一种无源式碳粉在线清理回收装置

技术领域

本发明涉及电厂机组领域，尤其是涉及一种无源式碳粉在线清理回收装置。

背景技术

集电环(也称滑环)和碳刷是电厂发电机组励磁系统的重要部件，它们负责将直流电源引入到转子绕组，发电机转子转动建立旋转磁场，定子绕组切割磁场产生感应电动势，即完成了发电机建压过程。在机组运行时，集电环随着主轴转动，碳刷静止不动，当发电机高速旋转时，碳刷必然和集电环之间有磨擦，而磨擦产生的碳粉对安全运行带来极大的危害：一是掉落的碳粉堆积，造成发电机运行环境脏乱差；二是如果碳粉飘落到发电机中，会破坏发电机绝缘，严重的会造成发电机转子或定子短路；三是运行过程中，因励磁电流流过，会造成滑环、碳刷发热，如果碳粉粘连在滑环上，会进一步造成接触电阻增加，导致滑环、碳刷发热更加严重，造成滑环、碳刷起火。

然而大多数电厂碳粉清理工作采取在机组停机或检修期间进行，在用电高峰时期，机组长期运行，碳粉未能及时清理，使发电机层出现碳粉堆积严重现象，不利于发电机安全稳定的运行。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明采取的技术方案为：一种无源式碳粉在线清理回收装置，用于清理发电机组的碳粉，包括外壳、底架、传动机构、风扇、若干个清扫刷以及若干个滤板；

所述外壳安装在底架上；

所述外壳内上方安装有横向的隔板，以在外壳内分隔形成传动间，所述传动机构安装在传动间内；

若干个滤板均纵向安装在外壳内隔板下方的区域，并进一步在外壳内分隔形成清扫间与收集间；

若干个所述清扫刷均同轴安装在清扫间内，且清扫刷的转轴伸入传动间内并与传动机构连接；

所述风扇安装在传动间内、收集间的上方，并且所述隔板上预设有与风扇对应的风口，所述风扇用于向上方抽风；

所述传动机构包括主传动轮，所述外壳的传动间及清扫间朝向发电机组的一端均开设有若干个开口，使得主传动轮能够与发电机组的主轴接触，并在主轴带动下转动，且清扫刷能够与发电机组的滑环接触，所述风扇及清扫刷均能够在所述传动机构的带动下转动。

在一些实施例中，每个滤板均包括外部的框架以及固定在框架中部的滤芯，所述收集间内还设置有与若干个滤板对应的若干个滤网，每个滤网的外周均固定在对应的滤板的框架上。

在一些实施例中，所述滤板与滤网整体采用可抽插的结构设置在外壳内；且所述外壳背面与清扫间对应的位置，设置有可开闭的后盖。

在一些实施例中，所述滤板的个数与清扫刷相同并一一对应，每个滤板均位于对应的清扫刷的后方。

在一些实施例中，所述传动机构还包括第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮、第四皮带轮、第一齿轮、第二齿轮与两个皮带；

所述主传动轮与第一皮带轮同轴并同步转动；

所述第一皮带轮与第二皮带轮之间通过一个皮带实现传动；

所述第三皮带轮与第二齿轮均与所述第二皮带轮同轴并同步转动；

所述第三皮带轮与第四皮带轮之间通过另一个皮带实现传动；

所述第四皮带轮用于带动所述风扇转动；

所述第一齿轮与第二齿轮咬合，且所述第一齿轮与若干个清扫刷均同轴并同步转动。

在一些实施例中，所述第二皮带轮与第三皮带轮的尺寸相同，且大于第一皮带轮和第四皮带轮的尺寸，所述第一齿轮的尺寸大于第二齿轮。

在一些实施例中，所述传动机构还包括若干个第一弹簧件，每个第一弹簧件均包括弹簧以及封装盒；

所述第一弹簧件的封装盒相对于外壳固定，且一端开口，第一弹簧件的弹簧整体位于封装盒内，且弹簧外端通过封装盒的开口端与所述主传动轮轮轴的外套接触；

所述第一弹簧件的弹簧为压缩状态，用于为所述主传动轮提供朝向发电机组方向的弹力。

在一些实施例中，所述传动机构还包括若干个皮带压紧机构，每个皮带压紧机构均包括压紧件以及若干个第二弹簧件；

每个第二弹簧件均包括弹簧以及封装盒，所述第二弹簧件的封装盒相对于外壳固定，且一端开口，第二弹簧件的弹簧整体位于封装盒内，且弹簧外端通过封装盒的开口端与所述压紧件的一端接触；

所述压紧件的另一端与所述皮带接触；

所述第二弹簧件的弹簧为压缩状态，用于为所述压紧件提供朝向皮带方向的弹力。

在一些实施例中，每个清扫刷均包括转轮及安装在转轮外侧的刷毛，清扫刷的刷毛采用硬质、耐高温的尼龙材料制成。

在一些实施例中，所述主传动轮采用合成橡胶制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的无源式碳粉在线清理回收装置，借助发电机组主轴旋转的动能，通过传动机构为风扇及清扫刷提供动力源，运行过程中无需外接电源，低碳节能，机组无需停电清理，节约人力财力，有效的提升机组的运行效益，其结构设计巧妙，装卸方便。

附图说明

图1为本发明提供的无源式碳粉在线清理回收装置的内部示意图；

图2为无源式碳粉在线清理回收装置在发电机组旁工作时的示意图；

图3为无源式碳粉在线清理回收装置背面的示意图；

图4为无源式碳粉在线清理回收装置内部传动原理示意图；

图5为无源式碳粉在线清理回收装置去除顶盖后的俯视图。

附图标号说明：

1、主轴；2、滑环；3、碳刷；4、外壳；5、底架；6、主传动轮；7、第一皮带轮；8、第一弹簧件；9、第二弹簧件；10、第一齿轮；11、第二皮带轮；12、第二齿轮；13、第三皮带轮；14、皮带；15、第四皮带轮；16、风扇；17、清扫刷；18、滤板；19、滤网；20、传动间；21、清扫间；22、收集间；23、压紧件；24、后盖。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。

参照图1和图2所示，本发明提供了一种无源式碳粉在线清理回收装置，用于清理发电机组的碳粉，其特征在于，包括外壳4、底架5、传动机构、风扇16、若干个清扫刷17以及若干个滤板18；外壳4安装在底架5上；外壳4内上方安装有横向的隔板，以在外壳4内分隔形成传动间20，传动机构安装在传动间20内；若干个滤板18均纵向安装在外壳4内隔板下方的区域，并进一步在外壳内分隔形成清扫间21与收集间22；若干个清扫刷17均同轴安装在清扫间21内，且清扫刷17的转轴伸入传动间20内并与传动机构连接；风扇16安装在传动间20内、收集间22的上方，并且隔板上预设有与风扇16对应的风口，风扇16用于向上方抽风；传动机构包括主传动轮6，外壳的传动间20及清扫间21朝向发电机组的一端均开设有若干个开口，使得主传动轮6能够与发电机组的主轴1接触，并在主轴1带动下转动，且清扫刷17能够与发电机组的滑环2接触，风扇16及清扫刷17均能够在传动机构的带动下转动。

本发明提供的无源式碳粉在线清理回收装置，借助发电机组主轴1旋转的动能，通过传动机构为风扇16及清扫刷17提供动力源，运行过程中无需外接电源，低碳节能，机组无需停电清理，节约人力财力，有效的提升机组的运行效益，其结构设计巧妙，装卸方便；另外，底架5可设置为能在一定范围内滑动调节并锁死的结构，从而可自由调节与发电机组间的距离。

优选地，每个滤板18均包括外部的框架以及固定在框架中部的滤芯，收集间22内还设置有与若干个滤板18对应的若干个滤网19，每个滤网19的外周均固定在对应的滤板18的框架上。

进一步参照图3所示，优选地，滤板18与滤网19整体采用可抽插的结构设置在外壳4内；且外壳4背面与清扫间21对应的位置，设置有可开闭的后盖24。

优选地，滤板18的个数与清扫刷17相同并一一对应，每个滤板18均位于对应的清扫刷17的后方。在图示实施例中，滤板18与清扫刷17的个数均为两个。

可以理解的是，风扇16转动时向上方抽风，能够在收集间22内形成负压，产生类似吸尘器效果，将清扫刷17扫落的碳粉进行吸收并且吸附在滤板18的滤芯以及滤网19上，防止碳粉飞扬从而影响机组的安全运行，也保证机组运行环境的干净整洁。并且，转动的风扇16，加快滑环2侧空气流动，提高滑环2、碳刷3的冷却能力，降低两者接触部分的温度，防止碳刷3因高温而加速磨损，以延长碳刷3的使用寿命，同时也避免高温引起碳刷3打火现象。另外，滤板18和滤网19采用抽插式结构，打开后盖24即可抽出进行清洗或更换，滤板18和滤网19可定期更换，使工作更加便捷高效，还可将更换下来的滤板18和滤网19上的碳粉进项回收再利用，实现了碳粉的二次利用，绿色环保。

本发明提供的无源式碳粉在线清理回收装置在使用中，集电环2与碳刷3运行时之间的温度在50℃～80℃，温升40℃左右。对于集电环2与碳刷3摩擦产生的热量可另外设置风管出风。

进一步参照图4和图5所示，优选地，传动机构还包括第一皮带轮7、第二皮带轮11、第三皮带轮13、第四皮带轮15、第一齿轮10、第二齿轮12与两个皮带14；主传动轮6与第一皮带轮7同轴并同步转动；第一皮带轮7与第二皮带轮11之间通过一个皮带14实现传动；第三皮带轮13与第二齿轮12均与第二皮带轮11同轴并同步转动；第三皮带轮13与第四皮带轮15之间通过另一个皮带14实现传动；第四皮带轮15用于带动风扇16转动；第一齿轮10与第二齿轮12咬合，且第一齿轮10与若干个清扫刷17均同轴并同步转动。

可以理解的是，通过这样的结构，主传动轮6可利用与发电机组的主轴1之间的摩擦力，随主轴1转动，从而作为整个传动机构的动力源。主传动轮6通过皮带轮、皮带及齿轮带动清扫刷17转动，用于清扫滑环2上面的碳粉，并且清扫刷17与主轴1、滑环2反向转动，能更好地清扫碳粉；同时，传动机构也带动风扇16转动，并通过滤板18和滤网19实现碳粉收集。

优选地，第二皮带轮11与第三皮带轮11的尺寸相同，且大于第一皮带轮7和第四皮带轮15的尺寸，第一齿轮10的尺寸大于第二齿轮12。通过选择不同尺寸的齿轮与皮带轮，能实现风扇16、清扫刷17的转速调整。

优选地，传动机构还包括若干个第一弹簧件8，每个第一弹簧件8均包括弹簧以及封装盒；第一弹簧件8的封装盒相对于外壳4固定，且一端开口，第一弹簧件8的弹簧整体位于封装盒内，且弹簧外端通过封装盒的开口端与主传动轮6轮轴的外套接触；第一弹簧件8的弹簧为压缩状态，用于为主传动轮6提供朝向发电机组方向的弹力。

优选地，传动机构还包括若干个皮带压紧机构，每个皮带压紧机构均包括压紧件23以及若干个第二弹簧件9；每个第二弹簧件9均包括弹簧以及封装盒，第二弹簧件9的封装盒相对于外壳4固定，且一端开口，第二弹簧件9的弹簧整体位于封装盒内，且弹簧外端通过封装盒的开口端与压紧件23的一端接触；压紧件23的另一端与皮带14接触；第二弹簧件9的弹簧为压缩状态，用于为压紧件23提供朝向皮带14方向的弹力。

可以理解的是，该无源式碳粉在线清理回收装置中的各个可转动的机构中，对应的转轴均可通过预设的安装孔及相关结构可旋转地安装在外壳4上。

第一弹簧件8的弹簧能够对主传动轮6产生预应力，若长期工作后，主传动轮6出现磨损，或其转轴处出现磨损，此时在第一弹簧件8的弹簧弹力作用下，主传动轮6依然能贴紧发电机组的主轴1，从而保证装置正常工作，提高使用寿命。

另外，皮带压紧机构的第二弹簧件9的工作原理与第一弹簧件8类似，用于使压紧件23紧贴在皮带14上。若长期工作后，皮带14出现松弛，在弹簧弹力作用下，能够自动调节皮带松14紧度以保持一定的张力，从而带动皮带轮正常旋转。在图示实施例中，仅示出了其中一个皮带14上的皮带压紧机构，可以理解的是，另一个皮带14旁同样可设置有皮带压紧机构。

进一步地，每个清扫刷17均包括转轮及安装在转轮外侧的刷毛，清扫刷17的刷毛可采用硬质、耐高温的尼龙材料制成，且刷毛可和与转轮旋转反向成45°角，以将碳粉统一向下扫落，避免碳粉到处飞舞，方便后面的收集。主传动轮6可采用合成橡胶制成，该材料具有优良的耐热性、耐寒性、防腐蚀性且受环境因素影响小。滤板18的滤芯材质可以采用活性炭滤芯，有效过滤PM2.5。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。