CN113082868B - 一种自清洁滤芯除尘装置及方法 - Google Patents

一种自清洁滤芯除尘装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自清洁滤芯除尘装置及方法，所述方法采用偏心块振动和反向脉冲气流加静电吸附相结合的方式，首先在反向脉冲气流作用下采用静电除尘，在灰尘积累较多时，加以振动除尘，增强滤芯表面灰尘的清洁。装置分为振动除尘装置和反向脉冲气流加静电除尘装置，所述振动除尘装置通过判断灰尘量实现气动离合器的开关，进而采用负压力驱动偏心块转动，实现振动除尘。所述反向脉冲气流加静电除尘装置通过局部反向脉冲气流排出滤芯内部灰尘，加以静电刷头的吸附作用及其与滤芯的相对运动实现滤芯全方位除尘，刷头保护罩设有的灰尘挡板实现灰尘沉降。本发明可在不影响工作前提下，实现滤芯高效清洁。

Description

一种自清洁滤芯除尘装置及方法
技术领域
本发明涉及一种自清洁滤芯除尘装置及方法，尤其涉及一种振动和静电组合除尘方法及处于负压环境的滤芯自清洁装置。
背景技术
在通过负压气力输送处理工业颗粒粉尘物时，常在输送过程中安装滤芯对其过滤以输出清洁空气，由于气流中粉尘颗粒物含量较高，使得滤芯在较短时间内便会积聚大量灰尘甚至会发生堵塞，使得滤芯内部压力远大于外部压力，进气阻力增加，进而严重影响工业颗粒粉尘物的气力输送，降低风机的使用寿命。
滤芯的清洁是影响滤芯寿命的关键性因素，目前滤芯主要采用手工清洗，采用拆卸滤芯进行手工清洗的传统方式具有极大的局限性，特别是在滤芯污染较快、滤芯拆卸复杂及要求连续工作的场合，拆卸滤芯所带来的时间成本、难度和手工清洗滤芯的不完全性及带来损伤等弊端尤为显著。工业中也采用振动方式清洁滤芯，然而通常需要附加电机实现滤芯的振动，结构较为复杂且由于振动源距滤芯较远，清洁效果较差。逆气流可使得滤芯表面灰尘脱离，但在滤芯工作状态下，较小的灰尘难以通过重力沉降，会再次吸附至滤芯内部，难以对灰尘全部清洁，且微小灰尘的吸入及累积会使得滤芯清洁更加困难。通过静电吸附也可进行灰尘的清除，然而静电除尘也存在污染后难以清洁的问题，更难以用于滤芯表面的清洁。
因此，在气力输送环境下，为实现滤芯表面高效、无损伤和持续清洁，发明一种自清洁滤芯除尘方法及装置具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自清洁滤芯除尘方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种自清洁滤芯除尘装置，其包括一个外壳，在外壳内设有一个滤芯，所述的滤芯内部设有驱动其转动的驱动装置，在滤芯的一侧设有静电刷头，所述的静电刷头与滤芯轴向平面投影的两圆相交，静电刷头的端部与静电发生器相连；在静电刷头的外侧灰尘挡板，带有灰尘的静电刷头在经过灰尘挡板位置时灰尘脱落；在滤芯内设有反向气流管，在反向气流管侧壁上设有若干喷气孔。
进一步的，所述的静电刷头包括刷头轴、静电刷毛、摩擦棉，在所述刷头轴的外圈设有静电刷毛，沿着刷头轴的轴向方向，每隔一段距离设有一圈摩擦棉。
进一步的，在静电刷头的外面设有一个刷头保护罩，在所述的刷头保护罩内侧壁上设有灰尘挡板，灰尘挡板高度低于滤芯过滤层最低位置，灰尘挡板对应摩擦棉位置开有凹槽。
进一步的，所述静电刷头轴心与滤芯轴心距离小于挤压前摩擦棉和滤芯过滤层最大半径之和，静电刷毛和摩擦棉均采用柔性耐磨材料，静电刷毛半径略大于挤压时摩擦棉最小半径且小于挤压前摩擦棉最大半径，同时静电刷毛半径大于静电刷头轴心与灰尘挡板最短轴向距离。
进一步的，所述的刷头保护罩下端可拆卸。
进一步的，所述外壳左侧和底部分别设有进风口和灰斗，外壳顶部设有一个压板，压板通过螺钉固定于外壳顶部；所述的滤芯轴一端通过轴承和轴承端盖与压板连接，另一端与轴向减速器输出端连接，轴向减速器输入端与扇叶一端相连，扇叶另一端与气压离合器一端相连，气压离合器另一端与偏心块轴连接。
进一步的，所述的滤芯分为过滤层和滤芯支架，偏心块轴通过轴承和轴承端盖与滤芯支架连接。
进一步的，还包括在滤芯内还设有一个反向气流管，反向气流管中心位置与静电刷毛轴心和滤芯轴心位于一条直线，在反向气流管侧壁上设有若干喷气孔，反向气流管脉冲气流采用空气压缩机提供。
进一步的，所述扇叶与偏心块轴采用气压离合器连接。
所述滤芯分为滤芯支架与过滤层两部分，滤芯支架同时固定于外壳和外壳盖。
进一步的，所述压板为长条状，宽度略大于轴承组件最大直径。
进一步的，所述偏心块轴沿轴向位置设置多个有连接块，以在振动时对偏心块轴进行固定。
此外，本实施例还提供了一种自清洁滤芯除尘方法，其包括以下步骤：
扇叶动力由负压力提供，扇叶动力经轴向减速器、连接块传递至滤芯，经气动离合器、偏心块轴传递至偏心块；静电刷头通过摩擦棉与滤芯的摩擦挤压作用实现转动，反向脉冲气流排出滤芯相应位置灰尘，静电刷毛掠过滤芯表面实现静电吸附；静电刷毛转动经过灰尘挡板时灰尘受到阻力和重力作用实现静电除尘；偏心块运动时将振动传至滤芯实现振动除尘。
所述静电刷头与静电发生器一直处于连通状态。
所述气压离合器根据滤芯表面灰尘积累量进行连通和断开状态的转换，在灰尘积累量较大时处于接通状态，在灰尘积累量较小时处于断开状态。
本发明采用负压力驱动偏心块转动进而实现振动，气压离合器用于根据滤芯污染程度自动开启或关闭振动除尘；反向脉冲气流用于排出滤芯内部灰尘，配合静电除尘实现滤芯清洁，防止灰尘二次进入滤芯；负压力驱动滤芯在轴向减速器作用下以大转矩低速度旋转，可在不改变反向脉冲管和静电刷毛位置情况下实现滤芯全方位清洁。
本发明与现有技术相比，其显著优点如下。
1.可在滤芯工作同时实现其表面清洁。
2.由负压吸力提供滤芯转动及偏心块转动的动力，无需额外机械动力装置。
3.采用气压离合器进行偏心块与扇叶连接，可根据滤芯污染程度自动连接偏心块和扇叶，进而进行振动除尘。
4.局部反向脉冲气流配合滤芯旋转和静电吸附，可在实现滤芯全方位清洁的同时，不对滤芯表面结构造成损伤。
5.刷头保护罩中灰尘挡板结构的设计使得滤芯清洁后灰尘更易排出。
6.滤芯分为滤芯支架和过滤层，使得滤芯安装方便且在过滤层损坏时无需更换整个滤芯。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为滤芯结构示意图。
图3为滤芯支架结构示意图。
图4为外壳盖结构示意图。
图5为压板结构示意图。
图6为刷头保护罩结构示意图。
图7为静电除尘俯视结构示意图。
图8为反向气流管结构示意图。
图中：1是灰斗，2是进风口，3是外壳，4是滤芯，41是过滤层，42是滤芯支架，421是负压口，422是支撑柱，423是支撑板，5是外壳盖，6是压板，61是压板气流孔，7是连接块，8是滤芯轴，9是轴向减速器，10是扇叶，11是气动离合器，12是偏心块，13是偏心块轴，14是静电发生器，15是刷头保护罩，151是灰尘挡板，16是静电刷头，161是刷头轴，162是静电刷毛，163是摩擦棉，17是反向气流管，171是喷孔。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本实施例中为了方便叙述，出现了“上”、“下”、“左”、“右”字样，但是其仅表示与对应的附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本实施例公开了一种自清洁滤芯除尘方法及装置，包括外壳3，在外壳3的一侧设有进风口2，在本实施例中，其设置在附图1的左侧，外壳3的底部设有与其连通的灰斗1，外壳盖5与外壳3的顶部采用螺钉连接，压板6通过螺钉固定于外壳盖5上，压板6加工有凸台和螺纹孔进行轴承和轴承盖安装，且设有压板气流孔61与反向气流管17相通(或者反向气流管17穿过该孔)，滤芯轴8的上端通过轴承安装于压板6上，底端通过轴向减速器9与扇叶10连接，扇叶10下端固定于气压离合器11一端，气压离合器11另一端固定于偏心块轴13，偏心块轴13通过轴承固定于滤芯4底部。刷头保护罩15通过螺钉固定于外壳盖5顶部，静电刷头16通过轴承固定于刷头保护罩15的上下两端；特别的，滤芯4与静电刷头16轴向平面投影的两圆相交。
需要说明的是，上述结构中采用偏心块轴13的原因是：将扇叶10的旋转运动传递至偏心块产生轴向振动；支撑滤芯4旋转，防止单向受力不均。
灰尘空气流经由进风口2进入整个***中。
所述连接块7采用棒料，连接块7固定于滤芯支架。
需要说明的是，所述气压离合器设定一临界值，使得在滤芯表面达到待清洁状态时，气压离合器工作，进行振动除尘。
如图8所示，反向气流管17的管壁上设有若干喷孔，反向气流管17顶部穿过压板气流孔61，用于与外置的空气压缩机相连。
本实施例中的扇叶10通过负压吸力转动，经轴向减速器9减速后通过连接块将动力传输至滤芯4，进而带动滤芯4旋转，由于滤芯4与静电刷头15轴向平面投影的两圆相交，因此滤芯4转动会带动静电刷头16转动，静电发生器14与静电刷头16一直处于连通状态，反向气流管17采用外置空气压缩机提供脉冲气流，经喷孔171射出后将滤芯相应位置灰尘排出至静电刷头工作位置，较大颗粒在重力作用下沉降，较小灰尘在静电吸附作用下吸附至静电刷头16，进而实现静电对滤芯4表面灰尘的吸附，由于刷头保护罩15灰尘挡板151结构的设计，使得带有灰尘的静电刷头16在经过灰尘挡板151位置时灰尘脱落，并沿灰尘挡板151滑落至灰斗1，完成静电除尘过程。
由于滤芯4工作时会不断有灰尘在其表面积累，灰尘在滤芯4表面的积累会使得其内外产生压力差，内部压力增大至气动离合器11设置的固定值时，气动离合器11工作，此时扇叶10带动偏心块轴13高速旋转，偏心块12随偏心块轴13的旋转产生振动，振动传递至滤芯4，完成振动除尘过程，配合静电除尘实现更好的除尘效果。
考虑离心力影响，滤芯4转速不宜过大，故采用轴向减速器9，在减小转速的同时，提高滤芯4的扭矩。
如图2所示，本实施例中的滤芯4分为过滤层41与滤芯支架42两部分，以便于在过滤层41损坏时无须对滤芯4整体更换，节约更换成本，减少更换时间。如图3所示，滤芯支架42分为负压口421、支撑板423和支撑柱422，其中支撑柱422设有螺纹孔以方便过滤层41和滤芯支架42的固定，同时方便连接块7的固定，负压口421与外界负压发生装置相连，提供***所需负压力。
如图5所示，本实施例中的压板6为长条状结构，在压板6上设有与滤芯轴8顶部安装的轴承配合的孔、压板气流孔61以及与外壳盖相连的孔；压板6之所以设计成长条状，其可有效减少对负压气流的阻挡。
如图6所示，本实施例中的刷头保护罩15下端可拆卸，以方便进行静电刷头16的更换。保护罩15的顶部和底部设有安装孔，用于安装刷头轴161。进一步的，在保护罩内圈还竖直的设有一个灰尘挡板151，且本实施例中的灰尘挡板151对应摩擦棉163位置开有凹槽，使得灰尘挡板151既不妨碍摩擦棉163转动，同时可以更好去除静电刷毛162上的灰尘。
如图7所示，所述的静电刷头16包括刷头轴161，在刷头轴161的外圈设置一圈静电刷毛162，沿着刷头轴的轴线方向，每隔一段距离设有一圈摩擦棉163，在本实施例中，设置有两圈摩擦棉。且当静电刷头16顺时针旋转时，灰尘挡板151设置方向如图7所示，其与静电刷头16旋转方向的切线方向呈一定的角度，摩擦棉163与滤芯4挤压时，摩擦棉163半径减小，为使得静电刷毛162在减少磨损的同时更好的吸附灰尘，使其半径略大于挤压时摩擦棉163最小半径且小于挤压前摩擦棉163最大半径，同时静电刷毛162半径大于静电刷头16轴心与灰尘挡板151最短轴向距离。
最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自清洁滤芯除尘装置，其特征在于，包括一个外壳，在外壳内设有一个滤芯，所述的滤芯内部设有驱动其转动的驱动装置，在滤芯的一侧设有静电刷头，所述的静电刷头与滤芯轴向平面投影的两圆相交，静电刷头的端部与静电发生器相连；在静电刷头的外侧设有灰尘挡板，带有灰尘的静电刷头在经过灰尘挡板位置时灰尘脱落；在滤芯内设有反向气流管，在反向气流管侧壁上设有若干喷孔；脉冲气流经喷孔射出后将滤芯相应位置灰尘排出至静电刷头工作位置；
所述的静电刷头包括刷头轴、静电刷毛和摩擦棉，在所述刷头轴的外圈设有静电刷毛，沿着刷头轴的轴向方向，每隔一段距离设有一圈摩擦棉；所述静电刷头轴心与滤芯轴心距离小于挤压前摩擦棉和滤芯过滤层最大半径之和，静电刷毛半径略大于挤压时摩擦棉最小半径且小于挤压前摩擦棉最大半径，同时静电刷毛半径大于静电刷头轴心与灰尘挡板最短轴向距离；
所述驱动装置包括滤芯轴，滤芯轴一端与压板转动连接，另一端与轴向减速器输出端连接，轴向减速器输入端与扇叶一端相连，扇叶另一端与气压离合器一端相连，气压离合器另一端与偏心块轴连接，偏心块轴与偏心块相连；所述偏心块轴将扇叶的旋转运动传递至偏心块产生轴向振动，还能够支撑滤芯旋转，防止单向受力不均；所述气压离合器根据滤芯表面灰尘积累产生的内外压差开启工作，所述扇叶通过负压吸力转动。
2.如权利要求1所述的自清洁滤芯除尘装置，其特征在于，在静电刷头的外面设有一个刷头保护罩，所述的刷头保护罩下端可拆卸。
3.如权利要求1所述的自清洁滤芯除尘装置，其特征在于，所述灰尘挡板对应摩擦棉位置开有凹槽。
4.如权利要求2所述的自清洁滤芯除尘装置，其特征在于，所述外壳左侧和底部分别设有进风口和灰斗，外壳顶部设有一个压板，压板固定于外壳顶部。
5.如权利要求1所述的自清洁滤芯除尘装置，其特征在于，所述的滤芯分为过滤层和滤芯支架，偏心块轴通过轴承和轴承端盖与滤芯支架连接，所述偏心块轴沿轴向位置设置多个有连接块，以在振动时对偏心块轴进行固定。
6.如权利要求1所述的自清洁滤芯除尘装置，其特征在于，所述的反向气流管顶部与外部的空气压缩机相连。
7.利用权利要求1-6任一所述的自清洁滤芯除尘装置的自清洁滤芯除尘方法，其特征在于，如下：
静电刷头与静电发生器一直处于连通状态，扇叶动力由负压力提供，扇叶动力经轴向减速器、连接块传递至滤芯，经气压离合器、偏心块轴传递至偏心块；静电刷头通过摩擦棉与滤芯的摩擦挤压作用实现转动，反向脉冲气流管排出滤芯相应位置灰尘，静电刷毛掠过滤芯表面实现静电吸附；静电刷毛转动经过灰尘挡板时灰尘受到阻力和重力作用实现静电除尘；偏心块运动时将振动传至滤芯实现振动除尘。
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