本實(shí)用新型涉及氣體流量調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種除塵管道塵氣流量調(diào)整系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

除塵系統(tǒng)是用于對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中各種含塵污染源進(jìn)行控制和凈化的有效手段。除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該是在對(duì)各含塵污染源的散發(fā)強(qiáng)度、粉塵特性充分了解的基礎(chǔ)上，根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確定能夠有效控制每個(gè)含塵污染源的最佳控制塵氣量，再結(jié)合系統(tǒng)設(shè)備和各含塵污染源的空間位置最終確定最優(yōu)的管路、設(shè)備布置和選型。

在實(shí)際開工后的調(diào)整和生產(chǎn)運(yùn)行中，除塵系統(tǒng)由于工程建設(shè)過程中因其它原因涉及的方案修改或因?qū)嶋H生產(chǎn)運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況存在較大差異，往往會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)運(yùn)行的現(xiàn)象。具體表現(xiàn)為有的含塵污染源不能得到有效控制，有些管道因?qū)嶋H塵氣流速過高而快速磨啄損壞，有些管道因?qū)嶋H塵氣流速過低而導(dǎo)致粉塵在管道中沉降集聚，造成管道堵塞，使得除塵系統(tǒng)對(duì)含塵污染源失去有效控制，除塵效果差，仍然會(huì)造成生產(chǎn)環(huán)境的污染。

由于除塵系統(tǒng)通常需要同時(shí)控制多個(gè)含塵污染源，系統(tǒng)管路分支多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)對(duì)管路內(nèi)塵氣流量的調(diào)整相互干擾、相互影響，調(diào)整的手段也僅限于對(duì)各分支管路上設(shè)置的手動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的結(jié)果只能參照對(duì)各含塵污染源的控制效果，因此除塵系統(tǒng)的塵氣流量調(diào)節(jié)需要不斷反復(fù)地嘗試和觀察，耗費(fèi)大量人力和時(shí)間。即便如此，也很難得到預(yù)期的良好效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種除塵管道塵氣流量調(diào)整系統(tǒng)，可以在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)除塵管道內(nèi)的塵氣流量，并根據(jù)需要進(jìn)行快速、有效的調(diào)整，使除塵系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)的理想狀態(tài)，保障除塵系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，保護(hù)生產(chǎn)環(huán)境；同時(shí)，還可以通過對(duì)各塵源處除塵管道內(nèi)塵氣流量的測(cè)量及調(diào)整，得到該處除塵的最佳控制流量，為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)積累寶貴的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的優(yōu)化。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種除塵管道塵氣流量調(diào)整系統(tǒng)，包括筒體、塵氣流量調(diào)節(jié)單元、壓差檢測(cè)單元和控制單元，所述筒體安裝在除塵管道上，筒體內(nèi)設(shè)塵氣流量調(diào)節(jié)單元，筒體外設(shè)壓差檢測(cè)單元，壓差檢測(cè)單元的輸出端通過控制單元連接塵氣流量調(diào)節(jié)單元的控制端。

所述筒體兩端具有與除塵管道相配合的口徑，塵氣流量調(diào)節(jié)單元為節(jié)流體，通過手動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)，節(jié)流體可改變其在筒體內(nèi)的位置或形狀，并通過改變筒體塵氣流入端/塵氣流出端的面積調(diào)節(jié)塵氣流量。

所述壓差檢測(cè)單元由壓力檢測(cè)接口、連接管及壓差檢測(cè)元件組成；壓力檢測(cè)接口設(shè)于筒體兩端與除塵管道口徑相同的直管段上，分別通過連接管與壓差檢測(cè)元件連接；壓差檢測(cè)元件的信號(hào)輸出端連接控制單元。

所述控制單元為單片機(jī)或PLC。

所述壓差檢測(cè)元件為壓力傳感器、傾斜壓力計(jì)或U型壓力計(jì)。

所述壓力檢測(cè)接口為金屬短管，金屬短管的中心軸線與除塵管道中心軸線垂直，金屬短管插入除塵管道內(nèi)的端面與除塵管道內(nèi)壁平齊。

所述控制單元具有數(shù)據(jù)存貯及數(shù)據(jù)傳輸功能，通過有線或無線傳輸方式連接上一級(jí)控制系統(tǒng)，控制單元另外連接顯示屏。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1)可以在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)除塵管道內(nèi)的塵氣流量，并根據(jù)需要進(jìn)行快速、有效的調(diào)整，使除塵系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)的理想狀態(tài)，保障除塵系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，保護(hù)生產(chǎn)環(huán)境；

2)可以通過對(duì)各塵源處除塵管道內(nèi)塵氣流量的測(cè)量及調(diào)整，得到該處除塵的最佳控制流量，為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)積累寶貴的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的優(yōu)化。

3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝使用方便，成本低；

4)特別適用于對(duì)處在開工調(diào)試和生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)下的除塵系統(tǒng)進(jìn)行快速、有效地調(diào)整，使其達(dá)到設(shè)計(jì)理想狀態(tài)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所述除塵管道內(nèi)塵氣流量調(diào)整系統(tǒng)與除塵管道連接關(guān)系示意圖。

圖2是本實(shí)用新型所述除塵管道內(nèi)塵氣流量調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.筒體 2.塵氣流量調(diào)節(jié)單元 3.壓差檢測(cè)單元 4.控制單元 21.節(jié)流體22.手動(dòng)或電動(dòng)操作器 31.壓力檢測(cè)接口 32.連接管 33.壓差檢測(cè)元件 5.除塵管道

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

如圖1及圖2所示，本實(shí)用新型所述一種除塵管道塵氣流量調(diào)整系統(tǒng)，包括筒體1、塵氣流量調(diào)節(jié)單元2、壓差檢測(cè)單元3和控制單元4，所述筒體1安裝在除塵管道5上，筒體1內(nèi)設(shè)塵氣流量調(diào)節(jié)單元2，筒體1外設(shè)壓差檢測(cè)單元3，壓差檢測(cè)單元3的輸出端通過控制單元4連接塵氣流量調(diào)節(jié)單元2的控制端。

所述筒體1兩端具有與除塵管道5相配合的口徑，塵氣流量調(diào)節(jié)單元2為節(jié)流體，通過手動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)，節(jié)流體可改變其在筒體1內(nèi)的位置或形狀，并通過改變筒體1塵氣流入端/塵氣流出端的面積調(diào)節(jié)塵氣流量。

所述壓差檢測(cè)單元3由壓力檢測(cè)接口31、連接管32及壓差檢測(cè)元件33組成；壓力檢測(cè)接口31設(shè)于筒體1兩端與除塵管道5口徑相同的直管段上，分別通過連接管32與壓差檢測(cè)元件33連接；壓差檢測(cè)元件33的信號(hào)輸出端連接控制單元4。

所述控制單元4為單片機(jī)或PLC；控制單元4用于將壓差檢測(cè)單元3檢測(cè)到的筒體1兩端靜壓差利用塵氣流量計(jì)算公式計(jì)算出塵氣流量，并根據(jù)需要將計(jì)算結(jié)果向調(diào)整操作人員實(shí)時(shí)反饋，或直接控制塵氣流量調(diào)節(jié)單元2進(jìn)行塵氣流量的調(diào)節(jié)；所述塵氣流量計(jì)算公式為：

$Q=\frac{Pi}{4}\×D^2\×\sqrt{\frac{2\×\mathrm{\Δ}P}{\mathrm{\ρ}\·\mathrm{\ξ}}}$

式中：Q-塵氣流量，m³/s；

Pi-圓周率；

D-除塵管道內(nèi)徑，mm；

ΔP-塵氣流量調(diào)節(jié)單元兩端的靜壓差，Pa；

ρ-塵氣密度，kg/m³；

ξ-塵氣流量調(diào)節(jié)單元的局部阻力系數(shù)。

所述壓差檢測(cè)元件33為壓力傳感器、傾斜壓力計(jì)或U型壓力計(jì)。

所述壓力檢測(cè)接口31為金屬短管，金屬短管的中心軸線與除塵管道5中心軸線垂直，金屬短管插入除塵管道5內(nèi)的端面與除塵管道5內(nèi)壁平齊。

所述控制單元4具有數(shù)據(jù)存貯及數(shù)據(jù)傳輸功能，通過有線或無線傳輸方式連接上一級(jí)控制系統(tǒng)(如電腦)，控制單元4另外連接顯示屏。

本實(shí)用新型所述一種除塵管道塵氣流量調(diào)整系統(tǒng)的工作原理是：壓差檢測(cè)單元3對(duì)筒 體1兩端的靜壓差進(jìn)行檢測(cè)，控制單元4根據(jù)壓差檢測(cè)單元檢測(cè)3到的靜壓差信息利用相應(yīng)的塵氣流量計(jì)算公式計(jì)算出塵氣流量，并根據(jù)需要將計(jì)算結(jié)果通過現(xiàn)場(chǎng)顯示、通知等方式向調(diào)整操作人員實(shí)時(shí)反饋，操作人員根據(jù)反饋結(jié)果對(duì)照設(shè)計(jì)要求手動(dòng)完成對(duì)除塵管道5內(nèi)的塵氣流量的調(diào)整。也可通過在控制單元4中預(yù)設(shè)塵氣流量調(diào)整目標(biāo)值，自動(dòng)控制塵氣流量調(diào)節(jié)單元2完成對(duì)除塵管道5內(nèi)塵氣流量的調(diào)整。

節(jié)流體一側(cè)具有與筒體1兩端相配合的特定形狀，如圖2中的節(jié)流體相對(duì)筒體1的塵氣流入端的形狀為錐體，其靠近塵氣流入端時(shí)塵氣流入的截面變小，相反，當(dāng)其遠(yuǎn)離塵氣流入端時(shí)塵氣流入的截面變大；通過調(diào)整筒體1塵氣流入端的截面面積，引起塵氣流動(dòng)速度的改變，并對(duì)塵氣流動(dòng)形成一定阻力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)塵氣流量的調(diào)整。這種調(diào)整方式也同樣適用于筒體1的塵氣流出端。

如圖1所示，當(dāng)除塵管道5內(nèi)的塵氣流經(jīng)本實(shí)用新型所述的塵氣流量調(diào)節(jié)裝置時(shí)，塵氣流量調(diào)節(jié)裝置會(huì)對(duì)氣流產(chǎn)生一定的阻力。假設(shè)塵氣流量調(diào)節(jié)裝置筒體1前后與除塵管道5連接處為斷面A(塵氣流入端)和斷面B(塵氣流出端)，塵氣從斷面A經(jīng)過塵氣流量調(diào)節(jié)裝置流向斷面B，根據(jù)流體力學(xué)的相關(guān)理論，則有下式成立：

$\mathrm{\Δ}P=P_A-P_B+\frac{\mathrm{\ρ}\·{V_A}^2}{2}-\frac{\mathrm{\ρ}\·{V_B}^2}{2}---\left(1\right)$

公式(1)中：

ΔP-氣體流經(jīng)塵氣流量調(diào)節(jié)裝置時(shí)損失的能量，即阻力，Pa；

VA、VB-塵氣在斷面A和斷面B處的流速，m/s；

PA、PB-塵氣在斷面A和斷面B處的壓力，Pa；

Ρ-塵氣的密度，kg/m3；

若塵氣流量調(diào)節(jié)裝置前后的口徑是一樣的，那么VA＝VB，上式簡(jiǎn)化為：

ΔP＝PA-PB (2)

對(duì)于ΔP來說，當(dāng)塵氣調(diào)節(jié)裝置的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于除塵管道5的長(zhǎng)度時(shí)，可忽略摩擦阻力損失，則ΔP可近似地認(rèn)為是塵氣流量調(diào)節(jié)裝置的局部阻力；則塵氣流量調(diào)節(jié)裝置的局部阻力可用下式表示：

$\mathrm{\Δ}P=\mathrm{\ξ}\·\frac{\mathrm{\ρ}\·V^2}{2}---\left(3\right)$

公式(3)中：

V-塵氣在除塵管道5中的流速，m/s；

ξ-塵氣流量調(diào)節(jié)裝置的局部阻力系數(shù)；

根據(jù)公式(2)和公式(3)，可得到：

$V=\sqrt{\frac{2\·(P_A-P_B)}{\mathrm{\ρ}\·\mathrm{\ξ}}}---\left(4\right)$

在公式(4)中，ξ取決于塵氣流量調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)后的狀態(tài)，對(duì)于某個(gè)具體的塵氣流量調(diào)節(jié)裝置，是可以通過測(cè)量和標(biāo)定得到的。而P_A-P_B可使用壓力檢測(cè)裝置測(cè)量確定。因此，使用公式(4)，就可以計(jì)算出流經(jīng)塵氣流量調(diào)節(jié)裝置的氣流速度，也就可以計(jì)算出流經(jīng)塵氣流量調(diào)節(jié)裝置的塵氣流量了。

壓差檢測(cè)單元3測(cè)量的數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)線自動(dòng)傳遞給控制單元4，結(jié)合除塵管道5內(nèi)塵氣的溫度、密度等參數(shù)(可通過設(shè)置相應(yīng)的傳感器或人工輸入到控制單元4內(nèi))，按照塵氣流量計(jì)算公式計(jì)算出塵氣流量，根據(jù)需要將計(jì)算結(jié)果通過現(xiàn)場(chǎng)顯示、通知等方式向調(diào)整操作人員實(shí)時(shí)反饋，操作人員將根據(jù)反饋結(jié)果對(duì)照設(shè)計(jì)要求對(duì)除塵管道5內(nèi)的塵氣流量及時(shí)調(diào)整(通過手動(dòng)操作器22)，或通過在控制單元4中預(yù)設(shè)塵氣流量調(diào)整目標(biāo)值，自動(dòng)控制塵氣流量調(diào)節(jié)單元2(通過電動(dòng)操作器22)完成對(duì)除塵管道5內(nèi)塵氣流量的調(diào)整。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。