季寶全

多功能抑塵車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與原理

季寶全

本文介紹了一款多功能抑塵車的基本結(jié)構(gòu)和總體設(shè)計(jì)布局，提出了上裝驅(qū)動(dòng)形式及原理，同時(shí)介紹了射霧裝置的工作方式和主要性能。

1　前言

隨著我國城鎮(zhèn)建設(shè)以及鋼鐵、水泥、煤炭、陶瓷、電力、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)的發(fā)展，我國大氣污染日趨嚴(yán)重，多功能抑塵車直面當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需求，解決老百姓真正關(guān)心、政府傾力解決的民生問題，它的研制成功是環(huán)保領(lǐng)域的一項(xiàng)新突破。多功能抑塵車能夠從源頭有效治理大氣污染，廣泛應(yīng)用于路面灑水，治理道路、港口、工礦、工地拆遷等環(huán)境的揚(yáng)塵，它的出現(xiàn)為大氣污染治理工作帶來了新鮮的陽光，也將成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)建設(shè)和諧發(fā)展的一項(xiàng)新舉措。

2　多功能抑塵車的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖1　射霧驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖

多功能抑塵車主要在二類通用底盤上加裝罐體、灑水系統(tǒng)、射霧系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等組件。其中，射霧系統(tǒng)主要由柴油發(fā)電系統(tǒng)、射霧裝置、液壓俯仰裝置、回轉(zhuǎn)裝置等構(gòu)成；灑水系統(tǒng)由底盤側(cè)取力裝置、噴灑系統(tǒng)等組成（見圖1）。多功能抑塵車噴霧系統(tǒng)動(dòng)力來自單獨(dú)的發(fā)動(dòng)機(jī)并由發(fā)電機(jī)發(fā)電帶動(dòng)高壓水泵及軸流風(fēng)機(jī)噴射水霧。上裝箱體采用兩倉結(jié)構(gòu)。前倉設(shè)計(jì)為發(fā)電倉，前倉兩側(cè)裝有卷簾門和百葉窗，倉內(nèi)裝柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)等發(fā)電設(shè)備。后倉設(shè)計(jì)為水箱，其內(nèi)部用來儲(chǔ)水或裝抑塵劑。電控箱裝在車輛的后側(cè)部位，內(nèi)部裝有配電系統(tǒng)。多功能抑塵車變速箱側(cè)面裝有側(cè)取力驅(qū)動(dòng)灑水泵向前噴后灑供水。

3　多功能抑塵車射霧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

3.1 射霧驅(qū)動(dòng)組成與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

射霧驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是多功能抑塵車的重要組成部分，其射霧器由柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)輸出電力驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)和高壓水泵電動(dòng)機(jī)。柴油機(jī)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)將電能又轉(zhuǎn)換成機(jī)械能驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)送出風(fēng)筒。高壓水泵電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化機(jī)械能帶動(dòng)高壓水泵給環(huán)狀管供高壓水，由細(xì)霧噴頭噴出水霧（見圖2）。射霧器的旋轉(zhuǎn)主要由微電機(jī)、減速傳動(dòng)箱、主動(dòng)齒輪和傳動(dòng)齒輪等旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。射霧器的舉升由單獨(dú)的電動(dòng)液壓動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)液壓缸伸縮完成射霧器舉升來變換俯仰角，調(diào)整噴射位置和距離。

圖2　射霧驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖

圖3　多功能抑塵車射霧器結(jié)構(gòu)簡圖

圖4　灑水系統(tǒng)簡圖

3.2 射霧器結(jié)構(gòu)與工作原理

射霧器是多功能抑塵車的最重要組成部分，也是抑塵車實(shí)現(xiàn)其功能的最主要的總成部件，主要由電動(dòng)機(jī)、風(fēng)筒、風(fēng)機(jī)葉片、導(dǎo)葉、擴(kuò)散筒、環(huán)狀管、噴頭、防護(hù)罩、俯仰機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等部件組成，其中電動(dòng)機(jī)、風(fēng)筒、擴(kuò)散器、風(fēng)機(jī)葉片等構(gòu)成軸流風(fēng)機(jī)（見圖3）。其主要工作原理為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)葉片將風(fēng)由風(fēng)筒送出，環(huán)狀管內(nèi)由高壓水泵供高壓水，高壓水經(jīng)過噴頭后霧化，霧化后的細(xì)小水滴顆粒被風(fēng)筒送出的風(fēng)吹到遠(yuǎn)方，形成水霧場(chǎng)，水霧與空氣中的粉塵顆粒結(jié)合，在重力作用下下沉，對(duì)空氣起到凈化作用。

射霧器的主要總成部件為軸流風(fēng)機(jī)，決定軸流風(fēng)機(jī)性能的主要因素有風(fēng)機(jī)翼型、葉輪外徑、外徑對(duì)輪轂直徑的比值以及葉輪轉(zhuǎn)速。葉輪外徑和風(fēng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速?zèng)Q定圓周速度，直接影響到風(fēng)機(jī)風(fēng)壓。輪轂比與風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)有關(guān)。一般說來，輪轂比大時(shí)，軸向流動(dòng)風(fēng)速增大，葉片數(shù)目z和葉片相對(duì)寬度b/l（b為弦長，l為葉展）也相應(yīng)增大，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓系數(shù)提高；反之。輪轂比小，風(fēng)壓系數(shù)也較低。葉輪葉片安裝角度直接影響旋繞速度的增量，也影響到風(fēng)機(jī)風(fēng)壓。通常情況下葉片可在10～45°范圍內(nèi)調(diào)整，葉片安裝角越大，風(fēng)量和風(fēng)壓越大，耗費(fèi)的功率也越大。射霧器風(fēng)機(jī)葉片一般采用扭曲機(jī)翼型葉片，葉片一般為鑄鋁合金或用高強(qiáng)樹脂制造，為防止葉片高速運(yùn)轉(zhuǎn)破損，根據(jù)計(jì)算結(jié)果結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)并從運(yùn)行安全考慮射霧器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速一般限定為1 500 r/min左右，風(fēng)壓大約為1.5 MPa左右。

4　多功能抑塵車的灑水系統(tǒng)

多功能抑塵車具有路面灑水及綠化噴淋功能，裝有自吸式專用水泵，配有前沖、后灑、灑水平臺(tái)及噴水高壓水炮并配備消防專用接口（見圖4）。罐體采用碳素鋼板焊接而成，是灑水車的貯水容器，罐體內(nèi)部設(shè)有橫隔板，以減輕汽車行駛時(shí)罐內(nèi)液體沖擊，罐體內(nèi)表面涂刷防銹漆，具有良好防銹性能。罐體頂部設(shè)有圍板和泄水管，還安裝有人孔蓋，方便觀察罐內(nèi)情況和進(jìn)入罐體內(nèi)維修。

灑水系統(tǒng)工作過程：打開取力器開關(guān)，水泵啟動(dòng)后，葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪進(jìn)口處形成負(fù)壓，吸入管路中的氣體與泵內(nèi)液體混合，通過壓出室進(jìn)入氣液分離室。由于氣液的比重差，氣體從液體中上升分離出來，從出口管中排出，液體在氣液分離室中下沉，經(jīng)多次循環(huán)，直到吸入管內(nèi)的氣體排凈而充滿液體，完成自吸過程，水泵開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作，并向前沖、后灑、高壓水炮供水，來沖洗路面。

綜上所述多功能抑塵車功能實(shí)現(xiàn)主要由射霧抑塵系統(tǒng)和灑水系統(tǒng)共同完成的，它們是基本獨(dú)立的2套系統(tǒng)。2套系統(tǒng)相互配合共同完成了射霧、灑水、降塵的多項(xiàng)功能。

5　結(jié)束語

本文對(duì)多功能抑塵車的結(jié)構(gòu)、原理作了簡要介紹，相信此車的研制成功必將推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)建設(shè)和諧發(fā)展；同時(shí)，本人希望與廣大環(huán)保愛好者交流溝通，進(jìn)行更深層次的研究，為國家環(huán)保事業(yè)助力發(fā)展，多做貢獻(xiàn)。

［1］ 昌澤舟.軸流通風(fēng)機(jī)使用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2005年3月

［2］ 商景泰等.通風(fēng)機(jī)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1994