張廣利，李玉辰，洛淑芳，李紅杰

（秦皇島首創(chuàng)思泰意達環(huán)保科技有限公司，河北 秦皇島 066000）

打磨、雕刻、切割和破碎等磨削工具在工作時會產(chǎn)生大量粉塵，粉塵飄散到大氣中會污染環(huán)境，同時也會對操作者的身體健康造成傷害，但目前還沒有一種能抑制磨削工具工作產(chǎn)生粉塵的裝置，因此在磨削工具上安裝抑塵裝置是必然趨勢。

磨削工具在工作中產(chǎn)生的粉塵主要集中在切片與被磨削工件的接觸位置，由于磨削片高速旋轉(zhuǎn)，粉塵具有起塵速度快、擴散迅速和很難抑制等特點，打磨、雕刻、切割和破碎崗位的總粉塵和吸入性粉塵濃度均超過職業(yè)接觸限值，超限倍數(shù)范圍分別為4.3～85倍和3.1～63.3倍，這些崗位的Ⅲ期矽肺為最高級風(fēng)險水平[1]。高濃度的粉塵環(huán)境，不但降低了作業(yè)現(xiàn)場的能見度，且嚴重危害人體健康。數(shù)據(jù)顯示，我國目前有72萬人患有塵肺病，而這些患者幾乎都是從事粉塵污染行業(yè)的工人[2]。

目前，工作地點固定磨削工具產(chǎn)生的粉塵主要采用除塵器降塵的方式。在磨削工具的工作位置上方加一個集塵罩，用除塵器進口管路連接到除塵罩上，其工作原理是將含塵空氣經(jīng)風(fēng)機動力吸（壓）入除塵器，通過布袋或濾筒過濾后排出。由于磨削工具工作時起塵速度快、擴散迅速，只有少量粉塵能通過集塵罩進入除塵器，因此這種除塵方式不能解決磨削工具粉塵污染的問題。目前還沒有針對工作地點不固定磨削工具產(chǎn)生粉塵的抑塵裝置。

1 磨削工具抑塵裝置工作原理

針對磨削工具產(chǎn)生粉塵的特點，研發(fā)了一種磨削工具干霧抑制裝置。微米級干粉抑塵技術(shù)的原理基于歐美科學(xué)家的研究理論：“水霧顆粒與塵埃顆粒大小相近時吸附、過濾、凝結(jié)的機率最大”[3]?；谖⒚准壐煞垡謮m技術(shù)原理，國內(nèi)企業(yè)開發(fā)研制出適用于磨削工具產(chǎn)生粉塵的抑塵裝置。該抑塵裝置主要由主機和噴嘴組成，噴嘴固定在磨削工具上，主機通過水氣管路同噴嘴連接，給噴嘴提供壓力和流量合適的氣和水，氣和水通過噴嘴轉(zhuǎn)化成直徑為1～10μm的水霧顆粒，噴向由磨削工具工作產(chǎn)生的粉塵，用水霧覆蓋住粉塵，使水霧顆粒與粉塵顆粒相結(jié)合后沉降下來，不會再飄散到周圍的大氣中，從而起到抑塵作用。

2 磨削工具抑塵裝置主要結(jié)構(gòu)

該磨削工具抑塵裝置主要由水霧噴射系統(tǒng)和主機組成。

（1）水霧噴射系統(tǒng)（如圖1），由固定套、螺釘、固定架、噴嘴座a、噴嘴a、噴嘴b和噴嘴座b組成。

圖1 噴嘴在磨削工具上安裝示意圖

磨削工具工作時，粉塵產(chǎn)生于磨削片與工件的接觸點，沿磨削片外緣切線快速擴散，圖2表示了磨削片與工件接觸范圍和磨削時產(chǎn)生粉塵的范圍。噴嘴a固定在噴嘴座a上，通過固定架連接在磨削工具上，固定架能夠圍繞螺釘轉(zhuǎn)動，保證噴嘴a噴出的水霧能覆蓋住磨削工具產(chǎn)生的粉塵范圍A內(nèi)的粉塵。噴嘴b固定在噴嘴座b上，通過固定套連接在磨削工具上，噴嘴b噴出的水霧能夠覆蓋住磨削工具產(chǎn)生的粉塵范圍B內(nèi)的粉塵。

圖2 磨削工具工作產(chǎn)生粉塵范圍示意圖

（2）主機為水霧噴嘴提供壓力和流量合適的壓縮空氣和水，主機的出水口和出氣口分別通過水氣管路連接到噴嘴座的進水口和進氣口。主機由氣路系統(tǒng)和水路系統(tǒng)組成。

氣路系統(tǒng)（如圖3）， 由進氣閥、三聯(lián)件、電磁閥和出氣閥組成。進氣閥和出氣閥用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)供給噴嘴氣量的多少，三聯(lián)件能調(diào)節(jié)系統(tǒng)氣壓大小，并通過壓力表顯示出來，電磁閥用于打開和關(guān)閉管路系統(tǒng)，當(dāng)磨削工具工作時，電磁閥得電，閥打開、管路供氣；磨削工具停止工作時，電磁閥不得電，閥關(guān)閉、管路停止供氣。

圖3 主機氣路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

水路系統(tǒng)（如圖4）由進水閥、水前置過濾器、調(diào)壓閥、電磁閥和出水閥組成。進水閥和出水閥用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)供給噴嘴水量多少；水前置過濾器用于過濾水內(nèi)的雜質(zhì)，以保證噴嘴不被臟污堵塞；調(diào)壓閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)水壓的大小，并通過壓力表顯示出來；電磁閥用于打開和關(guān)閉水管路系統(tǒng)，當(dāng)磨削工具工作時，電磁閥得電，閥打開、管路供水；磨削工具停止工作時，電磁閥不得電，閥關(guān)閉、管路停止供水。

圖4 主機水路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

3 工業(yè)性試驗

磨削工具抑塵裝置主要技術(shù)參數(shù)和使用前后的效果對比見表1、表2。

表1 磨削工具抑塵裝置主要技術(shù)參數(shù)

表2 磨削工具抑塵裝置使用前后粉塵質(zhì)量濃度對比

解決磨削粉塵的關(guān)健技術(shù)是利用抑塵裝置達到降塵效果，經(jīng)檢測，使用該抑塵裝置后，磨削現(xiàn)場的總粉塵質(zhì)量濃度降低了99.41%，吸入性粉塵質(zhì)量濃度下降到0.912mg/m3，吸入性粉塵除塵率達到99.62%。抑塵裝置能方便地固定在磨削工具上，且不影響磨削操作。實踐證明，磨削工具抑塵裝置是實用、有效和成功的。

4 結(jié)語

通過現(xiàn)場應(yīng)用可知，該磨削工具抑塵裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、靈活可靠、便于管理和維護、節(jié)約用水等優(yōu)點。同時，由于磨削工具上配套使用該抑塵裝置，使現(xiàn)場粉塵濃度降低，對工人的身體健康起到了較好的保護作用，降低了塵肺病的發(fā)病率。該磨削工具抑塵裝置已在雕刻之鄉(xiāng)曲陽得到大范圍推廣應(yīng)用，得到了廣大用戶的好評，并解決了環(huán)保難題，得到了當(dāng)?shù)卣目隙ê椭С?。該磨削工具抑塵裝置填補了國內(nèi)該類技術(shù)的空白，使工具抑塵技術(shù)提高到了新水平。

[1] 高子清.石材加工行業(yè)塵肺病危害風(fēng)險評估研究[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2014（8）.

[2] 何島.全國塵肺病報告人數(shù)超72萬 警惕塵肺病早期癥狀[J/OL].中國青年網(wǎng)健康頻道，2015（2）.

[3] 陳卓楷，陳凡植，周煒煌，祝光.超聲霧化水霧在除塵試驗中的應(yīng)用[J].廣東化工，2006（10）.