一种基于污染气流轨迹控制的主动式排风增益装置

1.本实用新型属于工业通风领域，涉及排风装置，具体涉及一种基于污染气流轨迹控制的主动式排风增益装置。


背景技术：

2.在某些工业生产中，厂房内往往存在大量点污染源或小型面污染源，比如焊接车间，由于污染源较多且污染源位置不固定，因此污染源控制难度大大增加。传统的控制方法包括全面通风和局部通风。全面通风是指在整个车间范围内进行通风换气，用新鲜空气将污染物稀释。但是由于工业厂房面积一般较大，采用全面通风方式往往会造成大量的能耗，而且很难将工作区的污染物浓度降低到允许的范围。
3.目前的局部通风方式主要包括局部排风罩和吹吸式通风系统。局部排风罩吸气气流的非选择性导致排风罩将从各个方向吸取空气，气流速度随距离呈平方反比急剧衰减，为了提高控制效果，应尽量将吸气罩靠近污染源。为了提高控制距离在局部排风系统的基础上加入了送风口，形成了吹吸式通风系统，提高了控制效果。
4.但是对于污染源较分散的厂房，如果采用固定的局部排风罩或者吹吸式通风系统，则需要安装大量通风设备，而且很难应对污染源位置的不断变化，因此控制效果往往不理想，且需要耗费大量的能耗，因此需要研究其他的方法提高控制效果。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于污染气流轨迹控制的主动式排风增益装置，解决现有技术中局部排风系统控制能力弱且能耗大的技术问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
7.一种基于污染气流轨迹控制的主动式排风增益装置，包括相对设置在车间内部的排风罩和风机，所述的风机的底部设置有升降结构；所述的风机的侧面设置有动力结构；
8.所述的风机的进风口设置有汇流管，所述的风机的出风口设置有射流管；
9.所述的排风罩与所述的射流管相对，所述的排风罩的尺寸大于射流管的尺寸。
10.本实用新型还包括以下技术特征：
11.所述的风机的外壳为圆弧形。
12.所述的风机的底部设置有轮子。
13.所述的射流管为矩形管。
14.所述的汇流管为变径管。
15.本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：
16.(ⅰ)本实用新型中将风机安装于污染源附近，利用汇流管产生的汇流场在近源处捕集能力强和造成负压场大的特点，近源处使污染物受到向下的压强梯度力，从而抑制其向上加速将污染物捕集到风机内部，再利用射流管的射流衰减速度慢和输送能力强的特
点，将污染物转化为射流并输送至排风罩，另外充分利用汇流场产生的负压场，解决了现有技术中局部排风系统控制能力弱且能耗大的技术问题。
17.(ⅱ)风机可以根据污染源位置的变化而调节位置和高度，进而调整汇流管的进风口的和射流管的出风口，还可通过调节风机的风速来适应各种类型的污染源，整体使用灵活方便且可操作性强。
附图说明
18.图1为本实用新型的整体结构示意图；
19.图2为本实用新型的正视结构示意图；
20.图3为本实用新型的正面剖视示意图；
21.图4为本实用新型的俯视结构示意图；
22.图5为实施例中工况1条件下污染物控制效果实验图；
23.图6为实施例中工况2条件下污染物控制效果实验图；
24.图7为实施例中工况3条件下污染物控制效果实验图；
25.图8为实施例中工况4条件下污染物控制效果实验图。
26.图中各个标号的含义为：1-排风罩，2-风机，3-升降结构，4-动力结构，5-汇流管，6-射流管，7-轮子。
27.以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
28.需要说明的是，本实用新型中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。
29.以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
30.本实用新型给出了一种基于污染气流轨迹控制的主动式排风增益装置，如图1至4所示，包括相对设置在车间内部的排风罩1和风机2，风机2的底部设置有升降结构3；风机的侧面设置有动力结构4；
31.风机2的进风口设置有汇流管5，风机2的出风口设置有射流管6；
32.排风罩1与射流管6相对，排风罩1的尺寸大于射流管6的尺寸。
33.上述技术方案中，风机2布置在污染源附近，靠近污染源一侧装有汇流管5，利用汇流管5产生的汇流场在近源处捕集能力强和造成负压场大的特点，近源处使污染物受到向下的压强梯度力，从而抑制其向上加速将污染物捕集到风机2内部，再利用射流管6的射流衰减速度慢和输送能力强的特点，将污染物转化为射流并输送至排风罩1，另外充分利用汇流场产生的负压场，解决了现有技术中局部排风系统控制能力弱且能耗大的技术问题。
34.具体的，风机2的外壳为圆弧形，使得污染物产生贴附效应，能够更加顺畅的进入汇流管。
35.具体的，风机2的底部设置有轮子7，方便装置的移动。
36.具体的，射流管6为矩形管，保证了从风机出风口输出的气流能够进入排风罩。
37.具体的，汇流管5为变径管，保证了能够快速且最大范围的捕集污染物。
38.实测例：
39.采用上述技术方案，调节汇流管的吸风方向与污染物散发方向垂直，汇流管的风口距离污染源中心5cm，调节射流管出风方向垂直于排风罩，射流管的出风口与排风罩相距80cm，排风罩的尺寸为30
×
30cm。风机的长度26cm，宽度10cm，高度9cm，可调节汇流管的进风口尺寸为2
×
18cm，可调节射流管出风口的尺寸为4
×
18cm，出风量调节范围1～165m3/h，排风罩和风机的风量之和保持不变，污染源的散发速度均为1m/s。
40.通过调节两者之间的风量分配比例来比较不同情况下的控制效果，本实施例共对四个工况进行了实验对比，四种工况的风量分配情况如表1所示。
41.表1各工况风量分配数据表
[0042][0043]
图5为只有排风罩的情况下的控制情况，此时排风罩的吸风速度为3m/s。从图5可以看出污染物扩散高度较高，而且有部分污染物未被吸风口捕集，控制效果较差。图6为流量分配比为3.5％时的控制效果，此时排风罩吸风速度为2.9m/s，射流风口风速为1.9m/s。从图中可以看出，相较于图5，此时污染物扩散高度明显降低，部分污染物被吸入可调节汇流罩，再由可调节射流管吹出到排风罩附近；另一部分污染物由于可调节汇流管造成的压强梯度力而无法向上加速，被控制在较小的范围内，并且在圆弧形外壳的作用下产生贴附效应，向排风罩处转向，污染物被全部捕集，控制效果明显提高。图7为流量分配为5％时的控制效果，相较于前两种工况，此时污染物扩散高度被控制的更低。大部分污染物被吸入可调节汇流罩然后通过可调节射流管输送到排风罩处，少部分污染物贴附再圆弧形外壳上，向排风罩方向偏转，此工况下污染物被全部捕集。图8为流量分配为10％时的控制效果，此时污染物被全部吸入可调节汇流罩，之后转化为射流输送到排风罩中，此时污染物也被全部捕集。通过四种工况的对比可以发现，添加该发明装置后，排风罩的控制效果明显改善，随着越来越多的风量分配到局部转向装置上，被吸入到可调节汇流罩的污染气流也越来越多，污染物扩散的范围也越来越小。
[0044]
通过以上四种工况的对比可以看出，在加装了本实用新型的装置后，在不改变风量的情况下，排风罩对污染物的控制效果明显改善。且随着分配到局部装置风量的增大，通过射流输送的污染物量明显增多，污染物扩散高度明显降低。通过以上对比可以看出，本发明装置可以在不改变总风量的情况下大大改善局部排风罩的控制效果。