【実施例】
【0041】
[実施例1]
図2に示すように、粉塵分離装置の一種であって、ファンを含む粉塵吸込部1、慣性分離部、遠心分離部とろ過分離部3を備え、粉塵吸込部1、慣性分離部、遠心分離部及びろ過分離部3は順次に貫通接続し、且つ全体的に横型構造に形成される;慣性分離部と遠心分離部とは水平軸方向において連通し、慣性遠心分離部2を形成し、下方に集塵箱4が慣性遠心分離部2と連通するようになっている。
【0042】
また、「全体的に横型構造に形成される」ということは、全体的にその長さは高さより大きく、その主な分離作業は水平軸方向状態において完成することを意味する。「順次貫通接続」は、各部の順番に従い、二つの部は外部が密閉接続、内部が貫通することを意味する。「慣性分離部と遠心分離部とは水平軸方向にて連通し、慣性遠心分離部を形成する」ことは、慣性分離部のケース体と遠心分離部のケース体とは水平軸方向において一体化成形される、又は一体に接続されることを意味する。本実施形態は
図2に示す如く、好ましくは慣性分離部のケース体と遠心分離部のケース体とは同一の水平軸方向において、一体化成形される。「連通」は外部が密閉接続、内部が貫通することを意味する。「下方に集塵箱が慣性遠心分離装置と連通する」は集塵箱が慣性遠心分離部の下方に配置され、及び集塵箱が慣性遠心分離部と連通することを意味する。
【0043】
図2に示すように、粉塵吸込部1はファン101と途中連通する第一の管102を備える、該ファン101の風入口は配置された吸塵管103(
図3を参照)と連通可能であり、作業時に吸塵管を配置し、作業が可能である。第一の管
102はファン101及び慣性遠心分離部2と連通する。
【0044】
図2に示すように、慣性遠心分離部2のケース体内に順次に固定接続する錐形ガイドブロック201、阻止板202と旋風羽根203が設けられる。前記錐形ガイドブロック201はケース体の真ん中に配置され、錐形ガイドブロック201の周囲に第一の風通路204が形成される;阻止板202には空きケースが設けられ、且つ阻止板の表面に複数の貫通孔が設けられる;阻止板202は好ましく錐形、円錐台形であり、
図2に示すように、円台の底部から円錐体を掘り出すことによって形成した。円錐台の腰の位置に貫通孔が設けられる。阻止板202の外周囲に第二の風通路205が形成され、阻止板202の空きケース内に第三の風通路206が形成される;旋風羽根203が螺旋状であり、旋風羽根の接線方向が集塵箱4に向いて指す。旋風羽根203の周囲に第四の風通路207が形成され、第一風通路204、第二の風通路205、第三の風通路206及び第四の風通路207は順次に相通し、第二の風通路205は集塵箱とは相通する。
【0045】
慣性遠心分離部2のケース体内に更に錐形ガイド機構208とガイド出口管209が設けられる。錐形ガイド機構208とガイド出口管209は共にケース体の真ん中に位置し、且つ錐形ガイド機構208の錐形針端がガイド出口管209の管口に近づき、平行又は入り込む。錐形ガイド機構とガイド出口管の周囲に第五の風通路210が形成され、ガイド出口管内部に第六の風通路211が形成される;第五の風通路210は第四の風通路207と相通し、第五の風通路210は集塵箱4と相通する。このようにして、微細な粉塵は錐形ガイド機構のガイド作用により、気体流がスムーズにガイド出口管内に流入し、更にろ過分離部に流入する。これにより、気体流の乱流を減らし、雑音を低減できる。
【0046】
図2と
図3に示すように、ろ過分離部3はカートリッジフィルタ301、カートリッジフィルタ301下方に位置する集塵タンク302と途中連通する第二の管303を備え、第二の管303は慣性遠心分離部2とカートリッジフィルタ301と連通する。集塵タンク302には、標準吸塵管直径の粉塵クリーニング穴304が配置され、粉塵クリーニング穴には密封キャップ305と吸塵管103が配置される。密封キャップ305は粉塵クリーニング穴304を密封に被ることができる。吸塵管103は粉塵クリーニング穴304とファン101と連通可能である。
【0047】
集塵箱4は一体式且つ二つのケースの構造であることが好ましく、即ち一体成形された第一収納ケース401と第二の収納ケース402を含む。第一の収納ケース401は第二の風通路205と相通し、第二の収納ケース402は第五の風通路210と相通する。集塵箱にローラーとスナップフィットが設けられ、ローラーにはレールが配置され、慣性遠心分離部にはスナップリングが配置され、ローラーがレールにてスライド及びスナップフィットがスナップリングへの締めと外しにより、
集塵箱は取り付けられ、取付け外されることになる。好ましく、
図4に示す如く、集塵箱4は、その右端に第一のローラー組み403が設けられ、第一のローラー組み403の下方に第一のレールが配置される;集塵箱4はその底端に第二のローラー組み405が設けられ、第二のローラー組405の下方に第二のレールが配置される。集塵箱4はその左端にスナップフィット407が設けられ、慣性遠心分離部に対応するスナップリング408が配置される。第二のレールは短ガイド410と長ガイド404を含み、短ガイド410と長ガイド
404は回転軸406にちょうつがいで接続し、短ガイドに斜面411が設けられ、長ガイドは回転的に持ち上げられ、前門409とする。慣性遠心分離部と集塵箱の接続端に密封シール401が設けられる。
【0048】
集塵箱の稼動プロセスは以下である:
稼動時、第二のローラー組405によって、前門409の長ガイド404に沿って、集塵箱4を粉塵分離装置の機構内に押し込むとともに、第一のローラー組403も機構内側の上ガイド402に沿って転がる。指定位置に到達後に、第二組のローラーが短ガイド410に入り込み、且つ短ガイド斜面411に引っかかり、スナップフィット
407をスナップリング408にかけて、しっかりプレスして、集塵箱4は持ち上げられ、粉塵処理装置の下面に向け押し、密封シール401がしっかり押され、密封する。その後、前門409は回転軸406を回転させ、90度に達した位置で閉める。
【0049】
本粉塵分離装置の全体稼動メカニズムは以下である。
ファン
101は起動し、粉塵を含む気流をファン
101に吸い込ませ、第一の管
102を通し、慣性分離と遠心分離が一体となった慣性遠心分離装置3に進入する。分離された粉塵が集塵箱4に入り、残った微細粉塵を含む粉塵気体が管303を通し、カートリッジフィルタ301に入り込む。綺麗な空気が排出され、微細な粉塵がカートリッジフィルタ内壁に残され、一部の微細粉塵が引力の作用の元で、集塵タンク302に落ちる。
【0050】
より具体的に、本粉塵分離装置の稼動プロセスは以下である:
図
2に示すように、ファン
101が回転し、粉塵を有する空気が負圧によって、ファン
101に入る。その後、正圧に変わり、慣性遠心分離部2とろ過分離部3に入る。その中、
図5に示すように、粉塵を含む空気が錐形ガイドブロック201を通し、第一の風通路204に入り、第二の風通路205にてより大きい粒径の粉塵が阻止板202にぶつかり、一段目分離口212に落ちる。該一段目分離口212は第一の収納ケース401と連通する;残った中小粒径と微細粒径の粉塵と空気は継続的に前へ進み、第三の風通路206と第四の風通路207に入り、旋風羽根203を通った後、高速回転運動に変わり、遠心力の作用下で、粉塵が慣性遠心分離部のケース側の壁にて螺旋運動をする。重量のより大きい中小粒径の粉塵が側壁の付近(第五の風通路210)にて螺旋運動をし、殆どの粉塵が遠心力の作用の元で、接線方法に沿って二段目の分離口213に入り、該二段目の分離口が第二の収納ケース
402に連通し、集塵箱4の第二の収納ケース402中に落ちる。重量の小さい微細粉塵は側壁の軸心付近にて螺旋運動し、一部の粉塵が遠心力により、接線方向に沿って、二段目分離口213に入り、集塵箱の第二の収納ケース402に落ちる。また一部の粉塵が軸心位置にて螺旋運動方式で第六の風通路211に入り、且つ第二の管303を通った後、カートリッジフィルタ301に導入される。また螺旋羽根
203の後端にガイド機構
208を増設し、より乱流を低減する。最後に、分離部
2を通った後の粉塵顆粒は粒径が微細で、粉塵含量が少なく、比較的に綺麗な空気になっている。これらの比較的に綺麗な粉塵空気が出口を通って、第二の管303に入った後に、カートリッジフィルタ301に導入される。カートリッジフィルタ301の中のフィルターにより、更に綺麗にろ過される。最後に綺麗な空気はカートリッジフィルタより排出される。粉塵がカートリッジフィルタ301にてろ過分離をされる際に、わずか一部の微細粉塵がフィルタメッシュにくっつき、殆どの微細顆粒の粉塵が重力により、カートリッジフィルタ下端にある集塵タンク302中に落ちる。集塵タンク302をクリーニング必要時に、集塵タンク上側にある蓋305を開けて、吸塵管103をファン101の空気入口と接続することで、集塵タンク
302中の微細粉塵を集塵箱4に吸い込み、集塵タンク302中の粉塵を完全に綺麗にクリーニングできる。
【0051】
前後重力法測定により、粉塵吸込部に吸い込まれた粉塵は、慣性分離と遠心分離された後に、97%-99%の粗粒径の粉塵が粉塵箱に分離され、わずか少数だけ(残った1%-3%)の微細粉塵はカートリッジフィルタに進入し、ろ過分離される。
本発明の粉塵分離方法は、以下の工程を含む。
【0052】
S1.粉塵吸込部を設置し、粉塵を吸い込む;
【0053】
S2.順次に貫通し且つ横型で一体に形成された慣性分離部、遠心分離部とろ過分離部を設置し、S1における粉塵を順次に、慣性分離、遠心分離とろ過分離を行い、慣性分離と遠心分離後に、97%-99%の粗粒径の粉塵が分離され、残った部分の粉塵がろ過部によりろ過分離される。
【0054】
S3.慣性分離部と遠心分離部を水平軸方向において連通し、慣性遠心分離部を形成させ、下方に慣性遠心分離部と連通する集塵箱を設置し、S2中の97%-99%の粉塵を収納する。
【0055】
[実施例2]
実施例1に参照し、実施例1と異なることは、
図6に示すように、順次に接続する慣性分離部、遠心分離部とろ過分離部より分離部23を形成する。分離部23は複数設けられ、「複数」とは、二つ又は二つ以上であり、
図6には二つを示したが、各分離部は共に粉塵吸込部と連通する;粉塵吸込部が粉塵を吸い込む風量が固定の場合、気流速度が13〜22m/sになるように、各分離部の管径に設計を行い、このようにすることにより、粉塵顆粒の遠心力を高め、粉塵の分離効率を高める。
並列する複数の分離部23の一段目分離口212は集塵箱中における第一の収納ケースと接続し、二段目の分離口213はすべて集塵箱における第二の収納ケースと接続する。集塵箱4における気圧は正圧であるため、有効的に乱流を防止できた。
【0056】
[実施例3]
粉塵分離のインテリジェントコントロールシステムの一種であって、上記いずれか1項に記載された粉塵分離装置及びインテリジェントコントロール部を含む;前記インテリジェントコントロール部は前記粉塵分離装置に取り付けられた本体コントローラー及び粉塵除去待ちの粉塵装置に取り付けられたサブ機コントローラーを含む;前記本体コントローラーは第一のMCUコントロールモジュール、I/Oインターフェイスモジュールと第一のWiFi無線通信モジュールを含み;MCUコントロールモジュールはI/Oインターフェイスモジュールにより、外部設備に接続し、更にWiFi無線通信モジュールにより、サブ機コントローラーと通信する;サブ機コントローラは第二のMCUコントロールモジュール、インターフェイスモジュール、第二のWiFi無線通信モジュール、電流相互誘導センサーより構成される;電流相互誘導センサーにより、粉塵設備mモータの電流値を検知し、第二のMCUコントロールモジュールは電流値により、粉塵設備がON状態かOFF状態かを判断し、設備状態を第二のWiFi無線通信モジュールにより、本体コントローラーに発信する;本体コントローラーは粉塵設備の状態に基づき、周波数変換器により、前記粉塵分離装置のON/OFFをコントロールする。
【0057】
本粉塵分離のインテリジェントコントロールシステムのインテリジェントコントロール方法は、以下の工程を含む:
【0058】
S10:本体コントローラーで粉塵分離装置の稼動パラメータを設定し、例えば、回転速度、延期ストップの延期時間、連動コントロール可能なサブ機コントローラーの稼動コントロールパラメータ、粉塵分離装置の粉塵気体圧力、粉塵箱の粉塵の高さ、モータの回転速度、モータの出力パワーなどをリアルタイムに採集し、稼動パラメータをリアルタイムにモニタリングし、稼動状況が異常かどうかを判断する;
【0059】
S20.稼動状況が異常時にアラム指示をし、且つ自動的に止まる。
【0060】
S30.サブ機コントローラーは自動的に粉塵設備の起動及び止まりを検出し、WiFi無線通信技術及び本体のコントローラ通信により、本体コントローラにより、本装置のON/OFFをコントロールする。
【0061】
S10とS30は同時に行うことが可能である。
【0062】
好ましくは、該インテリジェントコントロール方法はさらにS40を含む。管ネットの環境は変化する際に、本体コントローラーが自動的にモータの出力工率の変化をモニタリングし、ファンの回転速度を自動的に調整し、モータの出力工率を定格出力に一定させる。このように、モータがずっとフル負荷にて稼動すると共に、負荷オーバーにもならない。それと同時に、ファンの稼動効率をずっと最高設計効率に一定することができる。細吸塵管にて吸塵する際に、吸塵能力を高められる。粗吸塵管にて吸塵時に、モータが負荷オーバーにならない。
【0063】
前記「管ネット環境変化」とは、吸塵管管径の規格サイズの変化を含むが、この限りではない。
【0064】
以下図面に基づき、更に具体的に説明する。
図7に示されたのはインテリジェントコントロールシステムの全体構造図である。全体のインテリジェントシステムは、粉塵設備に取り付けられたサブ機コントローラー及び本装置に取り付けられた本体コントローラー、可変周波数コントローラー、タッチパネル等の部品より構成される。サブ機コントローラーと本体コントローラーの間に、無線WiFiにより通信され、本体コントローラーとタッチパネル、可変周波数コントローラの間にはRS485により通信される。サブ機コントローラーは粉塵設備起動又は停止を検出した際に、無線WiFI通信モジュールにより、起動又は停止情報を本体コントローラーに発信し、本体コントローラーは可変周波数コントローラーにより、ファンのON/OFFをコントロールし、粉塵設備と本体(粉塵分離機)の連動的な起動/停止を実現できたのである。一台の本体コントローラーと複数台のサブ機コントローラーとネット通信できる。即ち、一台の粉塵分離装置は無線ネットにより、複数台の粉塵設備と接続でき、複数台の粉塵設備に粉塵除去サービスを提供することができるのである。また、本体コントローラーにおいて、タッチパネルにより、遅延停止、ファンの回転速度等の稼動パラメータを設定できる。気体通路の粉塵気体圧力、粉塵箱中の粉塵高さ、電機モータ工率負荷などの稼動パラメーターに対して、リアルタイムに収集しディスプレーし、及び稼動状況をリアルタイムにモニタリングする。稼動状況が異常時にアラム指示をして、且つ相応するインテリジェントコントロールをし、設備の確実的な安全稼動を保証する。
【0065】
図8は本体に取り付けるインテリジェントコントローラーシステムの本体コントローラーの構造図である。本体コントローラーの核心はMCU制御モジュールである。MCU制御モジュールはI/Oインタフェースモジュールにより、外部の設備に接続し、接続された外部の設備は設備稼動状態指示ランプ、内部稼動指示ランプ、起動/停止操作ボタンなどを含む。また気体圧力を測定する圧力センサー、粉塵高さを測定する赤外線センサーと接続する。RS485通信インタフェースにより、タッチパネルと可変周波数コントローラーと接続する。WiFi無線通信モジュールにより、サブ機コントローラーと通信する。本体コントローラーはリアルタイムに粉塵気体の圧力、粉塵箱中の粉塵高さ、電気モーアの出力工率、ファンの回転速度等を収集でき、これらのパラメーターと設備の稼動状態をタッチパネルにてディスプレーし、且つこれらのパラメーラーに基づき、本装置の稼動過程を相応するインテリジェントコントロールを行う。
【0066】
図9は粉塵設備に取り付けたインテリジェントコントローラーシステムのサブ機コントローラーの説明図である。サブ機コントローラーはMCU制御モジュール、インタフェースモジュール、WiFi無線通信モジュール、電流相互誘導センサーより構成される。電流変流器により、粉塵設備モータの電流値を測定し、MCUは電流値に基づき、粉塵設備がON状態かOFF状態かを判断し、無線通信モジュールにより、設備状態を本体コントローラーに発信する。本体コントローラーは粉塵設備の状態に基づき、周波数変換器により本装置の起動・停止をコントロールする。サブ機コントローラーにソフトの稼動状態、WiFi通信状態、本装置(粉塵分離装置)の稼動状態、粉塵設備稼動状態等を指示する指示ランプが取り付けられ、更に本体コントローラーと係合と連動操作をするためのボタンと接続する。
【0067】
図10は本装置が定格出力にて稼動し、粉塵を吸い込む能力を高める説明図である。ファンが一定な設計回転速度で運転する場合、ファンの特性曲線は設計回転速度曲線と対応し、モータの出力工率が設計回転速度下の工率線に対応する。管ネット環境が管ネット特性曲線2に対応する場合、ファンアが設計回転速度線と管ネット特性曲線2の交差点aで稼動し、この際に、モータの出力工率がちょうど設計時の定格出力値に達するのであれば、ファン効率も最大設計効率に達する。この時、管ネットの管径が小さくなったら、管ネット環境が管ネット特性曲線1に対応し、ファンの稼動点が設計回転速度線に沿って、左へ移動し、管ネット曲線1との交差点bに移動する。モータ出力工率も設計回転速度下の工率線に沿って、左へ移動し、A点からB点に移動し、B点における工率が明らかにA点の工率より小さい。本発明において、インテリジェントコントロールシステムがモータの出力工率をリアルタイムにモニタリングでき、出力工率が定格出力工率より小さい場合、周波数変換器を制御し、ファンの回転速度を高め、ファンが超設計回転速度の回転速度線で稼動する。この場合、ファンの稼動点が超回転速度線のC点に移動し、モータの出力工率も超回転速度下の工率線のC点に移動し、C点の工率値とA点の工率値が同じであり、C点のファンの効率がA点の効率が同じであり、C点の吸塵能力はb点より大きい(風圧はb点より大きく、風量もb点より大きい)。本発明において、モータの出力工率がインテリジェントコントロールシステムにリアルタイムにモニタリングされるため、出力工率が一旦変化となると、周波数変換器をコントロールし、モータの回転速度を調整し、モータの出力工率を定格出力値に一定させる。管ネット環境が変更となる場合、モータ出力工率がずっとDCAEとの等工率線にてスライドするようにコントロールされる。ファンの特性曲線も同速線に沿ってスライドせず、dcaeとの等工率線に沿ってスライドとなる。本装置は定格出力で稼動するため、細吸塵管で吸塵時に、自動的にファンの回転速度を高く調整し、吸塵能力を高める。粗吸塵管で吸塵時に、負荷が多すぎると、自動的にファンの回転速度を低く調整し、モータが負荷ボーバーしないことを保証する。
【0068】
本実施例は慣性分離、遠心分離、ろ過分離の三種類の粉塵分離技術を一体化にした粉塵分離装置のインテリジェントコントロールシステムを提供した。それは粉塵除去効率が高く、フィルターメッシュが詰りにくく、粉塵箱の粉塵をクリーニングしやすい。更に設備が小さく、稼動時の雑音が低く、モータ出力工率が定格出力に一定し、ファンの効率が最高の設計効率に一定し、稼動プロセスがインテリジェントコントロール可能である。
【0069】
本明細書は具体的な実施例の方式で説明をしているが、該具体的な実施例においてひとつの独立な技術だけを含むわけではない。明細書において、明確に説明するために、このような方法を使用しており、本領域の技術者は明細書を全体にするべきであり、各実施例の技術方案を適切に組み合わせることにより、本領域技術者の理解できるその他の実施例を形成することも可能である。
【0070】
上記に列挙した一連の詳細説明は本発明の実施可能な実施例に対する具体的な説明だけであり、本発明の保護範囲を制限するものではない。本発明の主旨から脱離しない同じ効果の実施例又は変更は、本発明の保護範囲内に含まれる。