推挽式密封除塵裝置設計研究

趙廣仁，劉洪標，黃華，陳壯宇，譚文寧

（1.湖南煙葉復烤有限公司郴州復烤廠；2.湖南省郴州市第四完全中學，湖南 郴州 421000）

推挽式密封除塵裝置設計研究

趙廣仁1，劉洪標1，黃華1，陳壯宇1，譚文寧2

（1.湖南煙葉復烤有限公司郴州復烤廠；2.湖南省郴州市第四完全中學，湖南 郴州 421000）

在煙草加工（制絲和打葉復烤）生產線的物料翻箱倒料環節，當物料從料箱倒入料倉時，由于突發和間歇的擠出氣流的作用，會將一部分輕質物料或碎末反推出料倉，形成嚴重的漏料和揚塵，并影響環境和人員健康。本文提出采用空氣簾密封、正壓推動和負壓抽吸除塵相結合的氣流推挽式密封除塵裝置來解決這一問題，該裝置可以快速排出倒料時擠排出的爆發氣流，能有效減少漏料和揚塵的問題，大大改善生產環境。

除塵裝置；翻箱喂料；設備設計

在煙草加工（制絲和打葉復烤）生產線的物料翻箱倒料環節，當物料從料箱倒入料倉時，由于翻箱機倒料點的間歇性，容易導致擠排出的氣體出現爆發性，進而造成碎末、顆粒揚塵過大，導致工段除塵效果不好、車間環境差的情況。而采用傳統的負壓抽吸系統，存在無法密封翻箱設備出入口及無法處理擠排出爆發風量的問題，使用效果一直很不理想。隨著國家對工業衛生和環境保護的日益重視，急需開發一種裝置來解決工業環境下翻箱倒料揚塵密封及除塵問題，改善人員的工作環境。如果采用空氣簾密封、正壓推動和負壓抽吸除塵相結合的氣流推挽式密封除塵裝置，則可以快速排出倒料時擠排出的爆發氣流，能有效減少漏料和揚塵的問題，大大改善生產環境。

1 推挽式密封除塵裝置設計思路

目前，有2種方式處理翻箱喂料點的漏料和揚塵。一是在料倉上避開翻箱機的運動軌跡后，設置負壓除塵點，采用負壓抽吸系統進行除塵；二是采用巨大的密封罩將相關設備整個罩起來，將粉塵“捂”在里面。

（1）在料倉上避開翻箱機的運動軌跡后，設置負壓除塵點。在打葉復烤線的物料翻箱倒料環節，由于翻箱機要間歇性地將料箱中的物料翻倒進料倉中，在料倉上需有入料口不能密封，唯有避開翻箱機運動軌跡后，在料倉上靠近揚塵點的位置設置除塵點負壓抽吸。然而翻箱機工作的間歇性導致擠排出同等體積的氣體，爆發性強，這種方式不能密封出入口且無法及時處理擠排出的爆發風量，只是將部分的塵氣帶走。雖然有一定的效果，由于工作面通常很大，使用效果很不理想。

（2）采用巨大的密封罩將相關設備整個罩起來，將粉塵“捂”起來。由于采用傳統的負壓抽吸系統進行除塵效果很不理想，部分復烤廠采用了隱藏的方式，用巨大的密封罩將翻箱機和料倉整個罩起來，將漏料和楊塵遮擋在巨大的密封罩內，并在密封罩上設置除塵點負壓抽吸。然而由于密封罩太大，負壓除塵點和揚塵點之間距離遠，界面風速低，除塵效果非常有限，大部分的漏料和揚塵僅僅是被“藏”在了密封罩內。巨大的密封罩將翻箱機和料倉整個罩起來，雖然隱藏了漏料和揚塵，但也伴隨著檢修不便、密封罩內粉塵濃度過高容易爆炸的安全隱患等問題。

2 推挽式密封除塵裝置設計方案

在料倉處加設密封罩，在料倉入口部分設置正壓噴吹系統（壓縮空氣或者風機系統），根據倒料進出的節拍而間歇式工作。正壓噴吹系統為一組按一定間隔打小孔（孔徑φ5mm）的封頭管形成“風刀”，噴吹角度可以調節，工作時噴吹空氣從各小孔噴出形成一個用于壓制揚塵和密封的空氣簾，防止物料由于騰起的爆發氣流帶動而溢出設備，解決了以往負壓式抽吸無法處理擠排爆發性氣流的難題；此外，空氣簾密封具有可穿過、可透視的特點，不影響運動設備出入或操作人員的目視操作，適用于各種開放式翻箱倒料的密封除塵。

密封罩內按照翻箱后料倉的結構特點，在料倉兩側設有按流體阻尼特性設計的漸變疏密孔導流板，可以避免氣流形成“短路”而影響抽吸效果，并提高了騰起空氣含塵密集區的吸入初速，把騰起的顆粒和罩內含塵氣體快速、及時地排走。密封罩上設置除塵口，接入常規負壓除塵系統，正常工作時抽吸風量大于噴吹入風量與漏風量之和，在密封罩內形成負壓趨勢。由此形成正壓噴吹和負壓抽吸的間歇推挽式定向流動，及時將揚起的氣流與灰塵帶走，從而達到更好的密封除塵效果。

從系統控制方面，在進料入口處或進料設備上配置接近開關或光電管，以感應到進料設備的到位信號而控制正壓噴吹系統啟動，經過一定延時工作后停止噴吹，間歇性工作可減少耗氣量，達到節能降耗的目的。

3 氣流推挽式密封除塵裝置主要研究內容

（1）碎末和塵氣的最佳吸入速度研究。當物料從料箱倒入料倉時，在料倉的限制下，所產生的正壓爆發氣流的流場分布不一致。有的位置含末氣體騰起速度大且密集，有的位置則速度較低含末少。由于正壓爆發氣流流場分布不一致且工作面積大，而除塵面積相對于工作面積來說比較小，負壓除塵點需避開入料口設置在料倉一端，負壓除塵統一采用約1m/s的常規罩面吸入速度并不適合。需要研究在不同位置碎末和塵氣的最佳吸入速度，在含末氣體騰起速度大且密集的位置，采用較大的吸入速度，可及時將揚起的氣流與灰塵帶走。

（2）空氣簾的形成。入料口處設有一邊或圍繞入口四邊的正壓噴吹系統，形成一個呈一定角度壓制擠出氣體的密封空氣簾，工作時多孔噴射形成正壓空氣簾來壓制塵氣逸出，且可調節噴吹角度。使用的正壓空氣可以是壓縮空氣，也可以是風機系統產生或者是兩者結合產生，正壓空氣簾分布可以是任何形狀（一側或多側產生均可以）。需要研究用壓縮空氣還是風機來形成氣簾、用噴嘴還是噴孔、空間距如何能保證空氣簾的形態、噴射速度的設計等問題。

（3）塵氣體密集區的吸入初速考慮。在翻箱倒料時，料倉含末氣體騰起密集處位置，在左右兩側設置按照流體阻尼特性設計的漸變疏密孔導流板，避免氣流形成“短路”影響抽吸效果，并提高含塵氣體密集區的吸入初速，確保對含塵氣體的約束并抽吸干凈。該部分需要研究和測試空氣場的速度分布、導流板的形態和空間的分布狀態等。

（4）如何形成推挽式定向流動。密封罩上設置除塵口，與常規除塵系統連接，正常工作時抽吸風量大于噴吹入風量與漏風量之和，在密封罩內形成負壓趨勢。由此形成正壓噴吹和負壓抽吸的間歇推挽式定向流動，及時將揚起的氣流與灰塵帶走，從而達到更好的密封除塵效果。在這問題上，需要設計機構具備調節手段，保證工作點的最佳化。

（5）系統控制。從控制方面，在進料入口處或進料設備上配置接近開關或光電管，以感應到進料設備的到位信號而控制正壓噴吹系統啟動，經過一定延時工作后停止噴吹，間歇性工作可減少耗氣量，達到節能降耗的目的。

4 結語

本文對氣流推挽式密封除塵裝置的設計思路和設計方案進行研究。相較于傳統的除塵裝置，采用氣流推挽式密封除塵裝置可減少漏料和揚塵，解決了負壓式抽吸無法處理擠排爆發性氣流的難題。同時，避免煙葉由于突發和間歇的擠出氣流作用外溢出設備影響現場環境，在改善人員工作環境的同時，降低了職業病的危害。

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1671-0711（2017）12（上）-0169-02