蜘蛛手漩涡风机除尘装置的研究

姚养峰 黄超

摘 要：本文对YJ17卷接机蜘蛛手处漩涡风机的运行情况进行分析，发现其运行过程中会将部分粉尘传送至风机叶轮处，进而导致漩涡风机负压不稳定，出现蜘蛛手夹烟不稳掉烟的情况，为此我们针对漩涡风机除尘装置展开研究，从根本上解决了漩涡风机叶轮积尘的问题，避免了蜘蛛手由于负压不稳，掉烟的情况，并将清理漩涡风机的时间由原来的每月40分钟减少到3个月1次，甚至更短。

关键词：YJ17卷接机蜘蛛手漩涡风机;积尘;除尘装置

1 概述

YJ17烟支输送系统采用蜘蛛手机构，传送烟支平稳，外观不受损伤，无撞头现象，吸爪所需的负压空气由一台单独的漩涡风机提供，保证烟支传送工作的顺利进行。传烟负压系统主要给蜘蛛手机构提供足够的负压。其蜘蛛手外围风机的叶轮与外壳的间隙很小，长期处于烟沫和烟尘这种环境之下的蜘蛛手风机必然受到影响，风机内部进入油灰后，经常造成风机的负压偏低或卡死现象，或造成蜘蛛手风机叶轮积尘而影响动平衡，在生产过程中容易出现蜘蛛手偶尔掉烟等现象，影响设备运行效率和烟支交接的稳定性。蜘蛛手漩涡风机主要是给蜘蛛手机构提供足够的负压，从而使蜘蛛手传送臂能够稳定地传送烟支，但是在传送过程中，将部分粉尘吸入漩涡风机，附着在叶轮上，而拆卸清理叶轮费时费力。

2 除尘装置的设计原理

除尘装置的总体设计思想如下：第一，通过改变风机原管路的走向，使干净空气与粉尘在除尘装置中分离;第二，通过改变管路中间连接装置结构，使除尘装置有足够的安装空间;第三，增加除尘器，避免含烟尘的负压空气直接进入风机内部。除尘装置总体工作原理是当漩涡风机工作时，含尘空气会由输入管道经叶轮旋风导向后，在除尘罐中进行初步除尘，随后经过柱状过滤网进一步净化，最终由输出管道输送至漩涡风机。除尘装置主要分为三部分，即输入系统、集尘系统和输出系统。具体如下：

2.1 输入系统 在输入系统的设计中，主要考虑两部分，输入管道材料的选择和导向部件的选择。①在输入管道材料的选择中，本方案的目标是，在风力传送中，可以将风完整的送入除尘装置。并且尽量做到输入通道轻巧，清洁方便的选择要求。备选方案是钢质材料和铝制材料。钢制材料管道，虽然安装容易，加工简单;但是其硬度较大，容易生锈，并且磨损非常大。铝制材料管道，不仅安装容易，加工简单;并且轻便，不易损耗，节约成本，具有较高的经济性，方便日后的拆卸清理。综上，最终选择铝制输入管道。②在导向部件的选择中，设计的目标起到导风作用，设计要求是对风导向后风力的损失最小。备选方案是叶轮导风和斜坡风道导风。叶轮导风装置小巧灵活，容易安装，可实施性强;结合旋风式除尘装置原理，叶轮导风性好，因此有效性较高;成本较低，具有很高的经济性。斜坡风道装置需要在输入管道内部进行改进;出口风向控制不稳定，因此有效性差。综上，选择叶轮导风装置。

2.2 集尘系统 集尘系统的设计目的是收集除尘装置中所过滤的粉尘。选择要求是在现有设备空间的基础上，集尘桶容积越大越好。备选方案分为两种，柱形集尘桶和锥形集尘桶。柱形集尘桶结构稳定可靠，较好地利用设备空间，可实施性强;可以达到集收过滤的尘土，因此有效性高;具有很高的经济性。锥形集尘桶结构容易倾斜，结构不稳定，不能够很好地利用空间，可实施性差，成本较高。综上，选择柱形集尘桶作为集尘系统。

2.3 输出系统 输出系统的设计主要分為两部分，即过滤部件的选择和输出通道的设计。①在过滤部件的选择当中，方案目标为将净化空气与粉尘分离，进而达到大幅减少所含粉尘的要求，备选方案是袋式除尘器和颗粒层除尘器。袋式除尘器虽然可以达到气固分离，能够大幅减少所含粉尘，但是袋式除尘器部件较大不易安装且加工周期较长。颗粒层除尘器不仅可以做到气固分离，大幅减少气体所含粉尘，而且其安装容易，加工周期较短，在经济性上相比较袋式除尘器占有较大优势。综上，选择了颗粒层除尘器;随后根据颗粒层除尘器形状的特点，进一步选择了迎风面积较大，风压损耗较小的柱型过滤网。②在输出通道的设计当中，方案目标是在现有空间安装输出通道，实现净化气体的输出，备选方案为利用原有输出通道重新设计输出通道。原有输出通道方案虽然不需要新增成本，但是由于改进后的装置接头部分已发生变化，继续使用会将净化气体与含粉尘气体混杂，不能达到方案目标和要求。重新设计的输出通道需要在原输出通道位置处设计，虽然有一定的费用投入，但是可以达到方案目标和选择要求。综上，选择重新设计输出通道。

3 除尘装置设计参数

3.1 输入管道 设计管路：接头（40mm）+除尘罐直径（186mm）+连接管拐弯后直线长度（70mm）+连接管拐弯前直线长度（255mm）=551mm。叶轮数目为16叶时，相对风力损耗最小，输入管道内径为60mm，且需在叶轮放置处铣一个卡槽使其稳固，因此叶轮直径设计为61mm。

3.2 集尘装置 经测量，原输入管道距接触底端高度为417mm，利用黄金分割法计算：417×0.618=258mm，417×（1-0.618）=159mm为使除尘桶容积最大化，故选择其高度最高为258mm。桶盖高度：输出管道拐弯后直线长度（14mm）+连接管道外径（80mm）+桶盖与集尘桶重合部分（35mm）=129mm。要求罐体上端的集尘桶盖固定，罐体可以拆卸清理。桶高为164mm，桶壁厚度为0.5mm。

3.3 输出通道 集尘桶高164mm，故选用高为153mm的烟用过滤网，其内径85mm;为使输出管道与过滤网紧密连接，因此设计输出管道直径85mm，拐弯角度45°;中间部分有软连接。

3.4 组装零件，安装上机 经过系列零部件设计，将全部零部件组装，并安装上机进行调试。

4 结果分析

三个月3台卷接机组清理蜘蛛手风机保养频次进行了统计对比。根据数据可以看出：3号机组蜘蛛手风机保养频次明显降低，而且一月份的清理时间30min也只是拆卸漩涡风机叶轮的时间。

经过验证，蜘蛛手漩涡风机的清理频次从1.3次/月降低到0.3次/月，达到目标值。

5 结论

漩涡风机除尘装置的研制解决了风机严重积尘的问题，将蜘蛛手风机清理频次由原来的每月1次减少到3个月1次甚至更少，减少了蜘蛛手由于负压不稳掉烟所造成的停机时间，消除了损伤风机的隐患，挽回了经济损失。

参考文献：

[1]YJ17-YJ27卷接机组编写组.YJ17-YJ27卷接机组[M].北京：中国科学技术出版社，2001.8.

[2]ZJ17卷接机组操作手册[S].常德烟草机械有限责任公司.

[3]ZJ17卷接机组备件图册[S].常德烟草机械有限责任公司.