許永項(xiàng)，鄭澤騰，施火結(jié)，李輝，林捎振，何占寧

電袋復(fù)合除塵器噴吹管及袋籠的改進(jìn)

許永項(xiàng)，鄭澤騰，施火結(jié)，李輝，林捎振，何占寧

（福建農(nóng)林大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，福建福州350002）

電袋復(fù)合除塵器因其具有處理煙氣量大、除塵效率高等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)煙塵治理領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用前景。但在實(shí)際應(yīng)用過程中仍存在一些問題，如噴吹管拆裝困難和袋籠易發(fā)生漏裝且運(yùn)輸不便。針對該問題，本文結(jié)合高壓鍋和消防栓的連接密封原理設(shè)計(jì)了一種快速拆裝的噴吹管，與一種可折疊、伸縮的袋籠。

噴吹管；快拆；密封；袋籠；電袋復(fù)合除塵器

1 電袋復(fù)合除塵器

如圖1所示，電袋復(fù)合式除塵器是一種新型的復(fù)合型除塵器，其主要組成部分為靜電除塵區(qū)和布袋除塵區(qū)，克服了單一功能除塵器的弊端。常規(guī)的靜電除塵器作為復(fù)合除塵器一級除塵單元，當(dāng)煙氣通過電場時(shí)，大部分粉塵顆粒將會被捕集。通過電除塵器后，擁有高比電阻、細(xì)顆粒且難以捕集的煙塵將會大大減少，而剩余的少部分煙塵進(jìn)入二級除塵單元——袋式除塵器，將會使袋式除塵器的氣布比增大，從而使袋式除塵器的尺寸可以設(shè)計(jì)得比較小，確保了整個(gè)除塵系統(tǒng)的除塵效率。

圖1 電袋復(fù)合式除塵器

2 電袋復(fù)合除塵器部分組件的改進(jìn)

2.1 快拆式噴吹管

2.1.1 噴吹管的工作原理

如圖2所示，濾袋的上方設(shè)有噴吹管，噴吹管上有若干個(gè)噴吹孔，每個(gè)噴吹孔對準(zhǔn)了一個(gè)濾袋口。清灰時(shí)脈沖閥噴出的脈沖氣流在噴吹孔的導(dǎo)向作用下進(jìn)入濾袋，氣流使濾袋膨脹剝離粉塵，同時(shí)利用氣流對濾袋的沖擊作用產(chǎn)生振動，使粉塵掉落，從而完成清灰過程。

圖2 工業(yè)噴吹管安裝圖

2.1.2 噴吹管的拆裝問題

如圖2所示，目前常用的噴吹管的安裝方法是噴吹管前端通過法蘭盤、螺栓和螺母與氣箱進(jìn)行連接，尾部通過螺栓、螺母固定在支架上。由于每臺除塵器的噴吹管都有十幾根，因此需要進(jìn)行鎖緊的螺栓、螺母的工作量大且繁瑣，工人的工作強(qiáng)度非常大，而且法蘭盤連接處密封不嚴(yán)時(shí)易造成漏風(fēng)。

2.1.3 噴吹管的接頭的改進(jìn)

采用圖3卡扣連接方式代替圖2的法蘭盤連接。用管頭和卡頭取代噴吹管連接處的法蘭盤，通過卡扣和卡頭的旋轉(zhuǎn)代替螺栓的連接，并加上內(nèi)管以提高密封。安裝時(shí)，兩端噴吹管對接，接頭處的內(nèi)管能夠起到對心導(dǎo)向和機(jī)械密封的作用，使對接更方便并引導(dǎo)氣流的流動。內(nèi)管能夠定位密封圈，防止其錯(cuò)位。噴吹管的連接利用了與消防栓相類似的連接原理：在連接過程中，卡扣可以沿著卡頭的斜面旋轉(zhuǎn)嚙合，使卡頭與管頭將中間的密封圈壓緊，保證了噴吹管的密封。在旋轉(zhuǎn)到位后，卡頭與卡扣形成嚙合，使兩端接頭牢牢地鎖在一起，能夠承受氣流流動時(shí)產(chǎn)生的軸向力?？^上的斜面能在旋轉(zhuǎn)安裝過程中減小所需的扭矩，減小工作強(qiáng)度，之后再鎖緊止動螺釘，防止卡扣因噴吹管的震動而產(chǎn)生周向轉(zhuǎn)動，使連接失效。

圖3 噴吹管接頭改進(jìn)圖

2.1.4 密封圈的選擇

由于工作環(huán)境是在110℃～180℃的環(huán)境下工作，故密封圈選用能夠在250℃環(huán)境下工作且耐腐蝕性能好的80×100×10型號的Y型密封圈（氟橡膠）。其密封性能可靠，適用壓力范圍廣，而且結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，易于安裝，密封圈套在內(nèi)管上，內(nèi)管可以防止脈沖氣流對密封圈的腐蝕，增加了密封圈的使用壽命。

2.1.5 噴吹管尾部的改進(jìn)

采用圖4搭扣連接方式代替圖2的螺栓連接。通過搭扣實(shí)現(xiàn)噴吹管尾部的快速固定，同時(shí)在噴吹管尾部焊上搭板，兩個(gè)搭扣同時(shí)壓緊搭板時(shí)可使噴吹管的尾部壓在底座上，使其不產(chǎn)生抖動。

圖4 噴吹管尾部改進(jìn)圖

2.2 可伸縮折疊式袋籠的改進(jìn)

為了解決袋籠漏裝以及拆裝與運(yùn)輸不便的問題，將袋籠分成兩大段。如圖5所示，兩段之間焊接上耳座，上端耳座插入下端兩耳座之間，通過銷釘鉸鏈連接起來。同時(shí)，如圖6所示，將每一大段袋籠分成兩小段，再將兩小段袋籠上的支撐桿相對錯(cuò)開布置以實(shí)現(xiàn)收縮功能。

圖5 袋籠段間連接圖

圖6 袋籠小段間安裝圖

3 電袋復(fù)合除塵器改進(jìn)組件的校核

3.1 噴吹管連接的校核

噴吹管的材料為45#鋼，正火處理，許用彎曲應(yīng)力[σ]＝55 MPa，由圖7、8得作用在連接處每個(gè)連接扣上的力[1]。

故符合安全要求。

圖7 噴吹管尾部受力圖

圖8 卡頭平面圖

3.2 袋籠的強(qiáng)度校核

圖5所示，連接環(huán)外徑d1=150 mm；內(nèi)徑d2=110 mm，環(huán)的厚度b=15 mm；支撐桿的直徑d3=10 mm，長l1=1 500 mm；銷釘?shù)闹睆絛4=12 mm，長l2=50 mm，因此袋籠的總體積V≈5.70 ×106mm3.45#鋼的密度為ρ＝7.85 g/cm3，許用拉應(yīng)力[σ]＝230 MPa.45#鋼的許用剪應(yīng)力[στ]＝160 MPa，受到的重力：

最上端的支撐桿受到的拉力最大為：

4 噴吹管實(shí)物模型

如圖9所示，密封圈套在內(nèi)圈上，防止密封圈在安裝過程中錯(cuò)位。然后將內(nèi)管一側(cè)套在管頭里，再安裝噴吹管的卡頭，卡頭在內(nèi)管的對心導(dǎo)向作用下與氣包連接的管頭對接，使得對接更加方便。再將噴吹管進(jìn)行旋緊，在卡扣的固定作用下將兩根管緊密連接在一起，并將密封圈壓緊保證了噴吹管的密封。最后，旋上止動螺釘，防止噴吹管因?yàn)檎饎佣_。該噴吹管模型的連接快速、可靠，氣密性好。

圖9 噴吹管模型裝配圖

5 結(jié)束語

噴吹管的接頭結(jié)合了高壓鍋和消防栓連接密封的原理，增強(qiáng)了密封性，實(shí)現(xiàn)了快速拆裝，減小了工作強(qiáng)度。噴吹管尾部采用了搭扣連接，取代了螺栓的連接形式，實(shí)現(xiàn)了快速拆裝，進(jìn)一步降低了工作強(qiáng)度。金屬袋籠采用鉸鏈連接的兩段式結(jié)構(gòu)，避免了袋籠漏裝的情況，采用了可折疊的形式，節(jié)約運(yùn)輸空間。電袋復(fù)合除塵技術(shù)的理論及應(yīng)用還需要進(jìn)一步的研究，使電袋復(fù)合除塵器得以更好地推廣和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、減排的目標(biāo)。

[1]劉鴻文.材料力學(xué)Ⅰ[M].北京：高等教育出版社，2015.

Electric Bag Compound Dust Collector -the Improvement of Spray Pipe and Bag Cage

XU Yong-xiang，ZHENG Ze-teng，SHI Huo-jie，LI Hui，LIN Shao-zhen，HE Zhan-ning
（Fujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou Fujian 350002，China）

Coal burning produces a large amount of pollutants such as dust and carbon dioxide.Electrostatic fabric filter has a good application prospect in industrial dust control because of its large volume，high efficiency.However，there are still some problems in the actual application.For example，it is hard for spray pipe to dismantle and often results in the bag cage assemble leaking and transportation inconveniences.Based on the connection and seal principles applied in pressure cooker and fire hydrant，we designed an injection pipe easy to assemble and dismantle，and a folding telescopic bag cage.

spray pipe；quick release；bag cage；seal；electric bag compound dust collector.

X701.2

A

1672-545X（2017）07-0064-03

2017-04-17

項(xiàng)目支撐：福建農(nóng)林大學(xué)機(jī)械工程學(xué)科水平提升計(jì)劃（編號612014049）；福建農(nóng)林大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（編號111416165）

許永項(xiàng)（1996-），男，福建晉江人，本科在讀學(xué)生，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造。