一種干混砂漿運輸車專用除塵裝置的結構設計

王建設

山東魯峰專用汽車有限責任公司 山東泰安 271000

1 前言

為保護環境、減少污染，干混砂漿運輸車及移動筒倉在建筑業中應用得較為廣泛。由于商品干混砂漿在運輸過程中采用密閉容器裝載，減少了污染；到了建筑工地以后，商品干混砂漿直接加水攪拌使用，不再進行現場攪拌，解決了傳統的現場攪拌產生大量揚塵的問題。但是，干混砂漿運輸車向移動筒倉充裝料過程是通過車載壓縮機產生的壓縮空氣將粉狀物料充裝到移動筒倉內，隨著移動筒倉內氣壓的升高由排氣管排出氣體到大氣中，氣體會攜帶出大量的水泥、粉煤灰、添加劑等粉塵，污染環境，干混砂漿運輸車充裝物料示意如圖1所示。

由于移動筒倉是在建筑工地使用，需要經常移動，建筑工地不具備安裝除塵設施的條件，移動筒倉因結構和運輸問題，本身也不適合安裝除塵裝置，而且除塵裝置只在充裝料時才使用，因此除塵裝置只能安裝在干混砂漿運輸車上。為了有效的除塵，解決充裝料過程中產生的粉塵氣體污染空氣的問題，研制了一種新型的車載專用除塵裝置，下面進行詳細介紹。

2 傳統的除塵方式

目前行業中采用隨車附帶的除塵袋進行除塵，除塵袋是一種用中溫濾料制作的布袋，使用時用束繩捆扎在移動筒倉排氣管口上，氣體通過除塵袋后，粉塵經過濾留在除塵袋中，如圖2所示。除塵袋是編織物，過濾效果差，在充裝料過程中，還是會有粉塵排出，污染環境，影響現場工作人員的健康；而且由于移動筒倉排出的氣體有一定的壓力，除塵袋經常會被氣壓撐破，有一定的危險性。

3 新型專用除塵裝置技術方案及結構原理

3.1 技術方案

為了克服傳統除塵方式的缺陷，研制了一種操作簡單、結構合理、安全可靠、成本低，可實現完全清除在裝料過程中產生粉塵的除塵裝置。

該新型除塵裝置安裝在車輛的尾部，通過軟管與移動倉的排氣管連接，可保證充裝料時移動筒倉排出的氣體粉塵能夠通過充滿水的密閉容器內，水泥、粉煤灰、添加劑等粉塵滯留在水中，沉淀后排出，過濾后的潔凈氣體排放到大氣中，有效起到了除塵作用，新型除塵裝置如圖3所示。

該裝置的特點是：a. 除塵裝置是在密閉的狀態下工作，完全的杜絕了污染空氣；b. 過濾介質為水，對水泥、粉煤灰等粉塵過濾效果好，而且可以重復使用；c. 體積小，操作簡便，安全可靠；d. 制作成本低，使用壽命長。

3.2 結構原理

本除塵裝置由進氣氣管、6個出氣管、連接法蘭、多孔隔板、除塵筒體（筒體內注滿水）、閘閥組成，如圖4、5所示。本裝置的進氣氣管裝有快速接頭，用軟管與干混砂漿移動筒倉的排氣口相連接，移動筒倉充裝料時排氣口排出的氣體粉塵由進氣氣管進入筒體，在水以及多孔隔板的作用下，水泥、粉煤灰、添加劑等粉塵就會滯留在水中，潔凈的空氣則由出氣管排出。本裝置筒體下端做成錐形，以便于水泥、粉煤灰、添加劑等粉塵沉淀堆積在筒體末端，方便打開閘閥排出。

3.3 除塵器體積及壁厚的確定

目前干混砂漿運輸車的有效容積為22 m3，充裝料時間為50 min，因此除塵器處理能力應達到7.3 L/s。經過試驗，確定除塵器的容積為88.5 L，直徑為450 mm，除塵器的設計壓力為0.05 MPa。

采用下列公式對上平蓋的材料厚度進行計算[1]：

式中，DC為平蓋計算直徑，mm；K為結構特征系數，K=0.2；P為設計壓力，MPa；φ為焊縫系數，φ= 0.7； [σ]t為設計溫度下的材料許用應力，MPa。

采用Q235材質的板材制作時，計算得出材料厚度為4.4 mm，實際可采用5 mm的板材。

采用下列公式計算筒體的材料厚度：

式中，D為圓筒直徑，mm；C為壁厚附加量，C=0.12；[]為材料σ的許用應力，MPa。

采用Q235材質的板材制作時，計算得出的材料厚度為1.33 mm，實際可采用2 mm的板材。

4 結語

經過試驗，該裝置除塵效果良好，而且安裝簡便，使用成本低廉，已經申報國家專利（專利號：ZL 2014 2 0376065.1）。該新型除塵器還可根據不同的使用環境，采用不銹鋼材質、鋁合金材質及碳素鋼材質制作加工；可根據移動筒倉排氣量的不同，改變本裝置筒體的容積大小；也可采用其他過濾介質，用于其他行業的除塵。

[1] 徐達,蔣崇賢.專用汽車結構與設計[M].北京:北京理工大學出版社,1998.