一種簡易的工件打磨電除塵裝置的設(shè)計(jì)

薛豐　公衍強(qiáng)

摘 要：為積極響應(yīng)“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的號召，提高自主創(chuàng)新能力，我們自主設(shè)計(jì)研制了一套簡易的工廠工件打磨除塵裝置，利用高壓電場對場內(nèi)運(yùn)動的固體顆粒、尤其是金屬顆粒物的作用力，實(shí)現(xiàn)除塵的目的。

關(guān)鍵詞：升壓模塊；高壓直流電場；風(fēng)機(jī)；電除塵

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.040

0 引言

據(jù)有關(guān)資料顯示，科特雷爾（Joshua Carroll）于1907年率先將靜電除塵技術(shù)應(yīng)用在凈化工業(yè)煙氣上，并獲得成功。當(dāng)今社會，更是把電除塵裝置應(yīng)用于各大工業(yè)及其他各相關(guān)領(lǐng)域，技術(shù)日趨成熟。隨著環(huán)保問題的日益重視，電除塵裝置的設(shè)計(jì)必將趨于成熟化、多元化。目前市場上的電除塵裝置大多結(jié)構(gòu)及其制作工藝相當(dāng)復(fù)雜，針對這一實(shí)際問題，我們設(shè)計(jì)小組通過結(jié)合學(xué)校有限資源設(shè)計(jì)研發(fā)了一套簡易的電除塵裝置，旨在節(jié)儉經(jīng)濟(jì)成本，以及面向大眾化推廣。

1 原理

除塵原理如下圖1所示。加工現(xiàn)場的含粉塵的空氣經(jīng)由風(fēng)機(jī)導(dǎo)入除塵管道。除塵管道為矩形，上表面和下表面由導(dǎo)體制作，兩個(gè)側(cè)面為絕緣體。上表面接直流電源的正極，下表面接直流電源的負(fù)極，由此構(gòu)成一個(gè)平行板電容器。只要使粉塵顆粒帶正電荷，那么，在電場中，顆粒會在電場力的作用下，向負(fù)極板（下層板）移動。

為使顆粒帶上電荷，在管道中等距垂直放置一組金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)與上層極板（正極）相連，與下層極板絕緣。當(dāng)空氣中的粉塵通過網(wǎng)孔時(shí)，部分顆粒會帶上正電荷。

裝置考慮到要及時(shí)收集落入負(fù)極板上的粉塵，所以將整個(gè)管道水平放置，在負(fù)極板的表面灌入薄厚適宜的海綿，。使運(yùn)動到負(fù)極板的粉塵顆粒浸入海綿孔中，對顆粒起吸附作用。

2 關(guān)于升壓模塊的設(shè)計(jì)

磁心變壓器可以由行輸出變壓器改制，放電針兩端可以輸出10KV以上電壓。在電壓源的設(shè)計(jì)中，還應(yīng)當(dāng)包括相應(yīng)的整流電路、穩(wěn)壓電路及保護(hù)電路，目前市場上已具備相應(yīng)的電路設(shè)計(jì)成品。

3 針對顆粒物在電場中運(yùn)動及帶電的措施

在設(shè)計(jì)中上極板采用表面沒有進(jìn)行處理的鐵板，下極板采用相同的鐵板，連同電壓源構(gòu)成高壓直流電場，將上極板的一角打孔引出導(dǎo)線用于與變壓器的正極分別相連，且上極板打孔若干個(gè)將鐵絲網(wǎng)與其固定。這樣當(dāng)空氣中的粉塵通過網(wǎng)孔時(shí)，部分顆粒會帶上正電荷。

在試驗(yàn)中用蚊香燃燒產(chǎn)生的粉塵代替打磨時(shí)產(chǎn)生的金屬顆粒，在實(shí)際操作中金屬顆粒更容易帶電，實(shí)驗(yàn)效果更加明顯（圖2）。

4 粉塵收集數(shù)據(jù)分析及后續(xù)處理的方案

由等效替代法試驗(yàn)后，經(jīng)分析可得出，該裝置對固體顆粒有較好的吸附能力，升壓模塊和高壓直流電場的構(gòu)造作為設(shè)計(jì)的核心部位在除塵中起到了良好的作用，該設(shè)計(jì)在實(shí)際操作中能夠滿足除塵的操作要求。

對于海綿要適時(shí)清理，否則將會影響實(shí)際效果。

5 關(guān)于技術(shù)改進(jìn)的設(shè)想

裝置的簡易化是設(shè)計(jì)的初衷，在第4部分中對海綿的清理問題做出了相關(guān)討論，結(jié)合工廠實(shí)際操作情況，為避免磁暴現(xiàn)象，我們做出以下設(shè)計(jì)構(gòu)想，為設(shè)計(jì)裝置添加傳送裝置，將吸附有金屬顆粒物的海綿圍繞下極板傳送轉(zhuǎn)動起來，下極板下方設(shè)有水槽，海綿經(jīng)過水槽后，金屬顆粒物被洗凈，沉降，若金屬顆粒物有必要的利用價(jià)值，則將其再回收利用，不僅減小了污染物的排放，而且實(shí)現(xiàn)了資源的再利用。

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