一种针对烧结机尾高温烟尘的扩容塑形型捕集装置

1.本实用新型涉及高温烟尘控制技术领域，具体涉及一种针对烧结机尾高温烟尘的扩容塑形型捕集装置。


背景技术：

2.烧结生产过程是将精矿粉、石灰石等原料与燃料按一定比例经过配料、混合、烧结，最后在烧结机尾破碎制粒，得到符合要求的烧结料。每当台车向下翻动倒料时，烧结机尾部会产生阵发性高温烟尘(温度大约为200℃)，含尘量较高，烟尘浓度可达5～15g/m3。常规方法是采用烧结机尾密闭罩对高温烟尘进行捕集。但是由于烟尘热压作用强烈，密封罩内呈正压，高温烟尘从罩体缝隙和罩体前侧逃逸。逃逸烟尘污染厂房内环境，不利于工人身体健康。
3.烧结机尾密闭罩主要存在以下三个问题：首先密闭罩内部结构不合理，在高温作用下，密闭罩内存在正压情况；其次，密闭罩内部几何设计不合理，会导致局部阻力增加；最后，烧结机尾的烟尘散发量是随翻动倒料阵发性变化，而通风系统定工况运行，导致当烟尘散发量最大时控制效果不佳。本方案发现这些问题的根结点是密闭罩几何结构设计不合理、通风系统及装置不灵活。因此，如何优化密闭罩的几何结构和智能捕集阵发性高温烟尘，是保障烧结机尾岗位环境的关键。


技术实现要素：

4.为了克服以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种针对烧结机尾高温烟尘的扩容塑形型捕集装置，通过增大密闭罩垂直方向体积实现阵发性烟尘高效捕集。在增大密闭罩体积的同时，对罩体内部拐弯处采用倒角处理，减少密闭罩局部阻力系数。基于烟尘量大小自动调节密闭罩前挡板的电动连杆装置收缩，达到改变密闭罩容积、进而提高阵发性高温烟尘捕集效率的目的。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种针对烧结机尾高温烟尘的扩容塑形型捕集装置，包括在由烧结台车1和破碎机2形成的高温烟尘3顶部设置扩容型密闭罩7，所述扩容型密闭罩7顶部与排风管道8相连通，在扩容型密闭罩7的几何变径以及倒角处，均采用圆弧倒角9。
7.所述扩容型密闭罩7的前端安装前挡板6，前挡板6顶部与扩容型密闭罩7之间通过铰接件12进行活动连接，前挡板6底部与耐高温帆布软接5采用法兰连接，可活动的前挡板6两侧安装侧挡板14进行围合，形成体积可变且围合的扩容型密闭罩。
8.所述前挡板6前侧安装了电动连杆装置4，固定件13与电动连杆装置4活动连接，固定件13与前挡板6采用螺栓螺纹紧固。
9.所述扩容型密闭罩7表面开有观察孔，观察孔位置安装有ccd相机10，ccd相机10通过控制电路板11连接电动连杆装置4。
10.本实用新型的有益效果：
11.1.本实用新型加工方案简便易实施，增加密闭罩垂直方向容积，可以蓄存高温烟尘，避免阵发性烟尘逃逸。扩容密闭罩罩内形成大尺度涡流，实现罩内循环存储大量烟尘颗粒。
12.2.在扩容密闭罩基础上，对罩体内部的锐化边缘采用圆弧倒角的形式，降低局部密闭罩的阻力。
13.3.基于高温烟尘量大小自动收缩密闭罩前挡板的电动连杆装置，改变扩容密闭罩容积，对阵发性高温烟尘达到更优的捕集效果。
附图说明
14.图1是本实用新型的整体示意图。
15.图2是扩容密闭罩前侧动力装置示意图。
16.图3是本实用新型的控制流程示意图。
17.图4是原密闭罩和扩容密闭罩中心截面速度流线图((a).扩容型密闭罩、(b).原型密闭罩)。
18.图5是原密闭罩和扩容密闭罩中心截面颗粒物空间分布图((a).扩容型密闭罩、(b).原型密闭罩)。
19.图中，1.烧结台车，2.破碎机，3.高温烟尘，4.电动连杆装置，5.耐高温帆布软接，6.前挡板，7.扩容型密闭罩，8.排风管道，9.圆弧倒角，10.ccd相机，11.控制电路板，12.铰接件，13.固定件，14.侧挡板。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
21.如图1-图2所示：烧结机尾的高温烟尘主要是由烧结台车1翻料和破碎机2破碎工艺而生成。为了有效捕集烧结机尾处高温烟尘3，本实用新型在高温烟尘上方设置扩容型密闭罩7，其扩容型密闭罩与排风管道8相连接。
22.具体的，扩容型密闭罩7的特征在于增加垂直方向上的罩体容积，为高温烟气提供了存储空间。此外，在几何变径以及倒角处，均采用圆弧倒角9，减少密闭罩体局部阻力。
23.进一步，扩容型密闭罩7为适应高温烟尘的散发过程，提出了可以改变密闭罩体积的技术方案。对扩容型密闭罩7的前挡板6采用了可活动设计，前挡板6与密闭罩采用铰接件12的方式进行活动固定。前挡板另一侧与耐高温帆布软接5采用法兰连接。在可活动的前挡板6两侧有侧挡板14进行围合，实现了体积可变且围合的扩容型密闭罩。
24.进一步，为了实现密闭罩体积的定量变化，本实用新型在前挡板6前侧安装了电动连杆装置4。固定件13与前挡板6采用螺栓螺纹紧固的方式，且固定件13与电动连杆装置4活动连接，保证运动过程的自由度。
25.进一步，为了实现扩容型密闭罩的智能控制，本实用新型增加了控制部分。由于罩内烟尘浓度大、温度高，难以采用颗粒物传感器。因此，采用ccd相机10在密闭罩外观察孔处对烟尘源进行观测。通过对采集图片数据上传至控制电路板11，控制电路板11对电动连杆装置4发出控制信号，调节连杆长度。
26.具体控制流程为图3所示，建立了不同烟尘散发情况和扩容型密闭罩容积的关系。
当烟尘浓度增加时，ccd相机10采集数据进入到控制电路板11，控制电路板11下达指令驱动电动连杆装置4收缩，电动连杆装置4带动耐高温帆布软接5伸长，扩容型密闭罩体积增大；当烟尘浓度降低时，ccd相机10采集数据进入到控制电路板11，控制电路板11下达指令驱动电动连杆装置4伸长，电动连杆装置4带动耐高温帆布软接5缩短，进一步扩容型密闭罩体积减少。实现了扩容型密闭罩体积的智能控制。
27.本实用新型公开的设备均包括但不限于以下型号：ccd相机10为德国basler公司生产的aca2500；控制电路板为树莓派raspberry pi zero 2w/1.3/w/wh。
28.实施例一：
29.为了探究扩容型密闭罩与原型密闭罩在控制高温烟尘上的作用效果，本实施例一采用了cfd数值模拟方法，获得了在相同高温烟尘浓度(0.57g/s)、污染源散发速度(1m/s)和排风速度(18m/s)共同作用下，扩容型密闭罩与原型密闭罩的流场分布规律和对高温烟尘的捕集效率。
30.本实用新型扩容型密闭罩与原型密闭罩的流场分布规律差异明显。图4为原型密闭罩和扩容密闭罩中心截面速度流线分布。在高温烟尘和排风汇流的共同作用下，原型密闭罩内部未产生明显涡流，而扩容型密闭罩罩口内侧产生明显涡流，其中罩内涡流尺度随着罩容积的增大而增大。图5为原密闭罩和扩容密闭罩中心截面颗粒物空间分布。高温颗粒物主要分布在扩容型密闭罩内部，而在原型密闭罩作用下高温颗粒物大量逃逸至密闭罩上部区域。综上，罩内涡流一方面阻挡了罩口烟尘颗粒的逃逸路径，另一方面对过量的烟尘颗粒进行蓄容。
31.本实用新型扩容型密闭罩比原型密闭罩对高温烟尘的控制效果有提升，扩容型密闭罩瞬时捕集效率比原型密闭罩提升大约为5％。其中原型密闭罩在流场稳定时原型罩的瞬时蓄容率为2.2％，而扩容密闭罩在流场稳定时扩容罩的瞬时蓄容率为11.4％。综上，本实用新型扩容型密闭罩在捕集效果和烟尘蓄容能力上均有提升。