除塵器

干式數控等離子切割機除塵方案設計

作者:廣州新瑞環保    來源:www.hsppf.com    發布時間:2018-09-24 14:57:30

摘要:等離子切割過程中會產生有毒有害煙塵,因此數控等離子切割機的生產應用必須考慮除塵方案。介紹了幾種干式等離子切割機的除塵方案和幾例等離子切割機的應用實例。

關鍵詞:等離子切割;除塵;除塵方案;方案設計

干式數控等離子切割機除塵方案設計

1 概述

隨著社會經濟的發展,等離子切割技術也日益發展進步。與傳統的火焰切割技術相比,等離子切割技術在金屬板材(尤其是中、薄板)的切割過程中,切割精度高,切割速度快,因此在造船、鋼鐵、汽車、家電、機械等行業應用日益廣泛。

等離子切割過程中會產生大量有毒有害煙塵,對人和環境造成較大的危害,因此,數控等離子切割機的生產應用,必須考慮除塵方案。

采用水下切割的技術方案可消除煙塵,但用戶需配套制作一個大型的切割水柜,需切割的板材浸在水中,等離子割炬在水下對工件進行切割。這雖然能消除有毒有害煙塵危及操作者和車間環境,但是會影響切割效率,即切割速度下降,上下料等輔助時間加長。對于切割鋁、鎂板還需防爆,防工件位置移動,更重要的是會產生水污染。由于切割產生的煙塵化學成分復雜,處理起來相當困難,成本也非常高。

采用干式切割方式,通過除塵器吸走切割時產生的煙塵,經過濾處理后排放,不僅切割效率高,而且保護了操作人員的勞動環境并防止了環境污染,是一種比較理想的方案。

2 數控干式等離子切割機除塵的方式

目前,數控干式等離子切割機除塵方式,按照除塵器負壓的大小分為高負壓和中負壓兩個基本類型。中負壓類除塵按照除塵器安放位置,分成機載式和落地式兩種。落地式根據抽風方式又有低吸式和側吸式之分。側吸式中負壓除塵由于密封形式不同,再分為水密封和橡皮板密封兩種。

2.1 高負壓除塵

在割炬旁設置吸塵罩,吸塵罩通過管道與高負壓除塵器連接,含塵氣體經吸塵罩沿管道進入除塵器,凈化后排放。由于除塵器需克服等離子割炬垂直向下的高壓等離子氣流,對除塵器負壓要求較高,且吸塵罩妨礙割炬運動,妨礙操作者操作,幾乎很少應用。

2.2 機載式中負壓除塵

除塵器放置于數控等離子切割機的門架上,吸塵口固定在正對切割臺側面的端架上,均隨切割機一起作縱向運動,切割臺內的煙塵通過吸塵口,再經過連接管道進入除塵器凈化排放。這種方式風道短,效果好,但對除塵器的耐高溫阻燃性能要求較高,且受除塵器體積重量的限制,因此應用不多。

2.3 低吸式中負壓除塵

除塵器放置于車間內或室外。切割臺制作成若干個獨立的相同尺寸的艙室,艙室內放置垃圾箱,垃圾箱上放置網架和料架,每個艙室開有排風口,排風口裝有艙門與總風道連接,再與除塵器連接,艙門的開啟通過碰塊機構實現。工作時,與割炬相對應的艙室及后一個艙室的艙門始終處于開啟狀態,其他艙室處于關閉狀態。工作時,工件落在料架上,比較大的切割產生的渣塊落在垃圾箱內,煙塵通過開啟的艙門進入風道,再進入除塵器,經凈化后排放。這種方式對切割臺的制作要求較高,制作成本也較大,因此適用于中小規格的切割臺。

2.4 側吸式水密封中負壓除塵

用戶須沿切割機縱向制作一個水槽,煙塵通過固定于切割機端架上的吸塵口及管道進入水槽內密閉的空間內,再經過與此水槽密閉空間相連的除塵器凈化后排放。這種方式有三個缺點:其一,車間內有水槽,影響車間環境,對操作者及其他有關人員工作產生不便;其二,車間溫度低于零度時會結冰,工作前需清除冰塊,影響工作效率;其三,限制了除塵器的吸風能力,當除塵器的吸風能力太大時,水槽內的水會被吸入除塵器而損害設備,而吸風能力太小,又影響除塵效果。

2.5 側吸式橡皮板密封中負壓除塵

用戶須沿切割機縱向制作矩形截面風道,風道上平鋪橡皮板,橡皮板繞過吸塵口,起密封作用。煙塵通過固定于切割機端架上的吸塵口進入風道,風道內的煙塵再進入與其相連的除塵器經凈化后排放。這種方式對橡皮板質量要求較高,但避免了水密封式的缺點,是一種比較好的除塵方式。

3 等離子切割機除塵器的選用

由于等離子切割產生的煙塵不僅量大、硬度大、溫度高,且煙塵顆粒大小相差懸殊,小到肉眼無法分辨的幾微米,大到蠶豆般,因此不能選用化工等行業用的布袋式除塵器,必須選用專業的焊接切割用除塵器。焊接切割用除塵器的主要核心元件過濾筒通常采用耐高溫阻燃材料制作,對微米級的煙塵過濾效率達99%以上。過濾筒的表面覆蓋有特殊的聚四氟乙烯薄膜,可確保過濾筒使用壽命長久。

干式數控等離子切割機除塵方案設計

4 風量和風道

4.1 風量的確定

風量指單位時間內空氣的流量。除塵風量的確定是選擇除塵器型號的重要依據,等離子切割機所需除塵風量與切割臺的形式、大小、密封狀況、管道長度、割炬的規格和數量等因素有關,沒有通用的計算方式,只能根據經驗來估算。

4.2 風道的設計

風道是煙塵經過的通道。風道設計的原則是盡量短,轉彎盡量少,轉彎角度盡量大。風道截面的大小取決于空氣的流速,流速過快,則噪聲大、磨損快、壓力損失大,流速過慢,則煙塵易板結在風道壁或角落內,通常采用的空氣流速為10~20m/s。在兼顧空間、外觀和制作成本的情況下,對長度較長的管道或轉彎處管道,其截面要設計得大一些。

4.3 注意事項

跨距較大的切割機,其切割臺的寬度尺寸較大。當割炬距離吸風口較遠時,會有部分煙塵溢出。通過在切割機副端正對吸風口處設置三至四個軸流風扇來輔助送風,能取得較好的效果。

切割臺(底吸式)、風道、吸風口等設施要盡量密封,減少漏風。切割時盡量將工件放置在靠近吸風口側,并在工件和吸風口側之間鋪一塊蓋板。當切割臺內掛渣較多時需及時清理。

干式數控等離子切割機除塵方案設計

5 實例

(1)一臺跨距4m,縱向導軌長度10m的等離子切割機,一個HT2000等離子割炬。

本機切割臺尺寸約3m×8m(寬×長),規格較小,可采用底吸式除塵方式,切割臺沿長度方向分割成0.5m一跨,則每跨面積S=0.5m×3m=1.5m2,每平方米所需風量根據經驗為4000m3/h,則每跨所需風量為

Q=4000m3/h×1.5=6000m3/h

考慮漏風情況,選用除塵器的風量為7000m3/h。風道的截面大小

S=Q/V=7000/(20×3600)=0.1(m2)

(2)一臺跨距5.5m,縱向導軌長度28m的等離子切割機,一個HT2000等離子割炬。

本機切割臺尺寸約4m×26m(寬×長),規格較大,可采用橡皮板密封式除塵方式,吸塵口的尺寸定為0.2m×0.6m(高×長),所需風量估計為6000m3/h,選用除塵器的風量為8000m3/h。風道的截面大小

S=Q/V=8000/(20×3600)=0.11(m2)

6 結論

目前,國家對環境保護越來越重視,企業也想方設法采取措施提高生產質量和效率,由此推動了干式數控等離子切割機的普遍應用。筆者已設計了多種除塵方案并在多臺干式數控等離子切割機上成功應用,如出口美國的4m×10m數控等離子/火焰切割機(采用底吸式)、江蘇揚子江船廠7.5m×28m數控等離子切割機(采用水密封側吸式)、江蘇新時代船廠3臺5.5m×40m數控等離子切割機(采用水密封側吸式)、山東黃海船廠兩臺5.5m×27m數控等離子切割機(采用橡皮板密封側吸式)、南通亞華造船有限公司和南通日華造船有限公司各兩臺6.5m×28m數控等離子切割機(采用橡皮板密封側吸式)、安慶柴油機有限公司6m×28m數控等離子切割機(采用橡皮板密封側吸式)等等,除塵效果都達到了預期的目標,得到了用戶的好評。

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