CN114320438B - 一种同轴离心式湿式除尘装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同轴离心式湿式除尘装置及其控制方法，包括水膜形成组件、泥水分离组件；水膜形成组件包括轴流叶轮、以及用于离心沉降的旋流器；轴流叶轮上的每个轴流叶片镂空有多个扰流条缝、并且靠近旋转轴线的位置镂空有圆弧孔；旋流器上设有用于螺旋导流的导流片；泥水分离组件包括第一脱水组件和第二脱水组件；第一脱水组件包括同水平轴布置并依次内向外布置的第一脱水筒、除尘滤网和第一环形水槽。本一种同轴离心式湿式除尘装置及其控制方法，结构简单紧凑，通风阻力小，不仅实现对粉尘的多次捕捉，保障粉尘与水膜的结合时间，而且实现对含尘水雾的多次脱水，保障对泥水高效分离，除尘效果更好。

Description

一种同轴离心式湿式除尘装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及煤矿井下除尘技术领域，具体涉及一种同轴离心式湿式除尘装置及其控制方法。

背景技术

煤炭是我国目前重要能源之一，在煤炭生产过程中，绝大部分作业均可产生具有严重危害的粉尘。

近年来随着煤矿集约化生产强度和机械化程度的提高，煤矿采掘工作面的粉尘产生量急剧上升。从职业健康、以及安全生产的角度来看，粉尘不仅可导致煤矿工人患有不易治愈的尘肺病，威胁工作人员的生命健康，而且当井下粉尘浓度过高时也会造成粉尘***事故，并且粉尘也易进入井下各种工作设备之中，加速设备磨损，导致设备难以正常工作，从而影响煤矿的正常生产。

现有我国矿井除尘方式广泛采取煤层注水、喷雾降尘、通风除尘、化学抑尘、泡沫除尘等多种除尘技术，这些除尘技术普遍存在除尘效率低、除尘效果差等缺点，因而难以实现绿色掘进。中国发明专利2020年12月1日公开的公开号为CN212039601U的“一种双级套旋湿式除尘洗气机”，该洗气机采用两个叶轮进行除尘，虽然具备更加彻底的净化效果并能够产生更大的风压，但是其一方面，除尘阻力大，无法跟随现场环境进行自适应调整；另一方面，两个叶轮需要电机提供更大的动力，能耗较大，不利于节能减排。另外，离心式风机与粉尘长期接触碰撞，会导致磨损严重，运行噪音和运行负载加大，降低除尘效率。

发明内容

本发明提供一种同轴离心式湿式除尘装置及其控制方法，结构简单紧凑，通风阻力小，不仅实现对粉尘的多次捕捉，保障粉尘与水膜的结合时间，而且实现对含尘水雾的多次脱水，保障对泥水高效分离，除尘效果更好。

为实现上述目的，本一种同轴离心式湿式除尘装置，包括水膜形成组件、泥水分离组件；

所述水膜形成组件包括位于进风口处的轴流叶轮、以及安装在轴流叶轮右侧用于离心沉降的旋流器；

轴流叶轮通过与驱动电机连接进行旋转、左侧设有喷水的第一供水管，轴流叶轮上的每个轴流叶片镂空有多个扰流条缝、并且靠近旋转轴线的位置镂空有圆弧孔；

旋流器上设有用于螺旋导流的导流片；

所述泥水分离组件位于水膜形成组件的右侧，包括第一脱水组件和第二脱水组件；

第一脱水组件包括同水平轴布置并依次内向外布置的第一脱水筒、除尘滤网和第一环形水槽；第一脱水筒接收来自旋流器的含尘水雾、其上设有多个圆周均匀布置并且右端向下倾斜的第一条型槽，每个第一条型槽上对应设有第一挡水片，第一挡水片的布置方向与第一条型槽的布置方向一致、并且一端径向张开位于第一条型槽的内侧；

除尘滤网的右端固定设有多个风扇板，风扇板通过滤网转轴与转动电机连接；

所述第二脱水组件位于第一脱水组件与出风口之间，包括同水平轴布置并依次内向外布置的第一脱水筒和第一环形水槽；第二脱水筒接收来自第一脱水筒的含尘水雾、其上设有多个圆周均匀布置并且右端向下倾斜的第二条型槽，每个第二条型槽上对应设有第二挡水片，第二挡水片的布置方向与第二条型槽的布置方向一致、并且一端径向张开位于第二条型槽的内侧；

第一脱水筒与第二脱水筒之间通过集污槽连接，第一环形水槽与第二环形水槽下端通过净水槽相互连接；

净水槽上设有加水孔，除尘滤网的下方设有对于喷水的第二供水管。

进一步的，所述第二挡水片的数量多于第一挡水片数量；

所述第一挡水片和第二挡水片为薄片结构，其中部相应的活动安装在第一条型槽和第二条型槽内壁；

第一升降阀位于第一脱水筒外壁并与第一挡水片连接，带动第一挡水片内侧的一端进行摆动，第二升降阀位于第二脱水筒外壁上并与第二挡水片连接，带动第二挡水片内侧的一端进行摆动。

进一步的，所述扰流条缝为弧形结构，并且靠近旋转轴线弧长逐渐减小、宽度小于0.5mm，导流片呈弧形结构，并顺气流运动方向偏斜，所述第二挡水片的数量是第一挡水片数量的1.5-2倍。

进一步的，所述集污槽为环形结构，其底部切向布有排污口；

所述除尘滤网为左窄右宽的圆台壳体结构，第二供水管的出口为多个，并对应贴合设置在除尘滤网的外壁。

进一步的，还包括循环组件，所述循环组件包括气动水泵和收集组件；

所述气动水泵的输出端分别与第一供水管、第二供水管连接，输入端分别与净水槽、用于收集从出风口处排出水雾的收集组件连接。

进一步的，所述收集组件包括位于出风口处的集风罩；

集风罩遮挡用的上侧壁设有固定倾斜设置的固定挡板、以及滑动设置在固定挡板上的活动挡板，活动挡板通过升降电机进行驱动；

集风罩的下端通过集风管与气动水泵连接。

进一步的，还包括感应组件和控制器；

所述感应组件包括位于第一粉尘浓度传感器、第二粉尘浓度传感器、水分传感器、水位传感器和压差传感器；

所述第一粉尘浓度传感器安装在出风口的内侧，用于检测从出风口处通过的粉尘浓度；

第二粉尘浓度传感器安装在出风口的外侧，用于检测出风口外侧的粉尘浓度；

水分传感器安装在出风口的内侧，用于检测从出风口处通过的水分浓度；

水位传感器安装在净水槽内，并位于加水孔下方；

压差传感器的两个测点分别位于除尘滤网内外两侧，用于检测除尘滤网内外两侧压差变化；

所述第一粉尘浓度传感器、第二粉尘浓度传感器、水分传感器、水位传感器和压差传感器分别与控制器连接，控制器分别控制驱动电机、转动电机和升降电机的动作。

一种同轴离心式湿式除尘装置及其控制方法，具体包括以下步骤：

a.往净水槽内注入适量水，气动水泵将水从净水槽内抽吸到第一供水管和第二供水管，并相应的喷射到轴流叶片和除尘滤网上；

b.含有粉尘的气流从左侧的进风口进入，驱动电机启动，带动轴流叶片转动产生负压，在其离心作用下，水经过轴流叶片形成全断面水膜，含有粉尘的气流通过轴流叶片时，完成对粉尘的第一次捕捉；

随后水和含尘气流在轴流叶片上扰流条缝和圆弧孔的扰流和剪切作用下，被破碎雾化混合，完成对粉尘的第二次捕捉；之后在导流片的导流作用下水和含尘气流螺旋前进，增加粉尘与水膜的结合时间和概率，完成粉尘的第三次捕捉；

c.捕捉后的混合含尘水雾在旋流器作用下离心汇聚，完成第一次脱水；

未完全脱水的含尘水雾继续螺旋运移到达第一脱水筒，并在第一脱水筒内壁汇聚后通过其上的第一条型槽、沿着第一挡水片甩至除尘滤网上，使气流与含尘水雾分离实现第二次脱水；

第一脱水筒同轴并位于外侧的除尘滤网高速转动，含尘水雾中的粉尘被除尘滤网拦截、捕集在除尘滤网内部，并向右移动从集污槽排出；部分净化后的水雾进入第一环形水槽内，并流入至净水槽内；

之后剩余含有少量粉尘的水雾进入第二脱水筒内，在第二脱水筒内壁汇聚后通过其上的第二条型槽、沿着第二挡水片甩至第二环形水槽上，使得气流与粉尘的分离完成第三次脱水；

d.与此同时，第一粉尘浓度传感器用于检测从出风口处通过的粉尘浓度，第二粉尘浓度传感器用于检测出风口外侧的粉尘浓度，水分传感器用于检测从出风口处通过的水分浓度，水位传感器用于检测净水槽内水位变化，压差传感器用于检测除尘滤网内外的压力差；

e.当净水槽内的水位低于设定水位区间时，水位传感器将信号传递至控制器中，控制器控制加水孔打开，往净水槽内注入适量水，当水位达到设定水位区间时，控制器控制加水孔关闭，停止注水；

当水分传感器检测到出风口处的水分超标时，多个第一升降阀、多个第二升降阀相应动作，提高多个第一挡水片在第一条型槽内侧、多个第二挡水片在第二条型槽内侧径向张开的高度，使得水分逐渐处于不超标的状态；

当第一粉尘浓度传感器检测到出风口处的粉尘浓度超出设定区间时，控制器控制升降电机带动活动挡板在固定挡板上滑动，调高集风罩上部的高度，收集更多的出风口处的出口气体，并为气动水泵提供动力，使得第一供水管喷射更多的水，直到粉尘浓度达标为止；

当第二粉尘浓度传感器检测到出风口外部的粉尘浓度超标时，控制器控制调高驱动电机、转动电机的转速，使得更多粉尘从进风口处进入，直到外界环境中粉尘浓度达标为止；

当压差传感器监测到检测除尘滤网内外两侧压差数值超过设定区间时，控制器自动开启第二供水管，将除尘滤网上粘附的粉尘清除。

与现有技术相比，本一种同轴离心式湿式除尘装置结构简单紧凑，由于设置镂空结构的轴流叶片，通过轴流叶片旋转时在进风口处形成负压，有效使得含有粉尘的气流进入，并且使得含尘气流在扰流和剪切作用下，被进一步破碎雾化混合，整体除尘阻力小，提高液滴破碎效果；

由于设置旋流器以及导流片，利用旋流器的导流作用使含尘水雾螺旋前进，增加粉尘与水膜的结合时间，有效实现对粉尘的多次捕捉，便于第一脱水组件和第二脱水组件进行强效脱水，减小除尘阻力；

由于设置第一脱水组件，未脱水的含尘水雾在第一脱水筒内壁汇聚后通过其上的第一条型槽、沿着第一挡水片甩至除尘滤网上，剩余含有少量粉尘的水雾进入第二脱水筒内，因此使得气流与含尘水雾分离实现脱水，效果更好；并且除尘滤网采用旋转离心方法过滤泥尘，水质较高，避免对水泵的破坏和循环水的含尘量饱和，使得泥水分离效果更好；另外采用第一供水管、第二供水管相应位于轴流叶片左侧、除尘滤网外侧，有效避免传统喷嘴结构易被粉尘堵塞导致清灰效率低下的问题；

由于多个第一升降阀使得第一挡水片在第一条型槽内摆动，实现第一挡水片内侧一端与第一脱水筒4内壁切线角度变化，多个第二升降阀使得第二挡水片在第二条型槽内摆动，实现第二挡水片内侧一端与第二脱水筒内壁切线角度变化，因此满足不同脱水环境，适用于不同的环境；由于设置感应组件，有效对粉尘浓度、水位、水分等进行检测，可根据现场情况进行自适应调整，适用范围更广。

附图说明

图1是本发明的整体主视图；

图2是本发明的第一脱水组件示意图；

图3是本发明的第一脱水筒简易左视图；

图4是本发明的第二脱水筒简易左视图；

图5是本发明的第一脱水筒示意图；

图6是本发明的除尘滤网示意图；

图7是本发明的轴流叶轮主视图；

图8是本发明的集污槽上的排污口简易图；

图9是本发明的收集组件主视图；

图中：1、进风口，2、轴流叶片，3、旋流器，4、第一脱水筒，5、除尘滤网，6、第一环形水槽，7、第二环形水槽，8、滤网转轴，9、第二脱水筒，10、出风口，11、第一供水管，12、支撑转轴，13、导流片，14、驱动电机，15、气动水泵，16、集风管，17、第二供水管，18、集污槽，19、排污口，20、水位传感器，21、加水孔，22、集风罩，23、第一粉尘浓度传感器，24、水分传感器，25、第二粉尘浓度传感器，26、支撑骨架，27、风扇板，28、第一挡水片，29、第二挡水片，30、净水槽，31、扰流条缝，32、圆弧孔，33、活动挡板，34、压差传感器，35、固定挡板，36、升降电机，37、第一升降阀，38、第一条型槽，39、第二升降阀，40、第二条型槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，本一种同轴离心式湿式除尘装置，包括水膜形成组件、泥水分离组件；

所述水膜形成组件包括位于进风口1处的轴流叶轮、以及安装在轴流叶轮右侧用于离心沉降的旋流器3；

轴流叶轮通过与驱动电机14连接进行旋转、左侧设有喷水的第一供水管11，轴流叶轮上的每个轴流叶片2镂空有多个扰流条缝31、并且靠近旋转轴线的位置镂空有圆弧孔32；

旋流器3上设有用于螺旋导流的导流片13；

旋流器3可为传统的旋流锥形结构；为使得驱动电机14正常运行，有效进行防水处理，可将驱动电机14隐藏设置在旋流器3内部，有效进行防水处理，驱动电机14输出端通过支撑转轴12与轴流叶轮的旋转中心连接，带动其高速转动；

所述泥水分离组件位于水膜形成组件的右侧，包括第一脱水组件和第二脱水组件；

第一脱水组件包括同水平轴布置并依次内向外布置的第一脱水筒4、除尘滤网5和第一环形水槽6；

第一脱水筒4接收来自旋流器3的含尘水雾、其上设有多个圆周均匀布置并且右端向下倾斜的第一条型槽38，每个第一条型槽38上对应设有第一挡水片28，第一挡水片28的布置方向与第一条型槽38的布置方向一致、并且一端径向张开位于第一条型槽38的内侧；

除尘滤网5的右端固定设有多个风扇板27，风扇板27通过滤网转轴8与转动电机连接，即转动电机可与驱动电机14为同一个电机，比如驱动电机14采用双输出轴电机结构，当转动电机通过滤网转轴8带动除尘滤网5转动时，为方便转动的稳定性，可在除尘滤网5内侧设有固定滤网转轴8的支撑骨架26，支撑骨架26可安装在第一环形水槽6上；

第二脱水组件位于第一脱水组件与出风口10之间，包括同水平轴布置并依次内向外布置的第一脱水筒4和第一环形水槽6；

第二脱水筒9接收来自第一脱水筒4的含尘水雾、其上设有多个圆周均匀布置并且右端向下倾斜的第二条型槽40，每个第二条型槽40上对应设有第二挡水片29，第二挡水片29的布置方向与第二条型槽40的布置方向一致、并且一端径向张开位于第二条型槽40的内侧；

第一脱水筒4与第二脱水筒9之间通过集污槽18连接，第一环形水槽6与第二环形水槽7下端通过净水槽30相互连接；

净水槽30上设有加水孔21，除尘滤网5的下方设有对于喷水的第二供水管17；

即利用第二供水管17喷冲除尘滤网5，将其上捕集的粉尘清理到集污槽18或其他排污管道中，能实现泥尘不在除尘滤网5上堆积，无需更换；

如图3、图4所示，所述第二条型槽40的数量多于第一条型槽38的数量，作为一个优选方案，所述第一挡水片28和第二挡水片29为薄片结构，其中部相应的活动安装在第一条型槽38和第二条型槽40内壁，比如通过铰接的方式进行安装；

第一升降阀37位于第一脱水筒4外壁并与第一挡水片28连接，带动第一挡水片28内侧的一端进行摆动，第二升降阀39位于第二脱水筒9外壁上并与第二挡水片29连接，带动第二挡水片29内侧的一端进行摆动；

多个第一升降阀37和多个第二升降阀39可通过控制器自动控制，即通过多个第一升降阀37使得第一挡水片28在第一条型槽38内摆动，使得第一挡水片28内侧一端与第一脱水筒4内壁切线角度变化；

通过多个第二升降阀39使得第二挡水片29在第二条型槽40内摆动，使得第二挡水片29内侧一端与第二脱水筒9内壁切线角度变化，因此满足不同脱水环境，适用于不同的环境；比如当出风口10处的水分过多时，第一升降阀37和第二升降阀39相应动作，使得第一挡水片28和第二挡水片29处于不同的径向张开状态，提高脱水效果，使得水分逐渐处于不超标的状态。

第一脱水筒4的转动方向与第一挡水片28的布置方向相反，使得第一挡水片28有效对旋转过来的含尘水雾进行遮挡，

第一脱水筒4的转动方向与第一挡水片28的布置方向相反，使得第一挡水片28有效对旋转过来的含尘水雾进行遮挡，实现有效脱水，并且第二脱水筒9的转动方向与第二挡水片29的布置方向相反，第二挡水片29的数量多于第一挡水片28，使得第二挡水片29有效对旋转过来的含尘水雾进行遮挡，实现进一步脱水；

如图7所示，优选的，每个扰流条缝31为弧形结构，并且靠近旋转轴线弧长逐渐减小、宽度小于0.5mm，导流片13呈弧形结构，并顺气流运动方向偏斜，所述第二条型槽40的数量多于第一条型槽38的数量，最优的为数量1.5-2倍；

如图8所示，优选的，所述集污槽18为环形结构，其底部切向布有排污口19，即过滤脱水后的泥尘在离心力的作用下沿集污槽18的排污口19切向排出，实现尘泥的自动排出；

所述除尘滤网5为左窄右宽的圆台壳体结构，第二供水管17的出口为多个，并对应贴合设置在除尘滤网5的外壁；

如图1所示，进一步的，本装置还包括循环组件，所述循环组件包括气动水泵15和收集组件；

所述气动水泵15的输出端分别与第一供水管11、第二供水管17连接，输入端分别与用于净化水的净水槽30、用于收集从出风口10处排出水雾的收集组件连接；

如图1、图9所示，优选的，所述收集组件包括位于出风口10处的集风罩22；

集风罩22遮挡用的上侧壁为倾斜升降结构、下端通过集风管16与气动水泵15连接；

这种倾斜升降结构作为一个实施例，具体的为，上侧壁设有固定倾斜设置的固定挡板35、以及滑动设置在固定挡板35上的活动挡板33，活动挡板33可通过升降电机36进行驱动；

通过活动挡板33在固定挡板35上的位置调整，不仅有效增大集风罩22的收集水雾的面积，而且利用出风口10的排风为气动水泵15提供动力，减小能耗。

另外收集组件可与驱动电机14或者转动电机相匹配，即当驱动电机14或者转动电机的转动较大时，升降电机36带动活动挡板33向上移动，增大集风罩22的收集面积；

进一步的，本装置还包括感应组件和控制器；

所述感应组件包括位于第一粉尘浓度传感器23、第二粉尘浓度传感器25、水分传感器24、水位传感器20和压差传感器34；

所述第一粉尘浓度传感器23安装在出风口10的内侧，用于检测从出风口10处通过的粉尘浓度；

第二粉尘浓度传感器25安装在出风口10的外侧，用于检测出风口10外侧的粉尘浓度；

水分传感器24安装在出风口10的内侧，用于检测从出风口10处通过的水分浓度；

水位传感器20安装在净水槽30内，并位于加水孔21下方，优选的，可设置在净水槽30深度的1/3-1/2高度处；

压差传感器34的两个测点分别位于除尘滤网5内外两侧，用于检测除尘滤网5内外两侧压差变化；

所述第一粉尘浓度传感器23、第二粉尘浓度传感器25、水分传感器24、水位传感器20和压差传感器34分别与控制器连接，控制器分别控制驱动电机14、转动电机和升降电机36的动作；

此动作包括相应的正转、反转以及转速；

本一种同轴离心式湿式除尘装置相应的控制方法，主要将含有粉尘的气流从左侧的进风口1进入、向右依次经过用于将粉尘与水雾进行捕捉的水膜形成组件、用于含尘雾滴脱水分离的泥水分离组件，再从右侧的出风口10排出；

具体步骤为：

从加水孔21往净水槽30内注入适量水，气动水泵15将水从净水槽30内抽吸到第一供水管11和第二供水管17，优选的，净水槽30内可设有净化过滤装置，第一供水管11的出口水平向右正对轴流叶片2，因此从第一供水管11和第二供水管17排出的水更加干净，并且进入进风口1的水量更加均匀；

水经第一供水管11喷射到轴流叶片2上，控制器控制驱动电机14带动轴流叶轮转动，其上的轴流叶片2转动产生负压，在其离心作用下，轴流叶片2前方将形成全断面水膜，含有粉尘的气流通过轴流叶片2时，完成对粉尘的第一次捕捉；随后水和含尘气流在轴流叶片2上扰流条缝31和圆弧孔32的扰流和剪切作用下，被进一步破碎雾化混合，完成对粉尘的第二次捕捉；之后在导流片13的导流作用下螺旋前进并再次形成水膜，增加粉尘与水膜的结合时间和概率，完成粉尘的第三次捕捉；

粉尘与水膜的混合含尘水雾在旋流器3作用下离心汇聚，完成第一次脱水；未完全脱水的含尘水雾继续螺旋运移到达第一脱水筒4，并在第一脱水筒4内壁汇聚后通过其上的第一条型槽38、沿着第一挡水片28甩至除尘滤网5上，使气流与含尘水雾分离实现第二次脱水；

此时转动电机带动除尘滤网5高速转动，含尘水雾中的粉尘被除尘滤网5拦截、捕集在除尘滤网5内部，并向右移动从集污槽18排出，因此实现对含尘雾滴的净化，采用除尘滤网5旋转离心方法过滤泥尘，水质较高，避免对水泵的破坏和循环水的含尘量饱和；而部分净化后的水雾进入第一环形水槽6内，并流入至净水槽30内，之后剩余含有少量粉尘的水雾进入第二脱水筒9内，在第二脱水筒9内壁汇聚后通过其上的第二条型槽40、沿着第二挡水片29甩至第二环形水槽7上，实现第三次脱水，使得气流与粉尘的分离；

与此同时，水位传感器20、第一粉尘浓度传感器23、水分传感器24、第二粉尘浓度传感器25和压差传感器34对相应的位置进行检测，比如第一粉尘浓度传感器23用于检测从出风口10处通过的粉尘浓度，第二粉尘浓度传感器25用于检测出风口10外侧的粉尘浓度，水分传感器24用于检测从出风口10处通过的水分浓度，水位传感器20用于检测净水槽30内水位变化，压差传感器34用于检测除尘滤网5内外的压力差；

当净水槽30内的水位低于设定水位区间时，比如低于净水槽30出口水位时，水位传感器20将信号传递至控制器中，控制器控制加水孔21打开，当水位达到设定水位区间时，比如到达加水孔21高度时，控制器控制加水孔21关闭，优选的，水位传感器20将净水槽30水位控制在净水槽30出口水位至加水孔21之间。

当水分传感器24检测到出风口10处的水分超标时，多个第一升降阀37、多个第二升降阀39相应动作，提高多个第一挡水片28在第一条型槽38内侧、多个第二挡水片29在第二条型槽40内侧径向张开的高度，使得水分逐渐处于不超标的状态；

当第一粉尘浓度传感器23检测到出风口10处的粉尘浓度超出设定区间时，说明除尘效果不好，则控制器可控制升降电机36带动活动挡板33在固定挡板35上滑动，调高集风罩22上部的高度，增大收集面积，收集更多的出口气体动能并为气动水泵15提供动力，进而第一供水管11喷射更多的水，直到粉尘浓度达标为止。

当第二粉尘浓度传感器25检测到出风口10外部的粉尘浓度超标时，说明本装置净化风量过小不能将外界含尘气体全部吸入本装置内部，此时控制器将自动调高驱动电机14、转动电机的转速，提高净化风量，使得更多粉尘从进风口1处进入，直到外界环境中粉尘浓度达标为止。另外第二粉尘浓度传感器25可根据实际使用环境放置在不同的位置；

当压差传感器34监测到检测除尘滤网5内外两侧压差数值超过设定区间时，说明除尘滤网5上积累过多粉尘，此时控制器自动开启第二供水管17，将除尘滤网5上粘附的粉尘清除。

本一种同轴离心式湿式除尘装置，结构简单紧凑，除尘效率高，通风阻力小，维护量小，水资源利用效率高。通过轴流叶片2旋转时在进风口1处形成负压，有效使得含有粉尘的气流进入，轴流叶片2镂空结构使得含尘气流在扰流和剪切作用下，被进一步破碎雾化混合，整体除尘阻力小，提高液滴破碎效果；并且与旋流器3以及导流片13相结合，实现对粉尘的多次捕捉；通过第一脱水筒4上的第一挡水片28、旋转的除尘滤网5、以及第二脱水筒9上的第二挡水片29，实现对混合含尘水雾的多次脱水，使得泥水的高效分离，效果更好，并设有相应感应组件，有效对粉尘浓度、水位、水分等进行检测，可根据现场情况进行自适应调整，适用范围更广。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，比如本技术方案中并未写明还包括除尘滚筒，即水膜形成组件、泥水分离组件均放置在除尘滚筒内，除尘滚筒为主要的支撑、保护作用，此为显而易见的，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种同轴离心式湿式除尘装置，其特征在于，包括水膜形成组件、泥水分离组件；

所述水膜形成组件包括位于进风口（1）处的轴流叶轮、以及安装在轴流叶轮右侧用于离心沉降的旋流器（3）；

轴流叶轮通过与驱动电机（14）连接进行旋转、左侧设有喷水的第一供水管（11），轴流叶轮上的每个轴流叶片（2）镂空有多个扰流条缝（31）、并且靠近旋转轴线的位置镂空有圆弧孔（32）；

旋流器（3）上设有用于螺旋导流的导流片（13）；

所述泥水分离组件位于水膜形成组件的右侧，包括第一脱水组件和第二脱水组件；

第一脱水组件包括同水平轴布置并依次内向外布置的第一脱水筒（4）、除尘滤网（5）和第一环形水槽（6）；第一脱水筒（4）接收来自旋流器（3）的含尘水雾、其上设有多个圆周均匀布置并且右端向下倾斜的第一条型槽（38），每个第一条型槽（38）上对应设有第一挡水片（28），第一挡水片（28）的布置方向与第一条型槽（38）的布置方向一致、并且一端径向张开位于第一条型槽（38）的内侧；

除尘滤网（5）的右端固定设有多个风扇板（27），风扇板（27）通过滤网转轴（8）与转动电机连接；

所述第二脱水组件位于第一脱水组件与出风口（10）之间，包括同水平轴布置并依次内向外布置的第一脱水筒（4）和第一环形水槽（6）；第二脱水筒（9）接收来自第一脱水筒（4）的含尘水雾、其上设有多个圆周均匀布置并且右端向下倾斜的第二条型槽（40），每个第二条型槽（40）上对应设有第二挡水片（29），第二挡水片（29）的布置方向与第二条型槽（40）的布置方向一致、并且一端径向张开位于第二条型槽（40）的内侧；

第一脱水筒（4）与第二脱水筒（9）之间通过集污槽（18）连接，第一环形水槽（6）与第二环形水槽（7）下端通过净水槽（30）相互连接；

净水槽（30）上设有加水孔（21），除尘滤网（5）的下方设有对于喷水的第二供水管（17）。

2.根据权利要求1所述的一种同轴离心式湿式除尘装置，其特征在于，所述第二挡水片（29）的数量多于第一挡水片（28）数量；

所述第一挡水片（28）和第二挡水片（29）为薄片结构，其中部相应的活动安装在第一条型槽（38）和第二条型槽（40）内壁；

第一升降阀（37）位于第一脱水筒（4）外壁并与第一挡水片（28）连接，带动第一挡水片（28）内侧的一端进行摆动，第二升降阀（39）位于第二脱水筒（9）外壁上并与第二挡水片（29）连接，带动第二挡水片（29）内侧的一端进行摆动。

3.根据权利要求2所述的一种同轴离心式湿式除尘装置，其特征在于，所述扰流条缝（31）为弧形结构，并且靠近旋转轴线弧长逐渐减小、宽度小于0.5 mm，导流片（13）呈弧形结构，并顺气流运动方向偏斜，所述第二挡水片（29）的数量是第一挡水片（28）数量的1.5-2倍。

4.根据权利要求3所述的一种同轴离心式湿式除尘装置，其特征在于，所述集污槽（18）为环形结构，其底部切向布有排污口（19）；

所述除尘滤网（5）为左窄右宽的圆台壳体结构，第二供水管（17）的出口为多个，并对应贴合设置在除尘滤网（5）的外壁。

5.根据权利要求4所述的一种同轴离心式湿式除尘装置，其特征在于，还包括循环组件，所述循环组件包括气动水泵（15）和收集组件；

所述气动水泵（15）的输出端分别与第一供水管（11）、第二供水管（17）连接，输入端分别与净水槽（30）、用于收集从出风口（10）处排出水雾的收集组件连接。

6.根据权利要求5所述的一种同轴离心式湿式除尘装置，其特征在于，所述收集组件包括位于出风口（10）处的集风罩（22）；

集风罩（22）遮挡用的上侧壁设有固定倾斜设置的固定挡板（35）、以及滑动设置在固定挡板（35）上的活动挡板（33），活动挡板（33）通过升降电机（36）进行驱动；

集风罩（22）的下端通过集风管（16）与气动水泵（15）连接。

7.根据权利要求6所述的一种同轴离心式湿式除尘装置，其特征在于，还包括感应组件和控制器；

所述感应组件包括位于第一粉尘浓度传感器（23）、第二粉尘浓度传感器（25）、水分传感器（24）、水位传感器（20）和压差传感器（34）；

所述第一粉尘浓度传感器（23）安装在出风口（10）的内侧，用于检测从出风口（10）处通过的粉尘浓度；

第二粉尘浓度传感器（25）安装在出风口（10）的外侧，用于检测出风口（10）外侧的粉尘浓度；

水分传感器（24）安装在出风口（10）的内侧，用于检测从出风口（10）处通过的水分浓度；

水位传感器（20）安装在净水槽（30）内，并位于加水孔（21）下方；

压差传感器（34）的两个测点分别位于除尘滤网（5）内外两侧，用于检测除尘滤网（5）内外两侧压差变化；

所述第一粉尘浓度传感器（23）、第二粉尘浓度传感器（25）、水分传感器（24）、水位传感器（20）和压差传感器（34）分别与控制器连接，控制器分别控制驱动电机（14）、转动电机和升降电机（36）的动作。

8.一种权利要求7所述的同轴离心式湿式除尘装置的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

a. 往净水槽（30）内注入适量水，气动水泵（15）将水从净水槽（30）内抽吸到第一供水管（11）和第二供水管（17），并相应的喷射到轴流叶片（2）和除尘滤网（5）上；

b. 含有粉尘的气流从左侧的进风口（1）进入，驱动电机（14）启动，带动轴流叶片（2）转动产生负压，在其离心作用下，水经过轴流叶片（2）形成全断面水膜，含有粉尘的气流通过轴流叶片（2）时，完成对粉尘的第一次捕捉；

随后水和含尘气流在轴流叶片（2）上扰流条缝（31）和圆弧孔（32）的扰流和剪切作用下，被破碎雾化混合，完成对粉尘的第二次捕捉；之后在导流片（13）的导流作用下水和含尘气流螺旋前进，增加粉尘与水膜的结合时间和概率，完成粉尘的第三次捕捉；

c. 捕捉后的混合含尘水雾在旋流器（3）作用下离心汇聚，完成第一次脱水；

未完全脱水的含尘水雾继续螺旋运移到达第一脱水筒（4），并在第一脱水筒（4）内壁汇聚后通过其上的第一条型槽（38）、沿着第一挡水片（28）甩至除尘滤网（5）上，使气流与含尘水雾分离实现第二次脱水；

第一脱水筒（4）同轴并位于外侧的除尘滤网（5）高速转动，含尘水雾中的粉尘被除尘滤网（5）拦截、捕集在除尘滤网（5）内部，并向右移动从集污槽（18）排出；部分净化后的水雾进入第一环形水槽（6）内，并流入至净水槽（30）内；

之后剩余含有少量粉尘的水雾进入第二脱水筒（9）内，在第二脱水筒（9）内壁汇聚后通过其上的第二条型槽（40）、沿着第二挡水片（29）甩至第二环形水槽（7）上，使得气流与粉尘的分离完成第三次脱水；

d. 与此同时，第一粉尘浓度传感器（23）用于检测从出风口（10）处通过的粉尘浓度，第二粉尘浓度传感器（25）用于检测出风口（10）外侧的粉尘浓度，水分传感器（24）用于检测从出风口（10）处通过的水分浓度，水位传感器（20）用于检测净水槽（30）内水位变化，压差传感器（34）用于检测除尘滤网（5）内外的压力差；

e. 当净水槽（30）内的水位低于设定水位区间时，水位传感器（20）将信号传递至控制器中，控制器控制加水孔（21）打开，往净水槽（30）内注入适量水，当水位达到设定水位区间时，控制器控制加水孔（21）关闭，停止注水；

当水分传感器（24）检测到出风口（10）处的水分超标时，多个第一升降阀（37）、多个第二升降阀（39）相应动作，提高多个第一挡水片（28）在第一条型槽（38）内侧、多个第二挡水片（29）在第二条型槽（40）内侧径向张开的高度，使得水分逐渐处于不超标的状态；

当第一粉尘浓度传感器（23）检测到出风口（10）处的粉尘浓度超出设定区间时，控制器控制升降电机（36）带动活动挡板（33）在固定挡板（35）上滑动，调高集风罩（22）上部的高度，收集更多的出风口（10）处的出口气体，并为气动水泵（15）提供动力，使得第一供水管（11）喷射更多的水，直到粉尘浓度达标为止；

当第二粉尘浓度传感器（25）检测到出风口（10）外部的粉尘浓度超标时，控制器控制调高驱动电机（14）、转动电机的转速，使得更多粉尘从进风口（1）处进入，直到外界环境中粉尘浓度达标为止；

当压差传感器（34）监测到检测除尘滤网（5）内外两侧压差数值超过设定区间时，控制器自动开启第二供水管（17），将除尘滤网（5）上粘附的粉尘清除。

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