推挽式密封除尘装置设计研究

赵广仁，刘洪标，黄华，陈壮宇，谭文宁

（1.湖南烟叶复烤有限公司郴州复烤厂；2.湖南省郴州市第四完全中学，湖南 郴州 421000）

推挽式密封除尘装置设计研究

赵广仁1，刘洪标1，黄华1，陈壮宇1，谭文宁2

（1.湖南烟叶复烤有限公司郴州复烤厂；2.湖南省郴州市第四完全中学，湖南 郴州 421000）

在烟草加工（制丝和打叶复烤）生产线的物料翻箱倒料环节，当物料从料箱倒入料仓时，由于突发和间歇的挤出气流的作用，会将一部分轻质物料或碎末反推出料仓，形成严重的漏料和扬尘，并影响环境和人员健康。本文提出采用空气帘密封、正压推动和负压抽吸除尘相结合的气流推挽式密封除尘装置来解决这一问题，该装置可以快速排出倒料时挤排出的爆发气流，能有效减少漏料和扬尘的问题，大大改善生产环境。

除尘装置；翻箱喂料；设备设计

在烟草加工（制丝和打叶复烤）生产线的物料翻箱倒料环节，当物料从料箱倒入料仓时，由于翻箱机倒料点的间歇性，容易导致挤排出的气体出现爆发性，进而造成碎末、颗粒扬尘过大，导致工段除尘效果不好、车间环境差的情况。而采用传统的负压抽吸系统，存在无法密封翻箱设备出入口及无法处理挤排出爆发风量的问题，使用效果一直很不理想。随着国家对工业卫生和环境保护的日益重视，急需开发一种装置来解决工业环境下翻箱倒料扬尘密封及除尘问题，改善人员的工作环境。如果采用空气帘密封、正压推动和负压抽吸除尘相结合的气流推挽式密封除尘装置，则可以快速排出倒料时挤排出的爆发气流，能有效减少漏料和扬尘的问题，大大改善生产环境。

1 推挽式密封除尘装置设计思路

目前，有2种方式处理翻箱喂料点的漏料和扬尘。一是在料仓上避开翻箱机的运动轨迹后，设置负压除尘点，采用负压抽吸系统进行除尘；二是采用巨大的密封罩将相关设备整个罩起来，将粉尘“捂”在里面。

（1）在料仓上避开翻箱机的运动轨迹后，设置负压除尘点。在打叶复烤线的物料翻箱倒料环节，由于翻箱机要间歇性地将料箱中的物料翻倒进料仓中，在料仓上需有入料口不能密封，唯有避开翻箱机运动轨迹后，在料仓上靠近扬尘点的位置设置除尘点负压抽吸。然而翻箱机工作的间歇性导致挤排出同等体积的气体，爆发性强，这种方式不能密封出入口且无法及时处理挤排出的爆发风量，只是将部分的尘气带走。虽然有一定的效果，由于工作面通常很大，使用效果很不理想。

（2）采用巨大的密封罩将相关设备整个罩起来，将粉尘“捂”起来。由于采用传统的负压抽吸系统进行除尘效果很不理想，部分复烤厂采用了隐藏的方式，用巨大的密封罩将翻箱机和料仓整个罩起来，将漏料和杨尘遮挡在巨大的密封罩内，并在密封罩上设置除尘点负压抽吸。然而由于密封罩太大，负压除尘点和扬尘点之间距离远，界面风速低，除尘效果非常有限，大部分的漏料和扬尘仅仅是被“藏”在了密封罩内。巨大的密封罩将翻箱机和料仓整个罩起来，虽然隐藏了漏料和扬尘，但也伴随着检修不便、密封罩内粉尘浓度过高容易爆炸的安全隐患等问题。

2 推挽式密封除尘装置设计方案

在料仓处加设密封罩，在料仓入口部分设置正压喷吹系统（压缩空气或者风机系统），根据倒料进出的节拍而间歇式工作。正压喷吹系统为一组按一定间隔打小孔（孔径φ5mm）的封头管形成“风刀”，喷吹角度可以调节，工作时喷吹空气从各小孔喷出形成一个用于压制扬尘和密封的空气帘，防止物料由于腾起的爆发气流带动而溢出设备，解决了以往负压式抽吸无法处理挤排爆发性气流的难题；此外，空气帘密封具有可穿过、可透视的特点，不影响运动设备出入或操作人员的目视操作，适用于各种开放式翻箱倒料的密封除尘。

密封罩内按照翻箱后料仓的结构特点，在料仓两侧设有按流体阻尼特性设计的渐变疏密孔导流板，可以避免气流形成“短路”而影响抽吸效果，并提高了腾起空气含尘密集区的吸入初速，把腾起的颗粒和罩内含尘气体快速、及时地排走。密封罩上设置除尘口，接入常规负压除尘系统，正常工作时抽吸风量大于喷吹入风量与漏风量之和，在密封罩内形成负压趋势。由此形成正压喷吹和负压抽吸的间歇推挽式定向流动，及时将扬起的气流与灰尘带走，从而达到更好的密封除尘效果。

从系统控制方面，在进料入口处或进料设备上配置接近开关或光电管，以感应到进料设备的到位信号而控制正压喷吹系统启动，经过一定延时工作后停止喷吹，间歇性工作可减少耗气量，达到节能降耗的目的。

3 气流推挽式密封除尘装置主要研究内容

（1）碎末和尘气的最佳吸入速度研究。当物料从料箱倒入料仓时，在料仓的限制下，所产生的正压爆发气流的流场分布不一致。有的位置含末气体腾起速度大且密集，有的位置则速度较低含末少。由于正压爆发气流流场分布不一致且工作面积大，而除尘面积相对于工作面积来说比较小，负压除尘点需避开入料口设置在料仓一端，负压除尘统一采用约1m/s的常规罩面吸入速度并不适合。需要研究在不同位置碎末和尘气的最佳吸入速度，在含末气体腾起速度大且密集的位置，采用较大的吸入速度，可及时将扬起的气流与灰尘带走。

（2）空气帘的形成。入料口处设有一边或围绕入口四边的正压喷吹系统，形成一个呈一定角度压制挤出气体的密封空气帘，工作时多孔喷射形成正压空气帘来压制尘气逸出，且可调节喷吹角度。使用的正压空气可以是压缩空气，也可以是风机系统产生或者是两者结合产生，正压空气帘分布可以是任何形状（一侧或多侧产生均可以）。需要研究用压缩空气还是风机来形成气帘、用喷嘴还是喷孔、空间距如何能保证空气帘的形态、喷射速度的设计等问题。

（3）尘气体密集区的吸入初速考虑。在翻箱倒料时，料仓含末气体腾起密集处位置，在左右两侧设置按照流体阻尼特性设计的渐变疏密孔导流板，避免气流形成“短路”影响抽吸效果，并提高含尘气体密集区的吸入初速，确保对含尘气体的约束并抽吸干净。该部分需要研究和测试空气场的速度分布、导流板的形态和空间的分布状态等。

（4）如何形成推挽式定向流动。密封罩上设置除尘口，与常规除尘系统连接，正常工作时抽吸风量大于喷吹入风量与漏风量之和，在密封罩内形成负压趋势。由此形成正压喷吹和负压抽吸的间歇推挽式定向流动，及时将扬起的气流与灰尘带走，从而达到更好的密封除尘效果。在这问题上，需要设计机构具备调节手段，保证工作点的最佳化。

（5）系统控制。从控制方面，在进料入口处或进料设备上配置接近开关或光电管，以感应到进料设备的到位信号而控制正压喷吹系统启动，经过一定延时工作后停止喷吹，间歇性工作可减少耗气量，达到节能降耗的目的。

4 结语

本文对气流推挽式密封除尘装置的设计思路和设计方案进行研究。相较于传统的除尘装置，采用气流推挽式密封除尘装置可减少漏料和扬尘，解决了负压式抽吸无法处理挤排爆发性气流的难题。同时，避免烟叶由于突发和间歇的挤出气流作用外溢出设备影响现场环境，在改善人员工作环境的同时，降低了职业病的危害。

TH162.1

A

1671-0711（2017）12（上）-0169-02