CN103603163B - 一种空气过滤系统及其设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种空气过滤系统及其设计方法，过滤系统包括筒体、锁紧装置、滤筒固定板和多个滤筒，筒体由筒身和锥形的导风管组成；筒体的筒身一端与滤筒固定板焊接固定，另一端与锥形的导风管的大端焊接并连通，锥形的导风管的小端作为空气出风口；滤筒固定板上开有多个孔作为空气的进风口，每个滤筒的进风口端相应安装在一个进风口中；筒体的筒身内中部设有滤筒固定支架，滤筒的一端为底部，另一端为开口即进风口端，滤筒筒身和底部均布设有网孔；锁紧装置用于限制滤筒的活动。本发明所设计的过滤系统可最大限度的增大空气过滤系统中空气的流通面积，使得空气流通更加畅顺，并可有效地过滤空气流通中的杂物，同时方便清理杂物。
Description
技术领域
本发明涉及染色机械技术领域，具体涉及一种用于高温高压气流雾化染色机中的空气过滤系统及其设计方法。
背景技术
纺织工业是我国国民经济的重要产业，长期以来，纺织工业为国民经济的发展、解决人民穿衣、出口创汇等方面作出了重大贡献，而作为连接桥梁的染整行业无疑在这个行业中有着重要的地位。染整行业是纺织品深加工、精加工和提附加值的关键，是纺织纤维、原纱、胚布加工成进入消费品市场的最终产品之间的纽带，起着推动产品共同发展的重要作用。
我国染整行业能力居世界第一位。印染产品在市场、品种、原料、批量等方面的适应性有了较大的提高，我国服装面料的自给率已超过70%，国内市场销售的服装面料自给率已达90%以上。染整行业在纺织印染工业中占据着举足轻重的地位，直接关系到织物的综合质量。而印染机械设备是染整行业的主要支撑之一，从某种程度上说染整机械设备的水平决定了整个染整行业的水平。随着国家对染整行业节能减排的要求，以及企业节省成本的考虑，染整设备积极推广新工艺、新技术、新设备，重视实现小浴比染色，加强对水、汽等可循环资源的再利用和对能耗的管理，促进整个染整设备行业的节能效果和替代旧染整设备，提升市场竞争力。
高温高压气流雾化染色机是一种新型的高效低能耗染色机，其通过携带有染剂的高温高压空气实现了对织物的高效染色，而空气流通系统是染色机中核心部件。在高温高压空气的作用下，被染的纱线有小部分毛线脱落，并随着空气进入流通系统中，积累到一定程度后纱线将会影响染色的质量，因此需要控制空气流通系统中纱线等杂物的数量，并且保证空气能够顺畅流通。
为了解决空气流通系统中杂物的累积问题，需要设计开发一种空气过滤系统，保证染色机中空气的顺畅流畅以及避免纱线等杂物对染色的影响。
发明内容
为了解决上述问题，提出了一种高效且方便制造的空气过滤系统，可有效消除空气流通系统中杂物对染色的影响，提高染色的效率和质量。
一种空气过滤系统，其包括筒体、锁紧装置、滤筒固定板和多个滤筒，筒体由筒身和锥形的导风管组成；筒体的筒身一端与滤筒固定板焊接固定，另一端与锥形的导风管的大端焊接并连通，锥形的导风管的小端作为空气出风口；滤筒固定板上开有多个孔作为空气的进风口，每个滤筒的进风口端相应安装在一个所述进风口中；筒体的筒身内中部设有滤筒固定支架，滤筒固定支架上具有用于固定并供滤筒穿过的多个固定孔，一个固定孔相应地与滤筒固定板上开有的一个孔具有同一中心轴；滤筒由滤筒筒身和底部组成，滤筒的一端为所述底部，另一端为开口即进风口端，所述滤筒筒身和底部均布设有网孔；滤筒通过滤筒固定板和滤筒固定支架安装固定在筒体中；锁紧装置用于限制滤筒的活动，锁紧装置包括旋转轴、锁紧支架和锁紧机构，其中的旋转轴和锁紧机构通过焊接固定在滤筒固定板上；锁紧支架的一端与旋转轴连接，另一端被锁紧机构锁紧时，锁紧支架压紧所有滤筒；滤筒在锁紧装置开启的状态下能自由取出；混有杂物的空气从滤筒的开口端进入，经过滤筒上的网孔进入导风管，从而将杂物过滤在滤筒上，滤筒可拆卸并取下清除杂物。
进一步优选的，所述筒体筒身的垂直于长度方向的横截面为圆形或正多边形；所述滤筒筒身的垂直于长度方向的横截面为圆形或正多边形；滤筒固定板上开有的多个孔为圆孔或正多边形孔；滤筒固定支架上具有的固定孔为圆孔或正多边形孔。
进一步优化的，滤筒上设有的网孔为通孔，其直径大小为0.1～15mm；滤筒上网孔的开孔率为30%～60%。
上述一种空气过滤系统的设计方法中，滤筒的流通面积S（所有滤筒侧壁及底部的开孔部分的面积之和）的设计要求满足：S≥Q/(V*(1-a))；其中Q为空气的流量，V为空气流速，阻塞率为a，0≤a<1。
设空气过滤系统经过一段时间t的使用滤筒中已有过滤的杂物，导致网孔部分阻塞，阻塞率为a；根据所述设计要求，空气过滤系统需要在使用时间t之后进行清理，以满足空气的顺畅流通。
根据所述设计要求确定滤筒的流通面积为S；先确定网孔的半径为r，两网孔之间的距离为d，从而得到开孔率为b=πr2/d2；为了满足流通面积S的要求，调节圆筒的高度H、半径R、圆筒数量n，使设计参数满足：S=n*(2πRH+πR2)*b。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
本发明结构简单，制造方便，可最大限度的增大空气过滤系统中空气的流通面积，使得空气流通更加畅顺，并可有效地过滤空气流通中的杂物，同时拆装方便，易于清理杂物。
附图说明
图1是本发明的空气过滤系统的结构示意图。
图2a、图2b是本发明的空气过滤系统的筒体示意图。
图3a、图3b是本发明的空气过滤系统的滤筒示意图。
图4是本发明的空气过滤系统的锁紧结构示意图。
图5是本发明的空气过滤系统的滤筒固定板示意图。
图6是本发明的空气过滤系统的滤筒固定支架示意图。
1-筒体；2-滤筒；3-锁紧装置；4-滤筒固定板；11-圆柱筒身；12-滤筒固定支架；13-导风管；21-滤筒网孔；22-滤筒圆柱筒身；23-滤筒底部；31-旋转轴；32-锁紧支架；33-锁紧机构。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。
如图1～5所示，一种空气过滤系统，包括筒体1、滤筒2、锁紧装置3和滤筒固定板4等部件，本实例中筒体1是由圆柱筒身11和锥形的导风管13组成，圆柱筒身11的一端与滤筒固定板4焊接固定，另一端与锥形的导风管焊接固定，滤筒固定板上开有规则的圆孔，这些圆孔作为空气的进风口，而导风管则作为空气的出风口；圆柱筒身11的中部有滤筒固定支架12，滤筒固定支架上含有一系列规则的圆形固定孔，所述圆形固定孔与滤筒固定板上的通孔同轴心（如图5、图6）；滤筒2由滤筒圆柱筒身22和底部23组成，筒身和底部布有通孔即网孔21；滤筒2通过滤筒固定板4和滤筒固定支架12固定在筒体1上；为了限制滤筒的活动，过滤系统设置有锁紧装置3，包括旋转轴31、锁紧支架32和锁紧机构33，其中的旋转轴和锁紧机构通过焊接固定在滤筒固定板4上。锁紧支架由一个矩形支架和分别与矩形两长边连接且向外突出的两个弧形支架构成；所述锁紧机构包括与滤筒固定板焊接的具有螺纹的固定块和与所述螺纹配合的旋钮，旋钮下方还设有当旋钮旋紧时用于压紧矩形支架一端压紧块。从图1中可见锁紧支架刚好可以盖住所有的滤筒，使得在锁紧机构锁紧的时候可以限制滤筒的活动，而当锁紧机构开启的时候则可以将滤筒取出。混有杂物的空气从滤筒的开口部位进入，经过滤筒上的网孔21进入导风管13，从而将杂物过滤在滤筒上，滤筒可拆卸并取下清除杂物。
滤筒2的横截面为圆筒、正多边形形状；滤筒上开设的网孔21为通孔，其直径大小通常为0.1～15mm；本实施方式中滤筒的开孔率（通孔面积除以圆筒侧面与底部的面积之和）相应为30～60%。
过滤系统中空气通过滤筒的流通面积S应该满足空气的流量Q及流速V的要求，其设计方法如下：
设空气过滤系统经过一段时间t的使用滤筒中已有过滤的杂物，导致网孔部分阻塞，阻塞率为a（0≤a<1）；则滤筒的流通面积S的设计要求满足：S≥Q/(V*(1-a))。根据上述设计约束，空气过滤系统需要在使用时间t之后进行清理，以满足空气的顺畅流通。
根据上述约束条件确定的流通面积为S；考虑到制造工艺、过滤的杂物大小等方面的要求和限制，先确定网孔的半径为r，两孔之间的距离为d（如果是圆筒形，则距离d实际上是弧长），从而可以计算开孔率为b=πr2/d2；如果上述的通孔并不规则，则开孔率b的计算应该是开孔的总面积除以筒身总面积；为了满足流通面积的要求，可以调节圆筒的高度H、半径R、圆筒数量n等因素；上述参数之间需要满足：S=n*(2πRH+πR2)*b。
作为一个典型的实施案例，空气过系统的筒身直径800mm，长度700mm，均匀布置有7个滤筒；每个滤筒高度500mm，半径为100mm；滤筒网孔直径为10mm，孔距为14mm；以上述参数设计加工的空气过滤系统，经测试表明可有满足空气流量为7200m3/h，速度为2m/s的染色机设计要求。该过滤系统可最大限度的增大空气过滤系统中空气的流通面积，使得空气流通更加畅顺。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种空气过滤系统，其特征在于包括筒体（1）、锁紧装置（3）、滤筒固定板（4）和多个滤筒（2），筒体（1）由筒身和锥形的导风管（13）组成；筒体（1）的筒身一端与滤筒固定板（4）焊接固定，另一端与锥形的导风管的大端焊接并连通，锥形的导风管的小端作为空气出风口；滤筒固定板上开有多个孔作为空气的进风口，每个滤筒（2）的进风口端相应安装在一个所述进风口中；筒体（1）的筒身内中部设有滤筒固定支架（12），滤筒固定支架（12）上具有用于固定并供滤筒（2）穿过的多个固定孔，一个固定孔相应地与滤筒固定板（4）上开有的一个孔具有同一中心轴；滤筒（2）由滤筒筒身（22）和底部（23）组成，滤筒（2）的一端为所述底部（23），另一端为开口即进风口端，所述滤筒筒身（22）和底部（23）均布设有网孔（21）；滤筒（2）通过滤筒固定板（2）和滤筒固定支架（12）安装固定在筒体（1）中；锁紧装置（3）用于限制滤筒的活动，锁紧装置（3）包括旋转轴（31）、锁紧支架（32）和锁紧机构（33），其中的旋转轴和锁紧机构通过焊接固定在滤筒固定板（4）上；锁紧支架（32）的一端与旋转轴连接，另一端被锁紧机构锁紧时，锁紧支架（32）压紧所有滤筒（2）；滤筒在锁紧装置（3）开启的状态下能自由取出；混有杂物的空气从滤筒的开口端进入，经过滤筒上的网孔（21）进入导风管（13），从而将杂物过滤在滤筒上。
2.根据权利要求1所述的一种空气过滤系统，其特征在于所述筒体筒身的垂直于长度方向的横截面为圆形或正多边形；所述滤筒筒身的垂直于长度方向的横截面为圆形或正多边形；滤筒固定板上开有的多个孔为圆孔或正多边形孔；滤筒固定支架（12）上具有的固定孔为圆孔或正多边形孔。
3.根据权利要求要求1所述一种空气过滤系统，其特征在于滤筒（2）上设有的网孔（21）为通孔，其直径大小为0.1～15mm；滤筒上网孔（21）的开孔率为30%～60%。
4.根据权利要求要求1所述一种空气过滤系统，其特征在于所述锁紧支架（32）由一个矩形支架和分别与矩形两长边连接且向外突出的两个弧形支架构成；所述锁紧机构（33）包括与滤筒固定板（4）焊接的具有螺纹的固定块和与所述螺纹配合的旋钮，旋钮下方还设有当旋钮旋紧时用于压紧矩形支架一端压紧块。
5.设计权利要求1所述一种空气过滤系统的方法，其特征在于滤筒的流通面积S的设计要求满足：S≥Q/(V*(1-a))；其中Q为空气的流量，V为空气流速，阻塞率为a，0≤a<1。
6.根据权利要求5所述的设计方法，其特征在于设空气过滤系统经过设定时间t的使用，滤筒中已有过滤的杂物，导致网孔部分阻塞，阻塞率为a；根据所述设计要求，空气过滤系统使用设定时间t之后进行清理，以满足空气的顺畅流通。
7.根据权利要求5所述的设计方法，其特征在于根据所述设计要求确定滤筒的流通面积为S；先确定网孔的半径为r，两网孔之间的距离为d，从而得到开孔率为b=πr2/d2；为了满足流通面积S的要求，调节圆筒的高度H、半径R、圆筒数量n，使设计参数满足：S=n*(2πRH+πR2)*b。
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