一拖多惰化防爆除尘系统及应用其的防爆除尘方法

技术领域

本发明涉及除尘防爆领域，尤其涉及一种一拖多惰化防爆除尘系统及应用其的防爆除尘方法。

背景技术

锂电池生产车间等生产环境，原料有较强的活性，爆炸风险高，除尘系统中的安全惰化防爆除尘系统必不可少。使用预喷涂装置向除尘器内喷涂惰性粉尘，利用管道连接预喷涂装置与除尘器的粉尘入口管道，将惰性粉尘运输至粉尘入口管道内，防止高风险粉尘爆炸。通常除尘器包括多个粉尘入口管道，每个粉尘入口管道均安装一个开关阀，预喷涂箱上连通主管道，主管道连通多根支管道，每根支管道连接至对应的粉尘入口管道。

理想状况下，生产车间内需要达到的有益效果为：某一粉尘入口管道的开关阀打开，该管道及对应连接的支管道有抽吸力，不受干扰精准抽吸主管道内的惰性粉尘；某一粉尘管道的开关阀关闭，该管道及对应连接的支管道无抽吸力，同时也与其他管道不发生任何气流交换，无任何气流粉末。然而实际使用时，由于除尘器上多个粉尘入口管道近距离安装，因此即使开关阀关闭，其支管道内也会受到临近管道的影响产生逆气流，从而导致工作中的支管道，其抽吸气流被分流，抽吸的惰性粉末量以及抽吸力度都会受到影响；此外，工作中的支管道会对临近的不工作的支管道以及粉尘入口管道之间连通，在一些特殊的生产场合，例如粉尘入口管道需要预热的情况下，非工作管路中的冷气流会一并进入工作管路中，对除尘器的工作效果产生不良影响。

发明内容

本发明的是为了解决现有的除尘系统一拖多防爆结构内，各支管道内气流相互影响、粉末抽吸量精度差、粉料喷洒不均等问题，而提出的一拖多惰化防爆除尘系统及应用其的防爆除尘方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种一拖多惰化防爆除尘系统，包括除尘器、预喷涂装置、主管道、支管道、控制阀；所述除尘器包括多个粉尘入口管道，所述粉尘入口管道上设有开关阀，每条粉尘入口管道均连接所述支管道，所述粉尘入口管道及与其连接的所述支管道形成一条抽吸管路，每条支管道上均安装所述控制阀，所有的支管道均连接至所述主管道，所述主管道连接至所述预喷涂装置；所述粉尘入口管道通过风机产生的抽吸气流抽吸所述预喷涂装置中的惰性粉末，所述开关阀用以控制所述粉尘入口管道是否与风机连通并产生抽吸气流，所述控制阀用以控制所述支管道是否与所述主管道连通；

同一条抽吸管路上的所述开关阀与所述控制阀：当所述开关阀打开，其对应的所述控制阀关联打开，所述抽吸管路内有抽吸气流流通，所述抽吸气流的方向为从所述预喷涂装置到所述除尘器；当所述开关阀关闭，其对应的所述控制阀关联关闭，所述抽吸管路内无抽吸气流及逆气流。

优选地，所述控制阀为机械式的单向阀，当所述粉尘入口管道上的开关阀打开，此粉尘入口管道及与其连接的所述支管道内存在抽吸气流，所述支管道上的单向阀自动打开；当所述粉尘入口管道上的开关阀关闭，此粉尘入口管道及与其连接的所述支管道内无抽吸气流，所述支管道上的单向阀自动关闭。

优选地，所述单向阀的阀片厚度小于5毫米。

优选地，所述控制阀为智能可调式阀门，每条支管道上还安装了浓度/流量传感器，所述浓度/流量传感器以及所述智能可调式阀门均与除尘系统的控制装置连接，所述浓度/流量传感器用以检测其所在的所述支管道内的粉尘浓度/流量并将信号传递至所述控制装置，所述控制装置控制所述智能可调式阀门的开度。

优选地，还包括均流装置，所述均流装置安装在所述支管道内部。

优选地，所述均流装置为螺旋叶片结构，所述螺旋叶片与所述支管道同轴安装。

一种应用如上述任一项所述的防爆除尘方法，包括以下步骤：

S1、系统搭建；搭建所述一拖多惰化防爆除尘系统；

S2、开关阀调节；根据实际使用需求，将需要工作的粉尘入口管道的开关阀打开，使其对应的抽吸管路与风机连通产生抽吸气流；将不需要工作的粉尘入口管道的开关阀关闭，使其对应的抽吸管路与风机截断无抽吸气流；

S3、控制阀调节；所述开关阀打开，同抽吸管路的所述控制阀即关联打开，对应的抽吸管路在抽吸气流驱动下正常抽吸惰性粉米；所述开关阀关闭，同抽吸管路的所述控制阀即关联关闭，对应的抽吸管路内无抽吸气流也无逆气流、不吸入惰性粉末；

S4、若粉尘入口管道的工作情况发生变化，则跳至S2，根据当前工作使用需求，直接重新调节对应粉尘入口管道的开/关；

S5、所述一拖多惰化防爆除尘系统持续工作，直至工作结束，所有开关阀及所有控制阀均关闭。

优选地，若所述控制阀为机械式的单向阀，则步骤S3中，所述控制阀自动随同抽吸管路的所述开关阀的开/关而开/关，不需要操作人员进行手动操作。

优选地，若所述控制阀为智能式可调阀门，所述支管路上安装有浓度/流量传感器，则步骤S2中，所述开关阀的开关受防爆除尘系统的控制装置控制；步骤S3中：

S31、智能式可调阀门的开关控制；所述控制装置根据所述开关阀的开/关状态，控制所述智能式可调阀门的开/关与同抽吸管路的开关阀保持一致；

S32、参数设置；根据实际工作需求，设定每条抽吸管路内的惰性粉末流量/浓度以及工作时间；

S33、抽吸管路内惰性粉尘浓度/流量的监控与调节；所述浓度/流量传感器开启并实时监测其所在的支管路内惰性粉尘的浓度/流量，所述控制装置接收所述浓度/流量传感器的信号并实时调节所述智能式可调阀门的开度；当所述浓度/流量传感器检测到的浓度/流量超出设定数值范围，则所述智能式可调阀门的开度减小，直至该抽吸管路内的浓度/流量回到设定数值范围内；当所述浓度/流量传感器检测到的浓度/流量低于设定数值范围，则所述智能式可调阀门的开度增大，直至该抽吸管路内的浓度/流量回到设定数值范围内。

优选地，当所述支管路中存在流动的惰性粉尘，均流装置不需要手动操作，自动将惰性粉尘打散均匀。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：在每条支管道与主管道的连接处设置控制阀，控制阀受粉尘入口管道的开关阀联动控制，开关阀打开，对应支管道的控制阀即打开，开关阀关闭，对应支管道的控制阀即关闭，有效切断关闭的支管道与主管道之间的连通；本发明增加控制阀，一方面能够有效避免开关阀关闭的支管道内产生逆气流，保证各支管道粉末流量/浓度的准确性，从而保证惰性粉尘喷洒、防爆的效果；另一方面能够有效避免未工作的支管道与工作的支管道互通，在某些特殊的情况，例如工作的粉尘吸入管道需要预热等情况下，能够有效保证二者完全隔绝，避免工作管路受到非工作管路影响。

附图说明

图1为一种一拖多安全惰化防爆除尘系统的整体结构示意图；

图2为一拖多惰性粉尘抽吸运输管道的结构示意图图；

图3为一拖多惰性粉尘抽吸运输管道的另一视角的结构示意图；

图4为机械式单向阀的结构示意图；

图5为阀门开度可调的智能控制结构框图。

其中，除尘器1，预喷涂装置2，主管道3，支管道4，控制阀5，粉尘入口管道11，开关阀111，流量/浓度传感器6，控制装置7，均流装置8，阀片51。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除尘器的多个粉尘入口管道通常集中安装排布，“一拖多”结构即为一根主管道连接预喷涂装置，多根支管道粉笔连接多个粉尘入口管道，除尘器的风机开启后，气流一直能够到达粉尘入口管道区域，使得粉尘入口管道内产生抽吸的气流，这些抽吸的气流将预喷涂装置内的惰性粉末抽吸，沿着主管道及对应的支管道进入对应的粉尘入口管道。粉尘入口管道连接外部产生粉尘的设备用以收集抽吸外部的粉尘，从预喷涂装置中抽吸的惰性粉末从对应的支管道呢喷洒进入粉尘入口管道中，降低外部粉尘中易爆物体的浓度，起到防爆阻燃的作用。

请结合参照图1-图5，一种一拖多惰化防爆除尘系统，包括除尘器1、预喷涂装置2、主管道3、支管道4、控制阀5；除尘器1包括多个粉尘入口管道11，粉尘入口管道11上设有开关阀111，每条粉尘入口管道11均连接支管道4，粉尘入口管道11及与其连接的支管道4形成一条抽吸管路，每条支管道4上均安装控制阀5，所有的支管道4均连接至主管道3，主管道3连接至预喷涂装置2；粉尘入口管道11通过风机产生的抽吸气流抽吸预喷涂装置2中的惰性粉末，开关阀111用以控制粉尘入口管道是否与风机连通并产生抽吸气流，控制阀5用以控制支管道4是否与主管道5连通；

同一条抽吸管路上的开关阀111与控制阀5：当开关阀111打开，其对应的控制阀5关联打开，抽吸管路内有抽吸气流流通，抽吸气流的方向为从预喷涂装置2到除尘器1；当开关阀111关闭，其对应的控制阀5关联关闭，抽吸管路内无抽吸气流及逆气流。

当除尘系统工作时，风机是始终开启的，而各粉尘入口管道11上的开关阀111的开关能够控制该粉尘入口管道11内的抽吸气流是否被截止，主管道3与预喷涂装置2连接，粉尘入口管道11-支管道4-主管道3-预喷涂装置2形成一条抽吸管路，惰性粉末从预喷涂装置2中被抽吸至对应的粉尘入口管道1内喷洒。当抽吸管路上的开关阀111打开，支管道4上的控制阀5随之打开，该抽吸管路为工作状态，抽吸惰性粉尘至粉尘入口管道内；当抽吸管路上的开关阀111关闭，支管道4上的控制阀5随之关闭，该抽吸管路为非工作状态，不会抽吸惰性粉尘。

本发明的一拖多惰化防爆除尘系统，针对除尘系统的“一拖多”防爆结构，在各支管道4与主管道3的连接处设置控制阀5，控制阀5与粉尘入口管道11上的开关阀111联动，开关阀111开、对应支管道4上的控制阀5开，开关阀111关、对应支管道4上的控制阀5关。当开关阀111全部打开时，主管道3内的惰性粉末随着各支管道4内的抽吸气流分别进入各粉尘入口管道11内，其粉末流量根据各支管道4内的抽吸气流大小分配；而当粉尘入口管道11中有一条或几条需要关闭时，本发明中，其对应的控制阀5也随之关闭，使得其对应的支管道4在与主管道3的连接处就被截断。

无控制阀5的情况下，由于各支管道之间连通，因此工作的抽吸管路，其内的抽吸气流除了抽吸主管道外，还会抽吸与其连通的未工作的抽吸管路，因此抽吸气流被分流，因此不仅抽吸惰性粉末的力度减小，抽吸量减少，还会抽吸非工作状态下的支管路以及粉尘入口管道中的逆气流，使二者之间的气流混合连通。

而本发明在每条支管道4与主管道3的连接处安装控制阀5的有益效果在于：一旦某条抽吸管路的开关阀11以及控制阀5关闭，则该抽吸管路与风机、与主管道3、与其他支管道4之间全部截断，相当于此抽吸管路不存在。一方面，工作中的抽吸管路，其抽吸气流只会抽吸主管道3，不会因为倒吸与其连通的不工作的抽吸管路导致逆气流分流，从而能够均匀地吸收准确数量的惰性粉尘，准确均匀地喷洒在对应的粉尘入口管道1内，保证除尘系统的防爆效果；另一方面，工作中的抽吸管路与不工作的抽吸管路之间完全截断，工作的抽吸管路抽吸的气流不会夹杂未工作的抽吸管路中的逆气流，在一些特殊情况下，例如粉尘入口管道1必须预热后使用、对抽吸气流的温度有严格要求的情况下，不会因为抽吸到与其连通的关闭状态的抽吸管路中的冷气流导致气流温度不合格，从而影响除尘器的使用效果。此外，关闭的支管道4内也不会有惰性粉末分流误入并积存，既保证其他正常工作的粉尘入口管道11内抽吸喷洒的惰性粉末量精准可靠，又保证不工作的粉尘入口管道11内不会有惰性粉末残留。

在一实施例中，控制阀5为机械式的单向阀，当粉尘入口管道11上的开关阀111打开，此粉尘入口管道11及与其连接的支管道4内存在抽吸气流，支管道4上的单向阀自动打开；当粉尘入口管道11上的开关阀111关闭，此粉尘入口管道11及与其连接的支管道4内无抽吸气流，支管道4上的单向阀自动关闭。单向阀的结构简单、成本低，不需要手动操作，除尘入口 管道的开关阀111开/关在对应支管道4内引起的气流变化能够自动控制单向阀的开/关，且单向阀安装成本低，安装所需空间小，十分适合除尘器1一拖多结构中彼此距离较近的支管道4。

我司针对本发明的一拖多惰化防爆除尘系统专门设计了一款重力单向阀，包括阀体以及阀片51，其中阀体是中空的圆柱形筒状结构，阀体的两端分别连接于支管道4，阀片51安装在阀体内部，当单向阀内的气流为抽吸气流，即气流流向是从预喷涂装置2到除尘器1，则阀片51在气流作用下自动打开；而阀体内部若是没有气流通过，或是其内流通的是与抽吸气流的流向相反的逆气流，则阀片51自动关闭，从而使得单向阀能够随着开关阀111的开/关自动打开/关闭。我司设计的这一款单向阀，其阀门结构简单，阀体与支管道4直径相同或者只略大于支管道4的直径，制作成本低，且体积小巧，安装简便，且在支管道4排列紧密的情况下，仍旧不会相互之间影响安装。

更进一步地，单向阀的阀片51厚度小于5毫米，优选地，可以将阀片51设置成1mm，由于支管道4的直径较小，管内气流也较小，采用体积更小、阀片51更轻薄的单向阀，使支管内的气流较小、微负压的情况下也能够准确开/关。

在一优选的实施例中，控制阀5为智能可调式阀门，每条支管道4上还安装了浓度/流量传感器6，浓度/流量传感器6以及智能可调式阀门均与除尘系统的控制装置7连接，浓度/流量传感器6用以检测其所在的支管道4内的粉尘浓度/流量并将信号传递至控制装置7，控制装置7控制智能可调式阀门的开度。控制装置7根据浓度/流量传感器6反馈的信号控制智能可调式阀门的开度；当浓度/流量传感器6检测到其所在的支管道4内的粉末浓度/流量高于设定的数值范围，则控制装置7控制智能可调式阀门的开度减小，直至粉末浓度/流量回到预设的数值范围内；当浓度/流量传感器6检测到其所在的支管道4内的粉末浓度/流量低于设定的数值范围，则控制装置7控制智能可调式阀门的开度增大，直至粉末浓度/流量回到预设的数值范围内。上述结构设计可以实时监测每条支管道4内的惰性的粉末流量/浓度，并实时调整，使其始终在预设的数值范围内，保证每个粉尘入口管道11内的惰性粉尘都能够严格按照设定的量喷洒，达到较佳的防爆除尘效果。

在一实施例中，开关阀111是智能可调式阀门，控制装置7与开关阀111连接并控制开关阀111的开度大小，操作人员可以根据实际需求，通过向控制装置7中输入指令，改变开关阀111的开度，而开关阀111的开度大小则决定了其所在的粉尘入口管道11内抽吸风力的大小，进而控制惰性粉末的抽吸量。

在一优选的实施例中，本发明的一拖多安全惰化防爆除尘系统还包括均流装置8，均流装置8安装在支管道4内部。均流装置8主要用于将分支管道4内的惰性粉尘打散，避免小型结团，使其呈弥散状均匀喷洒到粉尘入口管道11内，起到更好的防爆效果。

优选地，均流装置8为螺旋叶片结构，螺旋叶片与支管道4同轴安装，抽吸气流通过螺旋叶片状的均流装置8后，会形成漩涡状的气流，在切碎小型的惰性粉末结团的同时，进一步辅助粉尘弥散喷洒。

进一步地，螺旋叶片固定或可转动地安装在支管道4内。一种结构是螺旋叶片整体固定在支管道4内，这样的安装结构比较稳固；另一种结构是螺旋叶片的中心轴固定，而叶片可以绕中心轴转动，中心轴固定安装，在有抽吸气流时，叶片随着抽吸气流的流过而转动，不需要额外设置驱动装置，更加灵活，切割惰性粉末的效果更好。更进一步地，均流装置8安装在支管道4与粉尘入口管道11的连接处，惰性粉末经过支管道4，在进入粉尘入口管道11前被打散并以弥散的状态进入粉尘入口管道11，喷洒效果更好。

一种应用如上述任一项的防爆除尘方法，包括以下步骤：

S1、系统搭建；搭建一拖多惰化防爆除尘系统；

S2、开关阀111调节；根据实际使用需求，将需要工作的粉尘入口管道11的开关阀111打开，使其对应的抽吸管路与风机连通产生抽吸气流；将不需要工作的粉尘入口管道11的开关阀111关闭，使其对应的抽吸管路与风机截断无抽吸气流；

S3、控制阀5调节；开关阀111打开，同抽吸管路的控制阀5即关联打开，对应的抽吸管路在抽吸气流驱动下正常抽吸惰性粉米；开关阀111关闭，同抽吸管路的控制阀5即关联关闭，对应的抽吸管路内无抽吸气流也无逆气流、不吸入惰性粉末；

S4、若粉尘入口管道11的工作情况发生变化，则跳至S2，根据当前工作使用需求，直接重新调节对应粉尘入口管道11的开/关；

S5、一拖多惰化防爆除尘系统持续工作，直至工作结束，所有开关阀111及所有控制阀5均关闭。

优选地，若控制阀5为机械式的单向阀，则步骤S3中，控制阀5自动随同抽吸管路的开关阀111的开/关而开/关，不需要操作人员进行手动操作。

优选地，若控制阀5为智能式可调阀门，支管路上安装有浓度/流量传感器6，则步骤S2中，开关阀111的开关受防爆除尘系统的控制装置7控制；步骤S3中：

S31、智能式可调阀门的开关控制；控制装置7根据开关阀111的开/关状态，控制智能式可调阀门的开/关与同抽吸管路的开关阀111保持一致；

S32、参数设置；根据实际工作需求，设定每条抽吸管路内的惰性粉末流量/浓度以及工作时间；

S33、抽吸管路内惰性粉尘浓度/流量的监控与调节；浓度/流量传感器6开启并实时监测其所在的支管路内惰性粉尘的浓度/流量，控制装置7接收浓度/流量传感器6的信号并实时调节智能式可调阀门的开度；当浓度/流量传感器6检测到的浓度/流量超出设定数值范围，则智能式可调阀门的开度减小，直至该抽吸管路内的浓度/流量回到设定数值范围内；当浓度/流量传感器6检测到的浓度/流量低于设定数值范围，则智能式可调阀门的开度增大，直至该抽吸管路内的浓度/流量回到设定数值范围内。

优选地，当支管路中存在流动的惰性粉尘，均流装置8不需要手动操作，自动将惰性粉尘打散均匀。

由上所述，本发明的一拖多安全惰化防爆除尘系统，针对原有的“一拖多”结构，在每根支管道上增加控制阀，能够有效对不工作的支管道起到截断作用，既避免粉尘误入并积存，影响其他工作的支管道内粉尘抽吸数量，又能够有效避免不工作的支管道与主管道管口处产生逆气流，避免影响相邻的工作支管道的抽吸气流，从而能够有效保证各粉尘入口管道中惰性粉末的抽吸量精准度和稳定性；此外，在特殊工作状况下，能够有效隔绝工作的抽吸管路与不工作的抽吸管路，保证每条抽吸管路工作状态纯净可靠，制作成本低、操作简单、效果明显。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。