一种基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统论文和设计-林立

全文摘要

本实用新型涉及建筑工地的降尘技术领域，提出了一种基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，包括围挡、喷淋模组、供水管路、荷电水槽、水压控制装置和高压发生器，所述喷淋模组包括多个固定接于供水管路的不同位置的喷淋装置；所述供水管路的一端闭合，另一端连接于荷电水槽；所述荷电水槽包括具有一中空腔体的箱体和固定设置于箱体上的荷电接触器，所述荷电接触器包括置于中空腔体内的金属尖端，所述金属尖端的远离箱体内部的一端电性连接于高压发生器；所述箱体包括进水口和出水口，所述进水口连接于水源，所述出水口连接于所述供水管路；所述水压控制装置连接荷电水槽。本实用新型可降低有效围挡高度，简化围挡结构，提高围挡安全性。

主设计要求

1.一种基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，其特征在于：包括围挡、喷淋模组、供水管路、荷电水槽、水压控制装置和高压发生器；所述喷淋模组包括多个固定接于供水管路的不同位置的喷淋装置，每个喷淋装置均固定设置于所述围挡的上端，所述喷淋装置包括进水通道和喷水口，所述进水通道的两端分别连接于供水管路，水从进水通道进入喷淋装置后从喷水口喷出；所述供水管路的一端闭合，另一端连接于荷电水槽；所述荷电水槽包括具有一中空腔体的箱体和固定设置于箱体上的荷电接触器，所述荷电接触器包括置于所述箱体的所述中空腔体内的金属尖端，所述金属尖端的远离箱体内部的一端电性连接于高压发生器；所述箱体包括进水口和出水口，所述进水口连接于水源，所述出水口连接于所述供水管路；所述水压控制装置连接所述荷电水槽，用于将箱体内的水压入供水管路中。

设计方案

1.一种基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，其特征在于：包括围挡、喷淋模组、供水管路、荷电水槽、水压控制装置和高压发生器；

所述喷淋模组包括多个固定接于供水管路的不同位置的喷淋装置，每个喷淋装置均固定设置于所述围挡的上端，所述喷淋装置包括进水通道和喷水口，所述进水通道的两端分别连接于供水管路，水从进水通道进入喷淋装置后从喷水口喷出；

所述供水管路的一端闭合，另一端连接于荷电水槽；

所述荷电水槽包括具有一中空腔体的箱体和固定设置于箱体上的荷电接触器，所述荷电接触器包括置于所述箱体的所述中空腔体内的金属尖端，所述金属尖端的远离箱体内部的一端电性连接于高压发生器；所述箱体包括进水口和出水口，所述进水口连接于水源，所述出水口连接于所述供水管路；

所述水压控制装置连接所述荷电水槽，用于将箱体内的水压入供水管路中。

2.根据权利要求1所述的基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，其特征在于：所述喷水口上设置直径小于1mm的细孔喷头。

3.根据权利要求2所述的基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，其特征在于：所述喷淋装置包括在垂直于进水通道的轴向的平面内设置的多个喷水口。

4.根据权利要求3所述的基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，其特征在于：所述喷淋模组还包括喷水口堵头，所述喷水口上设置细孔喷头或喷水口堵头。

5.根据权利要求1所述的基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，其特征在于：所述荷电接触器还包括基座和电线，所述箱体包括第一通孔，所述基座通过所述第一通孔固定连接于所述箱体，所述基座上具有第二通孔，所述金属尖端通过所述第二通孔固定连接于所述基座，所述金属尖端包括尖端部和尾部，所述尖端部穿过所述第二通孔设置于所述箱体内部，所述尾部连接于电线。

6.根据权利要求5所述的基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，其特征在于：所述基座与箱体的连接处设置密封圈进行密封。

7.根据权利要求6所述的基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，其特征在于：所述基座与箱体的固定连接和所述金属尖端与基座的固定连接均为螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，其特征在于：所述围挡的形状为长方形，其包括位于上端的围挡横梁、位于两端的两个围挡柱和分别连接于围挡横梁和两个围挡柱的围挡面，所述围挡柱为空心柱体，所述供水管路设置于所述空心柱体内，所述喷淋装置均固定设置于所述围挡的围挡横梁上。

9.根据权利要求1所述的基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，其特征在于：还包括多个环境传感器和控制器，每个环境传感器、水压控制装置和高压发生器均电性连接于控制器。

10.根据权利要求9所述的基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，其特征在于：所述多个环境传感器包括风速仪和PM测量仪。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及建筑工地的降尘技术领域，尤其涉及一种基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统。

背景技术

当今粉尘污染对城市及周边环境的空气质量的影响越来越严重，如雾霾等污染现象，造成当前城市的空气质量日益劣化。严重的空气粉尘污染问题，已经对人们的健康造成了严重的影响，导致城市人口哮喘等呼吸道疾病的爆发性增长，因此降低空气粉尘污染，是改善城市空气质量的重要环保举措。

随着国家经济的迅速发展，我国城市化建设进程日益加快。城市建筑和市政等工程项目密集开展，造成城市及周边的工程现场范围扬尘污染问题突出，导致城市空气粉尘污染指标居高不下。作为城市空气粉尘污染的主要来源之一，如何降低、阻隔暴露工程场地的粉尘进入城市空气中，是提高城市空气质量的关键。

为了减少建筑工地扬尘，目前在工地主要采取简单的网罩或围挡隔离方法，有些扬尘严重的工地至多在围挡上增加简易的喷水喷头来进行低效的抑尘，具体做法是：在施工现场的围挡上安装简易的喷淋装置，通过喷淋装置喷出的水滴湿润围挡近距离处空气中的扬尘，使粉尘颗粒的比重增大从而通过重力作用落下。该方法喷淋高度低、半径小，降尘效率低，湿润的粉尘容易在空气中再次失水而扬起，特别在干燥地区和秋冬干燥季节，抑尘效果十分低下，需要进行反复多次的浸润才能达到有限的降尘目的。

目前建筑工地围挡喷淋降尘系统多采用如：公开号为CN106731345的专利所述的装置，该装置降尘效果低下且每段围挡均需要一套独立的喷淋系统，造价昂贵，其采用常规喷雾系统，喷洒压力小、覆盖面积少、降尘距离短，喷淋半径较小、喷淋高度低、耗水量大、喷淋水滴粒径较大。由于水滴粒径大，会造成空气中未浸润粉尘的无效水滴较多，且其表面张力较大，无法在短时间内湿润经过喷淋区域的大部分粉尘，造成浪费大量水资源，且降尘效果的低下问题，使得粉尘翻越围挡进入周边空气中。在采用上述专利所述的建筑工地降尘方法及装置的时候，需要通过提高围挡的高度，来保证粉尘翻越围挡的高度要求。但是提高围挡高度的同时，其支撑结构、强度需要也随之提高，使得围挡结构更加复杂，围挡造价大幅提高。同时由于高围挡高度的增加，造成围挡阻风面积的增加，容易发生风致失稳破坏，在强风气候或强风区，容易发生整体倾覆性倒塌破坏，该安全隐患会导致不可逆的人员伤亡和经济损失。在使用上述专利所述的建筑工地降尘方法及装置的时候，由于其用水量较大，无效水滴的积累，容易导致围挡周边土壤和未扬起粉尘被浸泡后，产生二次污水排放污染，导致围挡周边泥泞，影响环境美观的同时，泥水将粉尘污染问题扩展至更远的范围，同时带有泥沙的污水流入城市下水道，造成工程场地周边下水道堵塞等次生污染问题。在使用上述专利所述的建筑工地降尘方法及装置时，无法调节喷雾方向和范围，只能实现唯一的喷洒模式，无法根据实际的工程情况和现场空气流动状态，进行有效的调节，从而造成资源的浪费和无效的做功。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种荷电喷雾系统，能够实现更高效的降尘能力，并可降低有效围挡高度，简化围挡结构，提高围挡安全性，以解决目前传统的简单喷淋围挡方法及装置存在的各种问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，包括围挡、喷淋模组、供水管路、荷电水槽、水压控制装置和高压发生器；

所述供水管路的一端闭合，另一端连接于荷电水槽；

所述水压控制装置连接所述荷电水槽，用于将箱体内的水压入供水管路中。

进一步的，所述喷水口上设置直径小于1mm的细孔喷头。

进一步的，所述喷淋装置包括在垂直于进水通道的轴向的平面内设置的多个喷水口。

进一步的，所述喷淋模组还包括喷水口堵头，所述喷水口上设置细孔喷头或喷水口堵头。

进一步的，所述荷电接触器还包括基座和电线，所述箱体包括第一通孔，所述基座通过所述第一通孔固定连接于所述箱体，所述基座上具有第二通孔，所述金属尖端通过所述第二通孔固定连接于所述基座，所述金属尖端包括尖端部和尾部，所述尖端部穿过所述第二通孔设置于所述箱体内部，所述尾部连接于电线。

进一步的，所述基座与箱体的连接处设置密封圈进行密封。

进一步的，所述基座与箱体的固定连接和所述金属尖端与基座的固定连接均为螺纹连接。

进一步的，所述围挡的形状为长方形，其包括位于上端的围挡横梁、位于两端的两个围挡柱和分别连接于围挡横梁和两个围挡柱的围挡面，所述围挡柱为空心柱体，所述供水管路设置于所述空心柱体内，所述喷淋装置均固定设置于所述围挡的围挡横梁上。

进一步的，还包括多个环境传感器和控制器，每个环境传感器、水压控制装置和高压发生器均电性连接于控制器。

进一步的，所述多个环境传感器包括风速仪和PM测量仪。

本实用新型采用如上技术方案，并具有有益效果：结构简单，造价低廉，安装简便，易于扩展重组，可在低能耗少用水的前提下大范围提高工地现场特别是市政工程现场的防尘及降尘能力，抑制工程扬尘，降低城市粉尘排放，提高空气洁净度，实现工程过程的环境保护。

附图说明

图1所示为本实用新型实施例中普通工地降尘系统及装置与荷电喷雾工地降尘系统及装置的喷淋半径的状态对比图。

图2所示为该实施例中普通工地降尘系统及装置与荷电喷雾工地降尘系统及装置的喷淋高度的状态对比图。

图3所示为该实施例的结构简图。

图4所示为该实施例中喷淋装置的剖面图。

图5所示为该实施例中单个细孔喷头安装于不同的角度的示意图。

图6所示为该实施例中多个细孔喷头安装的结构示意图。

图7所示为该实施例中喷淋模组的结构示意图。

图8所示为该实施例中荷电水槽的结构示意图。

图9所示为该实施例中荷电水槽的剖面示意图。

图10所示为该实施例中喷淋时高度状态图。

图11所示为该实施例中分级降尘功能示意图。

图12所示为该实施例中系统在工地上的安装示意图。

图13所示为该实施例中系统控制示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1～13所示，本实施例公开了一种基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统，包括：围挡1、喷淋模组、供水管路3、荷电水槽4、水压控制装置5和高压发生器6。

参考图3、4和7，所述喷淋模组包括多个固定接于供水管路3的不同位置的喷淋装置2，每个喷淋装置2均固定设置于所述围挡1的上端，所述喷淋装置2包括进水通道21和喷水口22，所述进水通道21的两端分别连接于供水管路3，水从进水通道21进入喷淋装置2后从喷水口22喷出。

在上述的设置中，不同的喷淋装置2之间通过供水管路3连接，所述不同的喷淋装置2之间的距离可以相同也可以不同，为了节约资源和提高效率，优选设定不同的喷淋装置2之间间隔相等的距离。

所述喷水口22的个数可以为一个也可以为多个，可以根据安装环境进行调整，通过设置多个喷水口22，不仅可以使喷水处的水雾的覆盖面积更大，提高降尘率，当将不同的喷水口22分别设置于围挡1所在的两面(即在工地内和工地外)时，还能够有效的对细微粉尘进行二次拦截，如图6所示，即首先位于工地内的喷水口22喷出的水雾对粉尘进行拦截，将拦截到大部分的粉尘，对于其他少部分未被拦截到的粉尘，通过工地外的喷水口22喷出的水雾进行拦截。

当所述喷水口22为多个时，将多个喷水口22均设置于垂直于进水通道21的轴向的平面内，为了提高水雾的均匀性，所述多个喷水口22在垂直于进水通道21的平面内均匀设置，如图5所示，为2个喷水口22，如图6所示，为3个喷水口22。该实施例优选设置所述喷水口22为三个，三者平均分布，且均位于垂直于进水通道21的轴向的平面的上半平面内，三者的喷水方向相互成60度夹角，且位于中间的喷水口22呈竖直方向设置。

由于喷头的孔径越小其在相同水压下水雾喷出的距离越远，因此，该实施例中，优选在所述喷水口22上设置喷口直径小于1mm的细孔喷头23或喷水口堵头24，通过所述细孔喷头23，使得带有同种电荷的细微水柱的表面张力小于电荷间的库仑力，从而实现水柱的瞬间雾化。雾化后的雾滴带有相同电荷，其在库仑力大于雾滴表面张力的情况下持续分裂，形成更细微的荷电雾滴。根据安装环境的需要，可以对喷水口22上的细孔喷头23或喷水口堵头24进行相互更换，如将细孔喷头23更换为喷水口堵头24，或将喷水口堵头24更换为细孔喷头23。

所述细孔喷头23安装在围挡1上的工作状态如图10所示，因此能够达到提高喷雾高度，从而降低围挡高度，减少风阻面积，降低风荷载对围挡的影响及风致倾覆风险。

继续参考图3，所述供水管路3的一端连接荷电水槽4，另一端通过供水管路堵头26进行闭合。

参考图8和9，所述荷电水槽4包括具有一中空腔体的箱体41和固定设置于箱体41上的荷电接触器42，所述荷电接触器42包括置于所述箱体41的所述中空腔体内的金属尖端421，所述金属尖端421的远离箱体41内的一端电性连接于高压发生器6；所述箱体41包括进水口和出水口，所述进水口连接于水源，所述出水口连接于所述供水管路3。

该实施例中，所述水箱包括具有一内部空腔且上端具有一开口的箱体底座412和固定设置于所述箱体底座412的上端的箱体盖413，所述箱体盖413用于密封所述开口。本领域技术人员也可以使用其他形式的箱体。该实施例中所述箱体盖413和箱体底座412的连接采用螺纹连接，本领域技术人员也可以使用其他的固定方式。为了提高密封性能，该实施例中，在所述箱体底座412和箱体盖413的连接处设置一密封装置，该实施例中采用密封圈44。

所述箱体盖413上设置进水口和出水口，水通过进水口进入箱体41的内部空腔后，从出水口流出。所述进水口和出水口也可以设置于箱体底座412上，该实施例中为了结构的合理性优选设置于箱体盖413上。所述进水口与外部水源的供水管连接，如自来水管、水池等，所述出水口连接于所述供水管路3。

所述荷电接触器42还包括电线423和基座422，所述箱体盖413包括第一通孔，所述基座422通过所述第一通孔固定连接于所述箱体盖413，所述基座422上具有第二通孔，所述金属尖端421通过所述第二通孔固定连接于所述基座422，所述金属尖端421包括尖端部和尾部，所述尖端部穿过所述第二通孔设置于所述空腔中，所述尾部连接于电线423，通过电线423连接于高压发生器6。

该实施例中设置所述基座422与箱体盖413的固定连接为通过螺纹连接，即基座422上设置外螺纹，箱体盖413上设置于该外螺纹配合的螺纹通孔，通过将外螺纹悬入螺纹通孔内进行连接。为了提高密封性能，该实施例中，在所述基座422和箱体盖413的连接处设置一密封装置，该实施例中采用密封圈44。

该实施例中设置所述金属尖端421与基座422的固定连接均为螺纹连接。

为了防止触电，保障工作人员的安全，所述箱体底座412、箱体盖413、管路接头43和基座422均为绝缘材料，所述电线423外也包覆绝缘材料，如尼龙、PVC等。

所述金属尖端421可以连接于高压发生器6的正极或负极，进行箱体41内水的荷电处理，箱体41中水所带的电荷类型可以通过正负电荷切换装置进行切换，较佳的，在不同时段内交叉进行正极和负极的切换，以使不同荷电类型的水雾喷洒，以实现空气中随机的荷电粉尘的吸附，该实施例中为通过正负电荷切换装置进行切换。

为了方便箱体41与供水管路3的连接，该实施例中还包括管路接头43，所述管路接头43一端固定连接于箱体盖413，该实施例中为螺纹连接，另一端为一空心圆柱体，所述空心圆柱体的外表面与供水管路3固定连接。为了提高密封性能，该实施例中，在所述管路接头43和箱体盖413的连接处设置一密封装置，该实施例中采用密封圈44。

所述供水管路3可以使塑料软管管路，也可以是金属管路，该实施例中为了结构的稳定性优选选用金属管路。

所述水压控制装置5连接所述荷电水槽4，用于将箱体41内的水压入供水管路3中。所述水压控制装置5可以为常用的水泵，还可以为空压机，该实施例中采用空压机，通过空压机对箱体41打气来泵出液体。

为了方便供水管路3的布置，该实施例中优选设置所述围挡1的至少一端包括围挡柱12，所述围挡柱12为空心柱体，所述供水管路3设置于所述围挡柱12的内部空腔内。如图3所示，该实施例中，为了结构的简单和稳定性，优选设置所述围挡1由位于两端的两个围挡柱12和位于上端的围挡横梁11形成长方形的围挡区域，该围挡区域通过围挡面13进行覆盖，如木板等。所述围挡也可以根据需求设计为其他的形状，如拱形、三角形的围挡横梁等等，该实施例中为了结构的简单优选设置为长方形。

所述多个喷淋装置2均固定设置于所述围挡横梁11，该实施例中为通过顶针25固定设置于围挡横梁11上。本实施例由于采用顶针25固定，安装适应性强，可以在现在已有围挡1的基础上进行改装，更换原有的普通喷淋系统，降低普及成本。

进一步的，为了根据外界环境的变化对所述喷淋装置2喷出的水雾的高度进行调整，如图13所示，该实施例中，还包括多个环境传感器和控制器，每个环境传感器、水压控制装置5和高压发生器6均电性连接于控制器。

具体的，所述多个环境传感器包括风速仪和PM测量仪，本领域技术人员也可以根据实际需求增加其他的环境传感器。

本系统的工作原理为：通过环境传感器监测环境指数的变化，将监测到的环境指数发送至控制器，控制器根据环境指数的变化发送控制信号至水压控制装置5和高压发生器6，对供水管路3中的水压和电荷量进行控制，进而控制喷淋装置2喷出的水雾的高度和面积。

本系统具有很高的安全性：

(1)、由于所述高压发生器6只有一端电极接触荷电水槽4来进行荷电处理，属于单极接触荷电，没有形成电路回路，在电路中无电流，因此不会出现危险情况。

(2)、所述高压发生器6、荷电处理的荷电水槽4均放置在绝缘的容器中，确保装置的安全。

(3)、所述喷淋模组由于喷出雾滴的粒径极小，所以雾滴所带静电电荷量不会对人体造成任何伤害。

图1、图2分别为普通工地降尘装置与荷电喷雾围挡降尘系统的喷淋高度、半径的状态对比图。

本实施例中所述系统具有以下技术效果：

1、采用荷电喷雾技术，形成了带电荷的微米级水雾颗粒(粒径100um以内)，提高了雾滴的电荷吸附和物理浸润能力，大幅提高单位面积降尘效率，并通过电荷排斥能力扩大有效降尘范围，提升降尘覆盖范围。

2、采用三维喷雾技术，可通过对系统中水压、荷电量、流量等参数的控制，使喷淋高度在0.5-1.5m范围内可调，喷淋半径满足在工地边界全覆盖。可调的喷淋高度，能够解决不同建筑工地不同施工阶段不同环境条件在工地围挡边界垂直方向上扬尘浓度不同需要不同喷淋高度阻隔扬尘飘溢至工地外部的问题，从而实现精确降尘，提高降尘率。再者在高度方向上扩大降尘范围，有效降低实际的围挡高度，进而减少围挡的风阻面积，降低围挡的风致作用，从而保证了大面积围挡的风致稳定性，提高围挡的风致安全性，有效预防围挡的强风倾覆事故。

3、如图11所示，可实现分级降尘，根据分布式的传感探测子系统反馈的风向、风速及工地开挖或堆土造成的粉尘分布等现场实际，通过控制器进行自动控制，或通过人工来调整不同方式及组合的喷雾功能，进行分级降尘，实现能源的有效节约，提高降尘目的性，进行高效的降尘控制。

4、可循环利用，易于拆装重组和扩展，能满足工程设备快速的周转使用需要，避免一次性设备浪费。

5、在海岛工程和沿海工程中，可直接利用初步杂质过滤的海水或其它的二次用水作为喷淋介质，节约有限宝贵的淡水或市政用水资源，节能环保。

6、采用的静电水雾技术，使得带静电荷雾滴吸附于粉尘后不易失水干燥，从而避免造成失水后的二次扬尘问题，能够实现一次降尘目的，在干燥地区，及秋冬干燥季节具有很好的适应性。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

设计图

一种基于风场参数的自动调节喷雾降尘系统论文和设计

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