电袋复合除尘器喷吹管及袋笼的改进

许永项，郑泽腾，施火结，李辉，林捎振，何占宁

电袋复合除尘器喷吹管及袋笼的改进

许永项，郑泽腾，施火结，李辉，林捎振，何占宁

（福建农林大学机电工程学院，福建福州350002）

电袋复合除尘器因其具有处理烟气量大、除尘效率高等优点，在工业烟尘治理领域中具有很好的应用前景。但在实际应用过程中仍存在一些问题，如喷吹管拆装困难和袋笼易发生漏装且运输不便。针对该问题，本文结合高压锅和消防栓的连接密封原理设计了一种快速拆装的喷吹管，与一种可折叠、伸缩的袋笼。

喷吹管；快拆；密封；袋笼；电袋复合除尘器

1 电袋复合除尘器

如图1所示，电袋复合式除尘器是一种新型的复合型除尘器，其主要组成部分为静电除尘区和布袋除尘区，克服了单一功能除尘器的弊端。常规的静电除尘器作为复合除尘器一级除尘单元，当烟气通过电场时，大部分粉尘颗粒将会被捕集。通过电除尘器后，拥有高比电阻、细颗粒且难以捕集的烟尘将会大大减少，而剩余的少部分烟尘进入二级除尘单元——袋式除尘器，将会使袋式除尘器的气布比增大，从而使袋式除尘器的尺寸可以设计得比较小，确保了整个除尘系统的除尘效率。

图1 电袋复合式除尘器

2 电袋复合除尘器部分组件的改进

2.1 快拆式喷吹管

2.1.1 喷吹管的工作原理

如图2所示，滤袋的上方设有喷吹管，喷吹管上有若干个喷吹孔，每个喷吹孔对准了一个滤袋口。清灰时脉冲阀喷出的脉冲气流在喷吹孔的导向作用下进入滤袋，气流使滤袋膨胀剥离粉尘，同时利用气流对滤袋的冲击作用产生振动，使粉尘掉落，从而完成清灰过程。

图2 工业喷吹管安装图

2.1.2 喷吹管的拆装问题

如图2所示，目前常用的喷吹管的安装方法是喷吹管前端通过法兰盘、螺栓和螺母与气箱进行连接，尾部通过螺栓、螺母固定在支架上。由于每台除尘器的喷吹管都有十几根，因此需要进行锁紧的螺栓、螺母的工作量大且繁琐，工人的工作强度非常大，而且法兰盘连接处密封不严时易造成漏风。

2.1.3 喷吹管的接头的改进

采用图3卡扣连接方式代替图2的法兰盘连接。用管头和卡头取代喷吹管连接处的法兰盘，通过卡扣和卡头的旋转代替螺栓的连接，并加上内管以提高密封。安装时，两端喷吹管对接，接头处的内管能够起到对心导向和机械密封的作用，使对接更方便并引导气流的流动。内管能够定位密封圈，防止其错位。喷吹管的连接利用了与消防栓相类似的连接原理：在连接过程中，卡扣可以沿着卡头的斜面旋转啮合，使卡头与管头将中间的密封圈压紧，保证了喷吹管的密封。在旋转到位后，卡头与卡扣形成啮合，使两端接头牢牢地锁在一起，能够承受气流流动时产生的轴向力。卡头上的斜面能在旋转安装过程中减小所需的扭矩，减小工作强度，之后再锁紧止动螺钉，防止卡扣因喷吹管的震动而产生周向转动，使连接失效。

图3 喷吹管接头改进图

2.1.4 密封圈的选择

由于工作环境是在110℃～180℃的环境下工作，故密封圈选用能够在250℃环境下工作且耐腐蚀性能好的80×100×10型号的Y型密封圈（氟橡胶）。其密封性能可靠，适用压力范围广，而且结构简单，价格低廉，易于安装，密封圈套在内管上，内管可以防止脉冲气流对密封圈的腐蚀，增加了密封圈的使用寿命。

2.1.5 喷吹管尾部的改进

采用图4搭扣连接方式代替图2的螺栓连接。通过搭扣实现喷吹管尾部的快速固定，同时在喷吹管尾部焊上搭板，两个搭扣同时压紧搭板时可使喷吹管的尾部压在底座上，使其不产生抖动。

图4 喷吹管尾部改进图

2.2 可伸缩折叠式袋笼的改进

为了解决袋笼漏装以及拆装与运输不便的问题，将袋笼分成两大段。如图5所示，两段之间焊接上耳座，上端耳座插入下端两耳座之间，通过销钉铰链连接起来。同时，如图6所示，将每一大段袋笼分成两小段，再将两小段袋笼上的支撑杆相对错开布置以实现收缩功能。

图5 袋笼段间连接图

图6 袋笼小段间安装图

3 电袋复合除尘器改进组件的校核

3.1 喷吹管连接的校核

喷吹管的材料为45#钢，正火处理，许用弯曲应力[σ]＝55 MPa，由图7、8得作用在连接处每个连接扣上的力[1]。

故符合安全要求。

图7 喷吹管尾部受力图

图8 卡头平面图

3.2 袋笼的强度校核

图5所示，连接环外径d1=150 mm；内径d2=110 mm，环的厚度b=15 mm；支撑杆的直径d3=10 mm，长l1=1 500 mm；销钉的直径d4=12 mm，长l2=50 mm，因此袋笼的总体积V≈5.70 ×106mm3.45#钢的密度为ρ＝7.85 g/cm3，许用拉应力[σ]＝230 MPa.45#钢的许用剪应力[στ]＝160 MPa，受到的重力：

最上端的支撑杆受到的拉力最大为：

4 喷吹管实物模型

如图9所示，密封圈套在内圈上，防止密封圈在安装过程中错位。然后将内管一侧套在管头里，再安装喷吹管的卡头，卡头在内管的对心导向作用下与气包连接的管头对接，使得对接更加方便。再将喷吹管进行旋紧，在卡扣的固定作用下将两根管紧密连接在一起，并将密封圈压紧保证了喷吹管的密封。最后，旋上止动螺钉，防止喷吹管因为震动而旋开。该喷吹管模型的连接快速、可靠，气密性好。

图9 喷吹管模型装配图

5 结束语

喷吹管的接头结合了高压锅和消防栓连接密封的原理，增强了密封性，实现了快速拆装，减小了工作强度。喷吹管尾部采用了搭扣连接，取代了螺栓的连接形式，实现了快速拆装，进一步降低了工作强度。金属袋笼采用铰链连接的两段式结构，避免了袋笼漏装的情况，采用了可折叠的形式，节约运输空间。电袋复合除尘技术的理论及应用还需要进一步的研究，使电袋复合除尘器得以更好地推广和应用，实现高效、节能、减排的目标。

[1]刘鸿文.材料力学Ⅰ[M].北京：高等教育出版社，2015.

Electric Bag Compound Dust Collector -the Improvement of Spray Pipe and Bag Cage

XU Yong-xiang，ZHENG Ze-teng，SHI Huo-jie，LI Hui，LIN Shao-zhen，HE Zhan-ning
（Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou Fujian 350002，China）

Coal burning produces a large amount of pollutants such as dust and carbon dioxide.Electrostatic fabric filter has a good application prospect in industrial dust control because of its large volume，high efficiency.However，there are still some problems in the actual application.For example，it is hard for spray pipe to dismantle and often results in the bag cage assemble leaking and transportation inconveniences.Based on the connection and seal principles applied in pressure cooker and fire hydrant，we designed an injection pipe easy to assemble and dismantle，and a folding telescopic bag cage.

spray pipe；quick release；bag cage；seal；electric bag compound dust collector.

X701.2

A

1672-545X（2017）07-0064-03

2017-04-17

项目支撑：福建农林大学机械工程学科水平提升计划（编号612014049）；福建农林大学教育教学改革研究项目（编号111416165）

许永项（1996-），男，福建晋江人，本科在读学生，研究方向：机械设计制造。