一種干混砂漿運(yùn)輸車(chē)專(zhuān)用除塵裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

王建設(shè)

山東魯峰專(zhuān)用汽車(chē)有限責(zé)任公司 山東泰安 271000

1 前言

為保護(hù)環(huán)境、減少污染，干混砂漿運(yùn)輸車(chē)及移動(dòng)筒倉(cāng)在建筑業(yè)中應(yīng)用得較為廣泛。由于商品干混砂漿在運(yùn)輸過(guò)程中采用密閉容器裝載，減少了污染；到了建筑工地以后，商品干混砂漿直接加水?dāng)嚢枋褂?，不再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)攪拌，解決了傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)攪拌產(chǎn)生大量揚(yáng)塵的問(wèn)題。但是，干混砂漿運(yùn)輸車(chē)向移動(dòng)筒倉(cāng)充裝料過(guò)程是通過(guò)車(chē)載壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣將粉狀物料充裝到移動(dòng)筒倉(cāng)內(nèi)，隨著移動(dòng)筒倉(cāng)內(nèi)氣壓的升高由排氣管排出氣體到大氣中，氣體會(huì)攜帶出大量的水泥、粉煤灰、添加劑等粉塵，污染環(huán)境，干混砂漿運(yùn)輸車(chē)充裝物料示意如圖1所示。

由于移動(dòng)筒倉(cāng)是在建筑工地使用，需要經(jīng)常移動(dòng)，建筑工地不具備安裝除塵設(shè)施的條件，移動(dòng)筒倉(cāng)因結(jié)構(gòu)和運(yùn)輸問(wèn)題，本身也不適合安裝除塵裝置，而且除塵裝置只在充裝料時(shí)才使用，因此除塵裝置只能安裝在干混砂漿運(yùn)輸車(chē)上。為了有效的除塵，解決充裝料過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵氣體污染空氣的問(wèn)題，研制了一種新型的車(chē)載專(zhuān)用除塵裝置，下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2 傳統(tǒng)的除塵方式

目前行業(yè)中采用隨車(chē)附帶的除塵袋進(jìn)行除塵，除塵袋是一種用中溫濾料制作的布袋，使用時(shí)用束繩捆扎在移動(dòng)筒倉(cāng)排氣管口上，氣體通過(guò)除塵袋后，粉塵經(jīng)過(guò)濾留在除塵袋中，如圖2所示。除塵袋是編織物，過(guò)濾效果差，在充裝料過(guò)程中，還是會(huì)有粉塵排出，污染環(huán)境，影響現(xiàn)場(chǎng)工作人員的健康；而且由于移動(dòng)筒倉(cāng)排出的氣體有一定的壓力，除塵袋經(jīng)常會(huì)被氣壓撐破，有一定的危險(xiǎn)性。

3 新型專(zhuān)用除塵裝置技術(shù)方案及結(jié)構(gòu)原理

3.1 技術(shù)方案

為了克服傳統(tǒng)除塵方式的缺陷，研制了一種操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、成本低，可實(shí)現(xiàn)完全清除在裝料過(guò)程中產(chǎn)生粉塵的除塵裝置。

該新型除塵裝置安裝在車(chē)輛的尾部，通過(guò)軟管與移動(dòng)倉(cāng)的排氣管連接，可保證充裝料時(shí)移動(dòng)筒倉(cāng)排出的氣體粉塵能夠通過(guò)充滿(mǎn)水的密閉容器內(nèi)，水泥、粉煤灰、添加劑等粉塵滯留在水中，沉淀后排出，過(guò)濾后的潔凈氣體排放到大氣中，有效起到了除塵作用，新型除塵裝置如圖3所示。

該裝置的特點(diǎn)是：a. 除塵裝置是在密閉的狀態(tài)下工作，完全的杜絕了污染空氣；b. 過(guò)濾介質(zhì)為水，對(duì)水泥、粉煤灰等粉塵過(guò)濾效果好，而且可以重復(fù)使用；c. 體積小，操作簡(jiǎn)便，安全可靠；d. 制作成本低，使用壽命長(zhǎng)。

3.2 結(jié)構(gòu)原理

本除塵裝置由進(jìn)氣氣管、6個(gè)出氣管、連接法蘭、多孔隔板、除塵筒體（筒體內(nèi)注滿(mǎn)水）、閘閥組成，如圖4、5所示。本裝置的進(jìn)氣氣管裝有快速接頭，用軟管與干混砂漿移動(dòng)筒倉(cāng)的排氣口相連接，移動(dòng)筒倉(cāng)充裝料時(shí)排氣口排出的氣體粉塵由進(jìn)氣氣管進(jìn)入筒體，在水以及多孔隔板的作用下，水泥、粉煤灰、添加劑等粉塵就會(huì)滯留在水中，潔凈的空氣則由出氣管排出。本裝置筒體下端做成錐形，以便于水泥、粉煤灰、添加劑等粉塵沉淀堆積在筒體末端，方便打開(kāi)閘閥排出。

3.3 除塵器體積及壁厚的確定

目前干混砂漿運(yùn)輸車(chē)的有效容積為22 m3，充裝料時(shí)間為50 min，因此除塵器處理能力應(yīng)達(dá)到7.3 L/s。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，確定除塵器的容積為88.5 L，直徑為450 mm，除塵器的設(shè)計(jì)壓力為0.05 MPa。

采用下列公式對(duì)上平蓋的材料厚度進(jìn)行計(jì)算[1]：

式中，DC為平蓋計(jì)算直徑，mm；K為結(jié)構(gòu)特征系數(shù)，K=0.2；P為設(shè)計(jì)壓力，MPa；φ為焊縫系數(shù)，φ= 0.7； [σ]t為設(shè)計(jì)溫度下的材料許用應(yīng)力，MPa。

采用Q235材質(zhì)的板材制作時(shí)，計(jì)算得出材料厚度為4.4 mm，實(shí)際可采用5 mm的板材。

采用下列公式計(jì)算筒體的材料厚度：

式中，D為圓筒直徑，mm；C為壁厚附加量，C=0.12；[]為材料σ的許用應(yīng)力，MPa。

采用Q235材質(zhì)的板材制作時(shí)，計(jì)算得出的材料厚度為1.33 mm，實(shí)際可采用2 mm的板材。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，該裝置除塵效果良好，而且安裝簡(jiǎn)便，使用成本低廉，已經(jīng)申報(bào)國(guó)家專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)：ZL 2014 2 0376065.1）。該新型除塵器還可根據(jù)不同的使用環(huán)境，采用不銹鋼材質(zhì)、鋁合金材質(zhì)及碳素鋼材質(zhì)制作加工；可根據(jù)移動(dòng)筒倉(cāng)排氣量的不同，改變本裝置筒體的容積大?。灰部刹捎闷渌^(guò)濾介質(zhì)，用于其他行業(yè)的除塵。

[1] 徐達(dá),蔣崇賢.專(zhuān)用汽車(chē)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1998.