专利名称：一种高压微米级喷雾抑尘系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种喷雾系统，尤其涉及ー种高压微米级喷雾抑尘系统，属于环保技术领域。
背景技术：
现有除尘的方法主要有干式除尘和湿式除尘两种办法。湿式除尘技术发展至今已有喷淋抑尘和喷雾抑尘(自动化喷雾降尘装置)。水喷淋技术成型较早也应用较长时间了，但其耗水量大、治理效果差的缺陷使得其在除尘领域内逐渐被其他干式除尘等代替。除了ー些露天储煤厂还在使用喷淋设备外，其他的无组织排放污染现场的治理已经很少有喷淋技术的应用了。 喷雾抑尘技术是对喷淋抑尘的改进，它是将水尽可能雾化到较小颗粒以便提高与粉尘凝结的效果和除尘效果。现有的喷雾抑尘技术能够将水雾化到100-300微米。相对于喷淋抑尘，现有的喷雾抑尘技术提高了除尘效果，降低了喷水量。但对于10微米以下的可吸入性粉尘治理效果差。同时在国内无论干式除尘的布袋除尘技术还是静电除尘技术对于作业场无组织排放粉尘污染治理中，10微米以下的粉尘颗粒的治理效果都不理想，使得作业现场的呼吸性粉尘指标很难达到GBZ/T192. 2-2007的卫生标准。抑尘治理的主要对象是150 μ m以下的粉尘颗粒。特别是直径在10 μ m以下的可吸入粉尘颗粒，虽然其在物料总量中所占比例不到I %，但其对人身的伤害非常大，是造成尘肺病等职业病的主要根源，严重威胁着人类的健康和生命。现有除尘抑尘技术无论干式除尘的布袋除尘技术还是静电除尘技术，还是湿式除尘的喷淋抑尘、喷雾抑尘，对无组织排放污染IOym以下可吸入性粉尘(PMlO)的治理无根本治理办法。使得作业现场的呼吸性粉尘指标很难达到GBZ/T192. 2-2007的卫生标准。流量是指单位时间内通过管道某ー截面的物料数量。在很多除尘系统中，存在着特殊使用性质用户，如码头、煤场、料场、卸料场地等，污染程度和除尘范围不同，如果没有有效的调控措施，依然24小时连续喷洒，必然会造成能源的极大浪费。由于以往除尘系统自身的缺陷导致了目前各喷洒区无法分开，连续24小时喷洒或手动喷洒；即使有的分区在夜间人为的关掉供、回水阀门，而事实证明其调节后的节能效果也并不明显，一是因为普通的阀门如蝶阀、闸阀只能起到关断作用，并不具备很好 的调节性；ニ是因为系统自身的特点，关某一分区入口阀门的同时势必会引起其他分区供水流量的増加，总流量消耗并没有太多减小。
发明内容
本发明针对现有技术不能治理10 μ m以下可吸入性粉尘的不足，提供ー种抑尘效果好、寿命长、应用环境广、耗水量小，且结构简单的高压微米级喷雾抑尘系统。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种高压微米级喷雾抑尘系统，包括进水管、整体控制模块、微米喷雾主机和至少ー个喷雾器；所述进水管与微米喷雾主机相连接，用于将液体传输至微米喷雾主机；所述整体控制模块发送控制信号至微米喷雾主机，并根据所述控制信号控制微米喷雾主机工作；所述喷雾器与微米喷雾主机相连接，用于喷出水雾颗粒。本发明的有益效果是通过煤流信号、皮带运行信号的采集，实现自动喷雾加湿，该系统提高了水喷雾的投运率及控制的自动化程度，有效地降低了输煤系统作业环境中的粉尘浓度，改善输煤系统的工作环境。在控制粉尘浓度的同时，有效控制输煤系统末端的表面含水量，防止输煤皮带打滑，延长设备寿命。同吋，此系统能完全实现无人值守，降低了运行人员的维护量。抑尘效率高，针对10 μ m以下可吸入性粉尘治理效果高达96%，避免矽肺病危害；水雾颗粒为3 20 μ m，在抑尘点形成浓而密的雾池；耗水量小，物料湿度增加重量比O. 2% -O. 5 %，物料(煤)无热值损失，无二次污染；占地面积小，操作方便，全自动控制；设备投入少，运行、维护费用低；适用于无组织排放，密闭或半密闭空间的污染源；大大降低粉尘爆炸几率，可以减少消防设备投入；冬季可正常使用。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进ー步，所述高压微米级喷雾抑尘系统还包括至少ー个流量控制模块，所述流量控制模块设于微米喷雾主机和喷雾器之间并采集信息，进ー步将采集的信息传输至整体控制模块，并接收整体控制模块的指令控制微米喷雾主机流通到喷雾器的液体流量。进ー步，所述微米喷雾主机包括依次连接的过滤器和变频恒压装置，所述过滤器用于过滤从进水管进入的液体中的杂质，并将过滤后的液体传输至变频恒压装置；所述变频恒压装置用于对从过滤器传输至的液体进行加压，并将加压后的液体传输至至少ー个流量控制模块。进ー步，所述整体控制模块包括交互模块、上位机、下位机和驱动模块，所述交互模块用于接收外部操作指令并将所述指令传输至上位机；所述上位机接收交互模块的指令和流量控制模块传输的信息数据，井根据所述指令控制微米喷雾主机和流量控制模块的工作，进ー步检测高压微米级喷雾抑尘系统的工作状态和通信状态；所述下位机接收上位机的控制指令，并根据所述控制指令控制驱动模块工作；所述驱动模块用于接收下位机的控制指令并按照所述指令控制流量控制模块エ作。进ー步，所述流量控制模块包括控制器、变换器、模数转换器、数模转换器、流量传感器和温度传感器；所述数模转换器用于接收驱动模块的指令，并将所述指令经过数模转换后发送至控制器；所述控制器接收数模转换器传输至的指令，井根据所述指令控制微米喷雾主机流通到喷雾器的液体流量；所述流量传感器用于监测通过流量控制模块的液体流量，并将监测信息传输至变换器；所述温度传感器用于监测系统的温度，并将监测信息传输至变换器；所述变换器将所述监测信息转换为电信号，并将所述电信号传输至模数转换器；、
所述模数转换器将电信号转换为数据，并将转换后的数据传输至整体控制模块中的上位机和下位机。进一歩，所述交互模块包括远程交互模块和本地交互模块，所述远程交互模块用于远程控制上位机的工作；所述本地交互模块用于直接控制上位机的工作，并对系统中的任意节点进行监测和控制。进ー步，所述上位机包括中央处理模块、AD采集模块、光通信模块、IO输出模块和IO输入模块；所述中央处理模块用于保存并处理从IO输入模块传输至的数据；并将处理后的数据传输至IO输出模块；所述AD采集模块用于采集不同的电流和电压，并将采集的数据传输至中央处理模块；所述光通信模块实现上位机内部各个模块之间的通信；所述IO输入模块用于接收从流量控制模块传输至的数据并将数据传输至中央处理模块；所述IO输出模块用于将中央处理模块处理后的数据传输至下位机。进ー步，所述喷雾器包括分区排污阀、至少两个分区控制模块和至少两个喷嘴，所述分区排污阀分别与至少两个分区控制模块和至少两个喷嘴相连接，并用于控制分区控制模块工作和喷嘴喷出液体；所述分区控制模块一端通过水管与流量控制模块相连通，另一端通过水管与至少一个喷嘴相连通；所述喷嘴用于将从分区控制模块传输至的液体转换为微米级喷雾并喷射出去。进ー步，所述分区排污阀用于是至少两个喷嘴之间的压カ达到平衡，并可排除喷嘴无法排除的堵塞物及系统停止工作时管道内部的液体。
图I为本发明具体实施例I所述的ー种高压微米级喷雾抑尘系统结构图；图2为本发明具体实施例2所述的ー种高压微米级喷雾抑尘系统结构图；图3为本发明具体实施例2所述的ー种高压微米级喷雾抑尘系统中模块内部结构图；图4为本发明具体实施例1、2所述的ー种高压微米级喷雾抑尘系统喷雾器结构图；图5为本发明具体实施例1、2所述的ー种高压微米级喷雾抑尘系统交互模块结构图；图6为本发明具体实施例1、2所述的ー种高压微米级喷雾抑尘系统上位机结构图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。如图I所示，本发明具体实施例I所述的ー种高压微米级喷雾抑尘系统，包括进水管I、整体控制模块4、微米喷雾主机2和至少ー个喷雾器5 ;所述进水管I与微米喷雾主机2相连接，用于将水传输至微米喷雾主机2 ;所述整体控制模块4发送控制信号至微米喷雾主机2，并根据所述控制信号控制微米喷雾主机2工作；所述喷雾器5与微米喷雾主机2相连接，用于喷出水雾颗粒。如图2所示，本发明具体实施例2所述高压微米级喷雾抑尘系统还包括流量控制模块3，所述流量控制模块3设于微米喷雾主机2和喷雾器5之间并采集信息，进ー步将采集的信息传输至整体控制模块4，并接收整体控制模块4的指令控制微米喷雾主机2流通到喷雾器5的液体流量。如图3所示，所述微米喷雾主机2包括依次连接的过滤器21和变频恒压装置22， 所述过滤器21用于过滤从进水管I进入的液体中的杂质，并将过滤后的液体传输至变频恒压装置22 ;所述变频恒压装置22用于对从过滤器传输至的液体进行加压，并将加压后的液体传输至至少ー个流量控制模块3。如图3所示，所述整体控制模块4包括交互模块41、上位机42、下位机43和驱动模块44，所述交互模块41用于接收外部操作指令并将所述指令传输至上位机42 ;所述上位机42接收交互模块41的指令和流量控制模块3传输的信息数据，井根据所述指令控制微米喷雾主机2和流量控制模块3的工作，进ー步检测高压微米级喷雾抑尘系统的工作状态和通信状态；所述下位机43接收上位机42的控制指令，并根据所述控制指令控制驱动模块44工作；所述驱动模块44用于接收下位机43的控制指令并按照所述指令控制流量控制模块3工作。如图3所示，所述流量控制模块3包括控制器32、变换器35、模数转换器36、数模转换器31、流量传感器33和温度传感器34 ;所述数模转换器31用于接收驱动模块44的指令，并将所述指令经过数模转换后发送至控制器32 ;所述控制器32接收数模转换器31传输至的指令，井根据所述指令控制微米喷雾主机2流通到喷雾器3的液体流量；所述流量传感器33用于监测通过流量控制模块3的液体流量，并将监测信息传输至变换器35 ;所述温度传感器34用于监测系统的温度，并将监测信息传输至变换器35 ;所述变换器35将所述监测信息转换为电信号，并将所述电信号传输至模数转换器36 ;所述模数转换器36将电信号转换为数据，并将转换后的数据传输至整体控制模块中的上位机42和下位机43。如图5所示，所述交互模块41包括远程交互模块411和本地交互模块412，所述远程交互模块411用于远程控制上位机42的工作；所述本地交互模块412用于直接控制上位机42的工作，并对系统中的任意节点进行监测和控制。如图6所示，所述上位机42包括中央处理模块424、AD采集模块422、光通信模块423、IO输出模块425和IO输入模块421 ;所述中央处理模块424用于保存并处理从IO输入模块421传输至的数据；并将处理后的数据传输至IO输出模块425 ;所述AD采集模块422用于采集不同的电流和电压，并将采集的数据传输至中央处理模块424 ;所述光通信模块423实现上位机42内部各个模块之间的通信；所述IO输入模块421用于接收从流量控制模块3传输至的数据并将数据传输至中央处理模块424 ;所述IO输出模块425用于将中央处理模块424处理后的数据传输至下位机43。
如图4所示，所述喷雾器5包括分区排污阀51、至少两个分区控制模块52和至少两个喷嘴53，所述分区排污阀51分别与至少两个分区控制模块52和至少两个喷嘴53相连接，并用于控制分区控制模块52工作和喷嘴53喷出液体；所述分区控制模块52 —端通过水管与流量控制模块3相连通，另一端通过水管与至少ー个喷嘴53相连通；所述喷嘴53用于将从分区控制模块52传输至的液体转换为微米级喷雾并喷射出去。所述分区排污阀51用于是至少两个喷嘴53之间的压カ达到平衡，并可排除喷嘴53无法排除的堵塞物及系统停止工作时管道内部的液体。高压喷雾的形式是利用给管道内的水加压使得水到达喷嘴处达到指定压カ以便能够冲高压雾化喷嘴的弹簧锁片后进入震荡室进行破碎，并利用高压将破碎后的水雾颗粒从喷嘴喷出。系统的工作原理是流量传感器采集到流量信息，通过变换器，转化为电信号，AD转换器将模拟电信号转化为离散信号，传给单片机。单片机软件系统根据事先的设定值对采 集的信息进行处理，输出离散的控制信号；DA转换器将离散的控制信号转化为模拟电量；通过模拟电量来控制阀门的动作，从而调节流量，实现流量的精确控制。实施例I中上位机为6U 19寸控制箱整体。下位机为控制系统动作的实际执行者，也是高压除尘设备保护及监控的实施者。其运算量及规模不及上位机繁重、巨大，但实时性及稳定性要求更高，是控制系统稳定耐用的根本保障。所述交互模块包括远程交互模块和本地交互模块；对于远程交互模块，控制系统只提供485总线接口和Windows系统控制软件。对于本地交互模块，控制系统提供人机交互界面和RS485通信总线，可对整机任意节点进行监测、控制。本地交互模块采用嵌入式エ业显示设备，其集成WinCE操作系统，提供RS232、RS485、RJ45外设接ロ，工作电压12V，功率45W。AD采集模块负责工作如下0-5A电流采集；4_20ma电流采集；0_5v电压采集；0-10V电压采集；0-100V电压采集。由于系统电压隔离等级较高，且需采集的电压、电流范围较大，为了更加适合生产需要，尽量减小生产中的差异。为此选用电流型隔离器件，且在隔离器件前端放置电阻网络，使其能够对多种电压进行分压，多种电流进行分流。实际生产过程中，只需按要求焊接不同的电阻组合，便可实现系统大范围测量的要求。电路板说明如下I、接线端子，电压、电流输入；2、分流、分压电阻网络；3、电流源型隔离器件；4、运放隔离电路；5、信号输出总线；6、总线电源供给电路。IO输入模块承担两种任务，流量传感器和压カ传感器数据采集及流量及压カ输出。模拟量io输出提供的是4-20ma的电流输出，继电器驱动IO为驱动24V继电器。设计当中考虑实际应用情况，模拟量输出采用PWM斩波24直流电源生成4_20mA电流，而继电器驱动采用三级管控制24电源通断控制输出。电路板说明如下I、信号输出总线；2、总线电源输入；3、光电隔离电路；4、开关斩波电路；5、电压、电流转换电路；6、4_20mA电流输出接线端子；7、继电器输出接线端子； 8、继电器驱动电源开关控制电路；9、继电器输出光电隔离电路；光通信模块负责整个系统的内部通信，是整个系统的神经中枢。为此其通信速度、稳定性以及抗干扰都要求较高。为了解决系统的抗干扰能力，在通信链路上采用光纤通信，通信板上采用全铺铜设计，同时采用RS485通信协议。电路板说明如下I、光电转换电路，全双エ模式；2、协议转换接ロ芯片，符合RS485差分协议；3、通信阻抗匹配电路，全网阻抗匹配120欧；4、全双エRS485通信总线。本系统的IO输入模块主要是水位信号经继电器或温度开关传入的高低电平。但在实际系统中，传入信号由于各种原因会出现跳变、尖峰、波动等不稳定情況。为了客服多种不稳定情况，使用两级稳定调理电路，稳定输入信号。电路板设计说明如下I、接线端子，IO信号接入；2、开关上拉电路，ニ极管保护电路。3、输入信号调理电路；4、光电隔离电路；5、信号输出驱动电路。中央处理模块是整个系统的核心，其进行AD模拟数据采集，DSP控制算法实现，FPGA逻辑功能处理，以及系统人机交互等工作。其设计说明如下I、控制系统MODBUS通信；2、DSP TMS28335 处理器；3、FPGA 逻辑芯片；4、RS485 通信接 ロ；5、CAN通信总线接ロ；エ业上常用的流量计种类很多，如按照其測量原理来分类，大致分为转子流量计，差压式流量计，节流式流量计，速度式流量计，容积式流量计及其它类型流量计如基于电磁感应原理的电磁流量计和超声波流量计等。本设计选用的是超声波流量计。目前的エ业流量測量普遍存在着大管径、大流量測量困难的问题，这是因为一般流量计随着測量管径的增大会带来制造和运输上的困难，造价提高、能损加大、安装不仅这些缺点。而超声波流量计却克服了这些问题。
超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量測量。使用超声波流量比不用在流体中安装測量元件故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是ー种理想的节能型流量计。超声测量仪表的流量測量准确度几乎不受被测流体温度、压カ、粘度、密度等參数的影响。 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高压微米级喷雾抑尘系统，包括进水管(I)，其特征在于，还包括整体控制模块(4)、微米喷雾主机(2)和至少ー个喷雾器(5)； 所述进水管(I)与微米喷雾主机(2)相连接，用于将液体传输至微米喷雾主机(2);所述整体控制模块(4)发送控制信号至微米喷雾主机(2)，并根据所述控制信号控制微米喷雾主机(2)工作； 所述喷雾器(5)与微米喷雾主机(2)相连接，用于喷出水雾颗粒。
2.根据权利要求I所述的高压微米级喷雾抑尘系统，其特征在于，所述高压微米级喷雾抑尘系统还包括流量控制模块(3)，所述流量控制模块(3)设于微米喷雾主机(2)和喷雾器(5)之间并采集信息，进ー步将采集的信息传输至整体控制模块(4)，并接收整体控制模块(4)的指令控制微米喷雾主机(2)流通到喷雾器(5)的液体流量。
3.根据权利要求I所述的高压微米级喷雾抑尘系统，其特征在于，所述微米喷雾主机(2)包括依次连接的过滤器(21)和变频恒压装置(22)，所述过滤器(21)用于过滤从进水管(I)进入的液体中的杂质，并将过滤后的液体传输至变频恒压装置(22)； 所述变频恒压装置(22)用于对从过滤器(21)传输至的液体进行加压，并将加压后的液体传输至至少ー个流量控制模块(3)。
4.根据权利要求I所述的高压微米级喷雾抑尘系统，其特征在于，所述整体控制模块(4)包括依次连接的交互模块(41)、上位机(42)、下位机(43)和驱动模块(44)，所述交互模块(41)用于接收外部操作指令并将所述指令传输至上位机(42)； 所述上位机(42)接收交互模块(41)的指令和流量控制模块(3)传输的信息数据，并根据所述指令控制微米喷雾主机(2)和流量控制模块(3)的工作，进ー步检测高压微米级喷雾(2)抑尘系统的工作状态和通信状态； 所述下位机(43)接收上位机(42)的控制指令，并根据所述控制指令控制驱动模块(44)工作； 所述驱动模块(44)用于接收下位机(43)的控制指令并按照所述指令控制流量控制模块⑶工作。
5.根据权利要求2所述的高压微米级喷雾抑尘系统，其特征在干，所述流量控制模块(3)包括控制器(32)、变换器(35)、模数转换器(36)、数模转换器(31)、流量传感器(33)和温度传感器034;所述数模转换器(31)用于接收驱动模块(44)的指令，并将所述指令经过数模转换后发送至控制器(32)； 所述控制器(32)接收数模转换器(31)传输至的指令，井根据所述指令控制微米喷雾主机(2)流通到喷雾器(5)的液体流量； 所述流量传感器(33)用于监测通过流量控制模块(3)的液体流量，并将监测信息传输至变换器(35)； 所述温度传感器(34)用于监测系统的温度，并将监测信息传输至变换器(35)； 所述变换器(35)将所述监测信息转换为电信号，并将所述电信号传输至模数转换器(36)； 所述模数转换器(36)将电信号转换为数据，并将转换后的数据传输至整体控制模块中的上位机(42)和下位机(43)。
6.根据权利要求I所述的高压微米级喷雾抑尘系统，其特征在于，所述交互模块(41)包括远程交互模块(411)和本地交互模块(412)，所述远程交互模块(411)用于远程控制上位机(42)的工作； 所述本地交互模块(412)用于直接控制上位机(42)的工作，并对系统中的任意节点进行监测和控制。
7.根据权利要求4所述的高压微米级喷雾抑尘系统，其特征在于，所述上位机(42)包括中央处理模块(424)、AD采集模块(422)、光通信模块(423)、IO输出模块(425)和IO输入模块(421)； 所述中央处理模块(424)用于保存并处理从IO输入模块(421)传输至的数据；并将处理后的数据传输至IO输出模块(425)； 所述AD采集模块(422)用于采集不同的电流和电压，并将采集的数据传输至中央处理模块(424)； 所述光通信模块(423)实现上位机内部各个模块之间的通信； 所述IO输入模块(421)用于接收从流量控制模块(3)传输至的数据并将数据传输至中央处理模块(424)； 所述IO输出模块(425)用于将中央处理模块(424)处理后的数据传输至下位机(43)。
8.根据权利要求I所述的高压微米级喷雾抑尘系统，其特征在于，所述喷雾器(5)包括分区排污阀(51)、至少两个分区控制模块(52)和至少两个喷嘴(53)，所述分区排污阀(51)分别与至少两个分区控制模块(52)和至少两个喷嘴(53)相连接，并用于控制分区控制模块(52)工作和喷嘴(53)喷出液体； 所述分区控制模块(52) —端通过水管与流量控制模块(3)相连通，另一端通过水管与至少ー个喷嘴(53)相连通； 所述喷嘴(53)用于将从分区控制模块(52)传输至的液体转换为微米级喷雾并喷射出去。
9.根据权利要求I至8任一项所述的高压微米级喷雾抑尘系统，其特征在于，所述分区排污阀(51)用于是至少两个喷嘴(53)之间的压カ达到平衡，并可排除喷嘴(53)无法排除的堵塞物及系统停止工作时管道内部的液体。
全文摘要
本发明涉及一种高压微米级喷雾抑尘系统，包括进水管、整体控制模块、微米喷雾主机和至少一个喷雾器；所述进水管与微米喷雾主机相连接，用于将液体传输至微米喷雾主机；所述整体控制模块发送控制信号至微米喷雾主机，并根据所述控制信号控制微米喷雾主机工作；所述喷雾器与微米喷雾主机相连接，用于喷出水雾颗粒。本发明抑尘效率高，针对10μm以下粉尘治理效果好，避免矽肺病危害；水雾颗粒为3～20μm，在抑尘点形成浓而密的雾池；耗水量小，物料湿度增加，物料无热值损失，无二次污染；占地面积小，操作方便，全自动控制；运行、维护费用低；适用于无组织排放，密闭或半密闭空间的污染源；降低粉尘爆炸几率，可以减少消防设备投入；冬季可正常使用。
文档编号B01D47/06GK102671491SQ20121010635
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者祖传琦, 陈勇 申请人:陈勇