频器发出实施指令(即向智能保温系统的加热器发出控制指令)，从而避免即使在北方天气寒冷的冬季，高压管路的进、出水管出现结冰而不能正常工作的现象发生，保证高压管路常年处于不结冰状态，随时能够正常工作。本实施例中，加热器优选为智能电加热器。

优选地，智能控制系统还包括HMI人机界面12，显示数据采集传感器采集到的环境参数信息，通过HMI人机界面12实时反映。

优选地，智能控制系统还包括报警器(图中未示出)，当抑尘降霾装置发生故障时，报警器通过远传信号发出报警，控制器能够接收远传信号并控制抑尘降霾装置自动停机。智能控制系统可根据环境温度、湿度、空气中污染物浓度等环境指标，实现抑尘降霾装置智能化启动或停止，做到无人值守。当设备发生故障时，智能控制系统通过远传信号发出报警，并自动停机。

优选地，抑尘降霾装置还包括智能保温系统(图中未示出)，智能保温系统包括设置于高压管路的进、出水管处的加热器和/或保温套管，保温套管设于高压管路的外壁上，用于保温。

优选地，喷雾系统还包括加药组件，加药组件包括药剂箱13和计量泵14。药剂箱13用于盛放药品，计量泵14位于药剂箱和供水管道或缓冲水箱3之间，用于泵送并计量向供水管道供给的药品的数量。该加药组件可用于发生大面积疫情情况时，由疫情防控部门提供药品，药品随水雾实现向公共区域喷洒，以防护公共安全。还可应用于园林病虫害防治。

优选地，高压管路采用304不锈钢材质仪表管及304不锈钢材质高压卡套件卡套连接形成，高压管路的承受压力要求≥10.0MPa。

优选地，抑尘降霾装置还包括设于供水管道1处的过滤器2，对要进入高压管路内的水进行过滤，防止杂质随水进入并堵塞喷雾组件。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的抑尘降霾装置可以实现城市抑尘降霾，改善城市环境、实现城市暑天降温，增加城市空气湿度，也可以实现施工工地抑尘，其加药组件的设置可以在疫情爆发时候向公共区域喷洒药物实现公共防疫，保护公共安全，设置保温系统可以保证任何温度条件下抑尘降霾装置都可以正常工作，还可形成景观喷雾等。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。