全文摘要
本实用新型提供一种具有空气净化装置的电焊工段工作间。电焊工段工作间，包括柜体、隔板，隔板将柜体分为上下两个腔室，下方腔室为操作腔室，上方腔室为净化腔室，由依次连接的旋风分离器、第一过滤器、第二过滤器和气体排出管组成。电焊过程中在操作腔室产生的烟雾等有害气体，通过强劲的抽风机将有害气体吸到净化腔室内净化然后排出腔室外，电焊操作人员长期工作不好影响身体健康。电焊过程中产生的烟雾等有害气体，不会散发到大气中对大气环境造成污染，满足环保的要求。
主设计要求
1.电焊工段工作间，其特征在于，包括：柜体，为长方体结构；隔板，安装在柜体内，将柜体分为上、下两个腔室，上方为净化腔室，下方为操作腔室；所述柜体的隔板设置出气口并通过管路与抽风机的进气口相连通；旋风分离器，安装在操作腔室的一侧，并通过抽风机与操作腔室相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行一次分离；第一过滤器，通过管路与旋风分离器的出气口相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行一次过滤；第二过滤器，通过管路与第一过滤器的出气口相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行二次过滤；气体排出管，与第二过滤器的出气口相连通。
设计方案
1.电焊工段工作间，其特征在于，包括：
柜体，为长方体结构；
隔板，安装在柜体内，将柜体分为上、下两个腔室，上方为净化腔室，下方为操作腔室；所述柜体的隔板设置出气口并通过管路与抽风机的进气口相连通；
旋风分离器，安装在操作腔室的一侧，并通过抽风机与操作腔室相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行一次分离；
第一过滤器，通过管路与旋风分离器的出气口相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行一次过滤；
第二过滤器，通过管路与第一过滤器的出气口相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行二次过滤；
气体排出管，与第二过滤器的出气口相连通。
2.根据权利要求1所述的电焊工段工作间，其特征在于，所述旋风分离器包括：
圆柱腔，所述圆柱腔上设置与侧壁相切的切向进气口，所述切向进气口通过管路与抽风机的出气口相连通；
圆锥腔，设置在圆柱腔的下方并与圆柱腔相连通，二者共同构成分离腔，位于圆锥腔的正下方设置排尘口；
排气管，位于圆柱腔顶壁的中部并向圆柱腔内延伸。
3.根据权利要求1所述的电焊工段工作间，其特征在于，所述第一过滤器为板式空气过滤器，包括：
板式壳体，为长方体形的结构，设置有进气口与出气口；
过滤框架，为正方形的结构，位于板式壳体内并横向设置在进气口与出气口之间；
层状过滤介质，安装在过滤框架内。
4.根据权利要求3所述的电焊工段工作间，其特征在于，所述第一过滤器中的层状过滤介质的材质为纤维棉、玻璃纤维、石棉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的电焊工段工作间，其特征在于，所述第二过滤器为筒式空气过滤器，包括：
筒式壳体，为圆柱形的结构，设置进气口与出气口；
筒式滤芯，安装在筒式壳体内，中部空腔的一端于进气口相连通且另一端密封；
颗粒状过滤介质，填充在筒式滤芯的侧壁。
6.根据权利要求5所述的电焊工段工作间，其特征在于，所述第二过滤器中的颗粒状过滤介质为活性炭、石英砂、分子筛中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的电焊工段工作间，其特征在于，所述气体排出管的出口设置排风机。
8.根据权利要求1~7任一项所述的电焊工段工作间，其特征在于：所述操作腔室的正面通过导轨安装有推拉门；所述推拉门上设有操作手套及观察窗口；工作间推拉门和观察窗口的数量均的两个。
9.根据权利要求8所述的电焊工段工作间，其特征在于：所述柜体的底部安装用于移动工作间的轮子。
10.根据权利要求8所述的电焊工段工作间，其特征在于：所述电焊工段工作间还具有PLC控制系统。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于电焊工装领域，特别涉及一种具有空气净化装置的电焊工段工作间。
背景技术
当今世界，地球环境的恶化引起了越来越多的广泛关注，环境保护日渐得到国家的重视。焊接作业时会产生大量的烟尘，电焊烟尘是常见的、危害巨大的职业病危害原因之一。基于焊接方法与焊接对象的不同，会产生包括锰、铁、铝、锌、铜等金属及其化合物的有害因素。在电焊过程中，电焊操作人员长期接触电焊烟尘，会导致其肺部滞留沉积，最终导致电焊操作人员尘肺。
目前电焊工段普遍采用在屋顶加装排风扇，直接排出室外的方式。此方式存在排风量小，噪音大，对环境造成严重污染等缺点。工作人员的健康和室内工作环境以及室外环境保护十分重要，因此保证良好的工作环境以及电焊排气不会对环境造成的污染就显得十分重要。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例的目的是提供一种具有空气净化装置的电焊工段工作间，以解决焊接过程中气体污染物的净化问题，使电焊工段得空气得到净化，空气质量满足环保要求。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
柜体，为长方体结构；
隔板，安装在柜体内，将柜体分为上、下两个腔室，上方为净化腔室，下方为操作腔室；所述柜体的隔板设置出气口并通过管路与抽风机的进气口相连通；
旋风分离器，安装在操作腔室的一侧，并通过抽风机与操作腔室相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行一次分离；
第一过滤器，通过管路与旋风分离器的出气口相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行一次过滤；
第二过滤器，通过管路与第一过滤器的出气口相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行二次过滤；
气体排出管，与第二过滤器的出气口相连通。
进一步的，所述旋风分离器包括：
圆柱腔，所述圆柱腔上设置与侧壁相切的切向进气口，所述切向进气口通过管路与抽风机的出气口相连通；
圆锥腔，设置在圆柱腔的下方并与圆柱腔相连通，二者共同构成分离腔，位于圆锥腔的正下方设置排尘口；
排气管，位于圆柱腔顶壁的中部并向圆柱腔内延伸。
进一步的，所述第一过滤器为板式空气过滤器，包括：
板式壳体，为长方体形的结构，设置有进气口与出气口；
过滤框架，为正方形的结构，位于板式壳体内并横向设置在进气口与出气口之间；
层状过滤介质，安装在过滤框架内。
进一步的，所述第一过滤器中的层状过滤介质的材质为纤维棉、玻璃纤维、石棉中的一种或多种。
进一步的，所述第二过滤器为筒式空气过滤器，包括：
筒式壳体，为圆柱形的结构，设置进气口与出气口；
筒式滤芯，安装在筒式壳体内，中部空腔的一端于进气口相连通且另一端密封；
颗粒状过滤介质，填充在筒式滤芯的侧壁。
进一步的，所述第二过滤器中的颗粒状过滤介质为活性炭、石英砂、分子筛中的一种或多种。
进一步的，所述操作腔室的正面通过导轨安装有推拉门；所述推拉门上设有操作手套及观察窗口；工作间推拉门和观察窗口的数量均的两个。
进一步的，所述柜体的底部安装用于移动工作间的轮子。
进一步的，所述电焊工段工作间还具有PLC控制系统。
由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：
在焊接进行过程中，刚刚生成的烟尘固体颗粒被称为“一次粒子”，其形态呈球形，粒子的直径基本在0.01～0.3微米之间，同时它们带有静电和磁力。在“一次粒子”自身运动和周围离子的静电与磁性的共同作用下，“一次粒子”快速聚集形成直径更大的 “二次粒子”，“二次粒子”在电焊作业人员的呼吸区域，其粒径大小都在1微米左右。“一次粒子”、“二次粒子”之间经过复杂的相互作用，电焊烟尘可形成颗粒粒径在10微米上下的较大颗粒。电焊烟尘的颗粒粒径以0.1~0.3微米的粒子偏多。
根据电焊烟尘的粒径分布特点，分析得到：电焊烟尘粒度越小其质量就越轻，粉尘比表面积就越大，其吸附空气的能力就越强，在其表面就会形成一层空气膜，不易于沉降，可以长时间的悬浮于空中。一般情况下，静止的空气中，粒径在10微米左右的电焊烟尘呈加速下降，粒径介于0.1～10微米的电焊烟尘呈等速下降，粒径在0.1微米左右的电焊烟尘基本不沉降。本实用新型针对电焊烟尘的粒径分布特点，有针对性地提出了净化电焊烟尘的装置以及具有该空气净化装置的电焊工段工作间。
本实用新型的柜体通过隔板分为上、下两个腔室，下层是电焊工作人员进行作业的操作腔室，是产生电焊烟尘的空间，上层的净化腔室用于安装空气净化装置，空气净化装置由依次连接的抽风机、旋风分离器、第一过滤器、第二过滤器和气体排出管组成。柜体上操作腔室的正面安有推拉门，推拉门上设有操作手套及观察窗口，电焊工作人员作业时，可以打开推拉门进行电焊作业，也可以关闭推拉门，通过操作手套及观察窗口进行作业，在推拉门状态下作业时，工作间处于密封状态，能够更进一步保证对电焊烟尘的处理效果。还可在抽风机的出气口处设置消声器，降低抽风机的噪音。
本实用新型将旋风分离器设置在操作腔室一个侧面的外侧，便于旋风分离器排出烟尘颗粒。抽风机的出气口一端通过管路连接至旋风分离器，电焊过程中产生的焊烟废气中的颗粒通过旋风分离器进行一级过滤被分离出来。具体分离过程为：烟尘气体经切向进气口进入圆柱腔后，在圆柱腔内作圆周运动，并沿着圆柱腔侧壁向下运动至圆锥腔，烟尘颗粒由于较重受到较大离心力而被抛在分离腔侧壁上，最终从气体中分离出来，由排尘口排出，烟尘气体在圆锥腔侧壁的旋转速度逐渐减小最终向上运动从顶部排气管流出，完成对烟尘气体的一次分离，一次分离主要是针对焊烟废气中粒径在10微米左右的粉尘，利用该尺寸范围内电焊烟尘的沉降特点，完成对电焊烟尘中较大颗粒的分离。
本实用新型中经旋风分离器分离后的电焊烟尘颗粒粒径小于10微米，电焊烟尘通过管路进入第一过滤器进行一次过滤。针对此时电焊烟尘的粒径分布特点、过滤成本及经济效益，选择板式空气过滤器作为第一过滤器，主要利用材质为纤维棉、玻璃纤维、石棉等的层状过滤材料，对电焊烟尘中占据大多的粒径范围0.1~0.3微米的粒子进行过滤。电焊烟尘由板式壳体的进气口进入板式壳体，经过过滤框架内层状过滤介质的过滤，对“二次粒子”及大部分“一次粒子”进行过滤，过滤后的电焊烟尘由板式壳体的出气口进入第二过滤器。对于第一过滤器而言，还要考虑电焊烟尘的过滤效率及气体过滤速率，因此，层状过滤介质的厚度为5~25毫米。可通过增加过滤框架的层数来增强一次过滤的效果，过滤框架的层数通常为1~3层。
本实用新型中经第一过滤器过滤后的电焊烟尘颗粒粒径小于0.3微米，电焊烟尘通过管路进入第二过滤器进行二次过滤。针对此时电焊烟尘的粒径分布特点、过滤成本及经济效益，选择筒式空气过滤器作为第二过滤器，主要利用材质为活性炭、石英砂、分子筛等的颗粒状过滤材料，对电焊烟尘中剩余的粒径范围小于0.3微米，特别是粒径范围为0.01～0.3微米的粒子进行过滤。电焊烟尘由筒式壳体的进气口进入筒式滤芯的中部空腔，经过筒式滤芯侧壁内填充的颗粒状过滤介质的过滤，对剩余“一次粒子”进行过滤，并利用颗粒状过滤材料所具有的的吸附特性，对非粒子性物质进行吸附，除去电焊烟尘中的异味及其它有害物质。对于第二过滤器而言，还要考虑电焊烟尘的过滤效率及气体过滤速率，因此，筒式滤芯侧壁的厚度通常为10~50毫米。可通过串联多个筒式滤芯来增强二次过滤的效果，筒式滤芯的个数通常为1~3个。
本实用新型的第二级过滤器的出气口与气体排出管连接，气体排出管的另一端延伸至电焊工段工作间外，经过净化后的气体通过气体排出管排出。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：电焊工段工作间，由于不会使电焊烟雾在室内弥漫，电焊操作人员长期工作，不会影响身体健康。伴随电焊的过程而产生的刺鼻烟雾，不会散发到大气中，满足环保的要求。因此，本发明有利于环境保护，有利于工人健康的保护。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的电焊工段工作间的立体结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的电焊工段工作间的剖视结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的旋风分离器的立体结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的旋风分离器的横向剖视结构示意图；
图5是本实用新型实施例提供的旋风分离器的纵向剖视结构示意图；
图6是本实用新型实施例提供的第一过滤器的立体结构示意图；
图7是本实用新型实施例提供的第一过滤器的沿长边剖视结构示意图；
图8是本实用新型实施例提供的第一过滤器的沿短边剖视结构示意图；
图9是本实用新型实施例提供的第二过滤器的立体结构示意图；
图10是本实用新型实施例提供的第二过滤器的剖视结构示意图；
附图标记说明：
100-柜体，110-隔板，120-导轨，130-推拉门，131-操作手套，132-观察窗口，160 -轮子，170-PLC控制器；
200-抽风机；
300-旋风分离器，310-圆柱腔、311-切向进气口，320-圆锥腔，321-排尘口， 330-排气管；
400-第一过滤器，410-板式壳体，420-过滤框架，430-层状过滤介质；
500-第二过滤器，510-筒式壳体，520-筒式滤芯，530-颗粒状过滤介质；
600-气体排出管，610-排风机。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本实用新型实施例提供了一种电焊工段工作间，如图1和图2所示，电焊工段工作间包括柜体100、 隔板110、旋风分离器300、第一过滤器400、第二过滤器500和气体排出管600。隔板110安装在柜体100内，将柜体100分为上、下两个腔室，上方为净化腔室，下方为操作腔室。柜体100的隔板110设置出气口并通过管路与抽风机200的进气口相连通。
旋风分离器300安装在操作腔室的一侧，并通过抽风机200与操作腔室相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行一次分离。第一过滤器400通过管路与旋风分离器300的出气口相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行一次过滤。第二过滤器500通过管路与第一过滤器400的出气口相连通，用于对操作腔室内产生的烟尘颗粒进行二次过滤。气体排出管600与第二过滤器500的出气口相连通。
操作腔室的正面通过导轨120安装有推拉门130，推拉门130上设有操作手套131及观察窗口132，工作间推拉门130和观察窗口132的数量均的两个。柜体100的底部安装用于移动工作间的轮子160，可以灵活移动电焊工段工作间。电焊工段工作间还具有PLC控制系统，通过操作PLC控制器170来控制净化腔室，操作灵活方便。
作为一种实施例，如图3、图4和图5所示，旋风分离器包括：圆柱腔310、切向进气口311、圆锥腔320、排尘口321和排气管330。切向进气口311相切于圆柱腔310的侧壁，切向进气口311通过管路与抽风机200出气口相连通。圆锥腔320设置在圆柱腔310的下方并与圆柱腔310相连通，二者共同构成分离腔。排尘口321位于圆锥腔320的正下方。排气管330位于圆柱腔310顶壁的中部并向圆柱腔310内延伸。
旋风分离器300设置在操作腔室一个侧面的外侧，便于旋风分离器300排出烟尘颗粒。抽风机200的出气口一端通过管路连接至旋风分离器300，电焊过程中产生的焊烟废气中的颗粒通过旋风分离器300进行一级过滤被分离出来。具体分离过程为：烟尘气体经切向进气口311进入圆柱腔310后，在圆柱腔310内作圆周运动，并沿着圆柱腔310侧壁向下运动至圆锥腔320，烟尘颗粒由于较重受到较大离心力而被抛在分离腔侧壁上，最终从气体中分离出来，由排尘口321排出，烟尘气体在圆锥腔320侧壁的旋转速度逐渐减小最终向上运动从顶部排气管330流出，完成对烟尘气体的一次分离，一次分离主要是针对焊烟废气中粒径在10微米左右的粉尘，利用该尺寸范围内电焊烟尘的沉降特点，完成对电焊烟尘中较大颗粒的分离。
作为一种实施例，如图6、图7和图8所示，第一过滤器400为板式空气过滤器，包括：板式壳体410、过滤框架420和层状过滤介质430。板式壳体410为长方体形的结构，设置有进气口与出气口；过滤框架420为正方形的结构，位于板式壳体410内并横向设置在进气口与出气口之间；层状过滤介质430安装在过滤框架420内，层状过滤介质430的材质为纤维棉、玻璃纤维、石棉中的一种或多种。
经旋风分离器300分离后的电焊烟尘颗粒粒径小于10微米，电焊烟尘通过管路进入第一过滤器400进行一次过滤。针对此时电焊烟尘的粒径分布特点、过滤成本及经济效益，选择板式空气过滤器作为第一过滤器400，主要利用材质为纤维棉、玻璃纤维、石棉等的层状过滤材料，对电焊烟尘中占据大多的粒径范围0.1~0.3微米的粒子进行过滤。电焊烟尘由板式壳体410的进气口进入板式壳体410，经过过滤框架420内层状过滤介质430的过滤，对“二次粒子”及大部分“一次粒子”进行过滤，过滤后的电焊烟尘由板式壳体410的出气口进入第二过滤器500。对于第一过滤器400而言，还要考虑电焊烟尘的过滤效率及气体过滤速率，因此，层状过滤介质的厚度为5~25毫米。可通过增加过滤框架420的层数来增强一次过滤的效果，过滤框架420的层数通常为1~3层。
作为一种实施例，如图9和图10所示，第二过滤器500为筒式空气过滤器，包括：筒式壳体510、筒式滤芯520和颗粒状过滤介质530。筒式壳体510为圆柱形的结构，设置进气口与出气口。筒式滤芯520安装在筒式壳体510内，中部空腔的一端于进气口相连通且另一端密封。颗粒状过滤介质530填充在筒式滤芯520的侧壁，为活性炭、石英砂、分子筛中的一种或多种。第二过滤器500的出气口与气体排出管600相连通，气体排出管600的出口设置排风机610，经过第二次过滤的气体通过排风机610将气体排出室外。
经第一过滤器400过滤后的电焊烟尘颗粒粒径小于0.3微米，电焊烟尘通过管路进入第二过滤器500进行二次过滤。针对此时电焊烟尘的粒径分布特点、过滤成本及经济效益，选择筒式空气过滤器作为第二过滤器500，主要利用材质为活性炭、石英砂、分子筛等的颗粒状过滤材料，对电焊烟尘中剩余的粒径范围小于0.3微米，特别是粒径范围为0.01～0.3微米的粒子进行过滤。电焊烟尘由筒式壳体510的进气口进入筒式滤芯520的中部空腔，经过筒式滤芯520侧壁内填充的颗粒状过滤介质530的过滤，对剩余“一次粒子”进行过滤，并利用颗粒状过滤材料所具有的的吸附特性，对非粒子性物质进行吸附，除去电焊烟尘中的异味及其它有害物质。对于第二过滤器500而言，还要考虑电焊烟尘的过滤效率及气体过滤速率，因此，筒式滤芯520侧壁的厚度通常为10~50毫米。可通过串联多个筒式滤芯520来增强二次过滤的效果，筒式滤芯520的个数通常为1~3个。
本方案涉及一种具有空气净化装置的电焊工段工作间，电焊工作人员在电焊作业中产生的焊烟废气通过抽风机进入到净化腔室，废气先进入旋风分离器300进行一次分离，一次分离主要是针对焊烟废气中粒径在10微米左右的粉尘。然后，电焊烟尘中占据大多的粒径范围0.1~0.3微米的粒子进入第一过滤器400进行一次过滤。电焊烟尘中剩余的粒径范围小于0.3微米，特别是粒径范围为0.01～0.3微米的粒子进入第二过滤器500进行二次过滤，最后通过气体排出管600排向大气，本方案使用方便，净化效果好。
以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920040109.6
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:13(河北)
授权编号:CN209451563U
授权时间:20191001
主分类号:B01D 50/00
专利分类号:B01D50/00;B01D53/04
范畴分类:23A;
申请人:辛集市宇泰机械有限公司
第一申请人:辛集市宇泰机械有限公司
申请人地址:052360 河北省石家庄市辛集市东华路63号
发明人:韩晓策
第一发明人:韩晓策
当前权利人:辛集市宇泰机械有限公司
代理人:杨乐
代理机构:11429
代理机构编号:北京中济纬天专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计