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专利号: 2025102100943
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种焊接烟尘及滤筒双重磁化协同增效降尘装置,其特征在于,包括:

除尘器箱体(5),顶部安装有烟尘浓度传感器(2);

引风机(1),安装在除尘器箱体(5)内,烟尘浓度传感器(2)设置在引风机(1)的排气口处;

滤筒(44)除尘单元(4),安装在除尘器箱体(5)内,且位于引风机(1)下侧,用于对焊接烟尘进行吸附、过滤;

脉冲喷吹单元(3),安装在除尘器箱体(5)上,用于将滤筒(44)除尘单元(4)上附着的烟尘吹落;

烟尘磁化聚并单元(6),一端安装在除尘器箱体(5)上,并朝向滤筒(44)除尘单元(4)设置,用于将焊接烟尘磁化聚集;

焊接烟尘捕收单元(7),设置在焊接工作台(8)的一侧,一端与烟尘磁化聚并单元(6)连接;引风机(1)启动后,焊接烟尘捕收单元(7)对焊接工作台(8)处产生的焊接烟尘进行捕收,焊接烟尘在烟尘磁化聚并单元(6)内被磁化聚集后进入到除尘器箱体(5)内,经过滤筒(44)除尘单元(4)过滤后的气流由滤筒(44)除尘单元(4)内部经引风机(1)排出;

所述焊接烟尘捕收单元(7)包括管道(70)、底座(71)、机械臂(74)、三通管(78)和烟尘收集罩(79);

所述烟尘磁化聚并单元(6)包括磁化聚并管(62)和多个组合永磁体(61);磁化聚并管(62)的一端与所述管道(70)连接,另一端连接于所述除尘器箱体(5)上;组合永磁体(61)固定在磁化聚并管(62)的内部;多个组合永磁体(61)在磁化聚并管(62)内沿着磁化聚并管(62)的轴线方向呈等间隔阵列分布;组合永磁体(61)的截面形状为圆环形;组合永磁体(61)包括两个弧形磁铁,两个弧形磁铁以组合永磁体(61)的轴线为中心呈圆周阵列分布;

弧形磁铁由多个不同方向的磁铁按海尔贝克阵列排列,包括:磁铁Ⅰ(611)、磁铁Ⅱ(612)、磁铁Ⅲ(613)、磁铁Ⅳ(614)、磁铁Ⅴ(615)、磁铁Ⅵ(616)、磁铁Ⅶ(617)、磁铁Ⅷ(618);其中磁铁Ⅰ(611)、磁铁Ⅴ(615)磁场方向与磁化聚并管(62)的横截面相切,方向相反;磁铁Ⅲ(613)、磁铁Ⅶ(617)磁场方向沿磁化聚并管(62)的径向设置,方向相反;磁铁Ⅱ(612)、磁铁Ⅳ(614)的磁场方向关于磁铁Ⅲ(613)对称向外,夹角为40°;磁铁Ⅵ(616)、磁铁Ⅷ(618)的磁场方向关于磁铁Ⅶ(617)对称向内,夹角为40°;磁铁Ⅴ(615)、磁铁Ⅶ(617)、磁铁Ⅷ(618)的S极朝向组合永磁体(61)的轴线方向设置;磁铁Ⅱ(612)、磁铁Ⅲ(613)、磁铁Ⅳ(614)的N极朝向组合永磁体(61)的轴线方向设置;磁铁Ⅰ(611)的N极朝向磁铁Ⅱ(612)设置;磁铁Ⅴ(615)的N极朝向磁铁Ⅳ(614)设置;磁铁Ⅱ(612)在磁化聚并管(62)外部的磁感线到达磁铁Ⅰ(611)末端路径缩短;磁铁Ⅳ(614)在磁化聚并管(62)外部的磁感线能更快到达磁铁Ⅴ(615)末端;磁铁Ⅱ(612)、磁铁Ⅳ(614)在磁化聚并管(62)外部磁感线密度下降,产生的磁场强度减弱;磁铁Ⅵ(616)在磁化聚并管(62)内部的磁感线到达磁铁Ⅴ(615)末端的路径增长,磁铁Ⅷ(618)同理;磁铁Ⅵ(616)、磁铁Ⅷ(618)在磁化聚并管(62)内部磁感线密度升高,产生的磁场强度增强。

2.如权利要求1所述的一种焊接烟尘及滤筒双重磁化协同增效降尘装置,其特征在于,底座(71)设置在焊接工作台(8)的一侧;机械臂(74)安装在底座(71)上;焊枪(76)安装在机械臂(74)上;三通管(78)的上端套接固定在焊枪(76)上,并通过密封塑料(77)封堵焊枪(76)外部和三通管(78)之间的空隙;烟尘收集罩(79)固定在三通管(78)的下端;三通管(78)的一端通过扩散管与管道(70)相连接,管道(70)的另一端与所述烟尘磁化聚并单元(6)相连接。

3.如权利要求2所述的一种焊接烟尘及滤筒双重磁化协同增效降尘装置,其特征在于,所述烟尘收集罩(79)内固定设置有支撑件(791);所述支撑件(791)包括支撑环和多个支撑杆;多个支撑杆以支撑环的轴线为中心呈圆周阵列分布;支撑杆的一端与支撑环固定连接,另一端与烟尘收集罩(79)固定连接;支撑杆沿支撑环的径向方向设置;焊枪(76)的前端自所述三通管(78)内穿过支撑环并延伸至烟尘收集罩(79)内。

4.如权利要求1所述的一种焊接烟尘及滤筒双重磁化协同增效降尘装置,其特征在于,所述滤筒(44)除尘单元(4)包括滤筒(44)、固定环(41)、环形套(43)、充磁线圈(42)和驱动组件;滤筒(44)的外壁设置有褶皱;所述除尘器箱体(5)上设置有控制开关(54);固定环(41)、滤筒(44)固定在除尘器箱体(5)上;固定环(41)套接在滤筒(44)的外侧顶部;环形套(43)可活动的套接在滤筒(44)上;充磁线圈(42)套接在滤筒(44)上,上端与固定环(41)固定连接设置,下端与环形套(43)固定连接设置;环形套(43)的内壁上固定设置有多个与滤筒(44)的褶皱相匹配的毛刷(431);充磁线圈(42)通过固定环(41)与控制开关(54)连接;驱动组件设置在除尘器箱体(5)上,用于带动环形套(43)沿着滤筒(44)的轴线方向运动。

5.如权利要求4所述的一种焊接烟尘及滤筒双重磁化协同增效降尘装置,其特征在于,所述驱动组件包括电机(47)、转动轴(46)、输送带(49)、滑块(45);电机(47)固定在所述除尘器箱体(5)上;转动轴(46)可转动的安装在除尘器箱体(5)上,一端与电机(47)传动连接;

输送带(49)套接安装在转动轴(46)上,由转动轴(46)驱动运行;滑块(45)安装在输送带(49)上,一端与环形套(43)固定连接设置;滑块(45)上插接设置有插销(451),输送带(49)上等间隔阵列设置有多个插孔(491),插销(451)穿过插孔(491)插入在滑块(45)上,将滑块(45)与输送带(49)固定连接。

6.如权利要求4所述的一种焊接烟尘及滤筒双重磁化协同增效降尘装置,其特征在于,所述滤筒(44)除尘单元(4)还包括V型板(48);V型板(48)固定在所述除尘器箱体(5)上;V型板(48)包括两个对称设置的滤板;两个滤板朝向所述烟尘磁化聚并单元(6)的一侧相固定连接,夹角为60°;滤板由玻璃纤维缠绕而成,呈麻花状,中间有缝隙和小孔。

7.如权利要求1所述的一种焊接烟尘及滤筒双重磁化协同增效降尘装置,其特征在于,所述除尘器箱体(5)内设置有灰斗(55)和落灰屉(56),灰斗(55)位于所述滤筒(44)除尘单元(4)的下方,落灰屉(56)位于灰斗(55)的下方;除尘器箱体(5)上铰接安装有门板,门板上固定设置有把手(53)。

8.如权利要求4所述的一种焊接烟尘及滤筒双重磁化协同增效降尘装置,其特征在于,所述除尘器箱体(5)的内部固定设置有两个分隔板(52);分隔板(52)置于所述引风机(1)和所述滤筒(44)除尘单元(4)之间;分隔板(52)上设置有与引风机(1)、滤筒(44)除尘单元(4)相对应的圆孔;所述固定环(41)固定在分隔板(52)的下部。

9.如权利要求5所述的一种焊接烟尘及滤筒双重磁化协同增效降尘装置的降尘方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:启动焊接烟尘捕收单元(7),焊枪(76)在焊接工作台(8)上进行焊接作业,产生焊接烟尘;焊接烟尘通过烟尘收集罩(79)捕收,并经三通管(78)流入管道(70);含尘气流随后经过扩散管降低气流速度,再进入烟尘磁化聚并单元(6);在烟尘磁化聚并单元(6)内,焊接烟尘在组合永磁体(61)产生的强磁场作用下被磁化并聚集,从而增大烟尘颗粒的粒径,随后进入滤筒(44)除尘单元(4);

步骤二:焊接烟尘进入滤筒(44)除尘单元(4)后,首先经过V型板(48)导流;V型板(48)使大部分含尘气流向两边流动,实现滤筒(44)各面的均匀捕集;同时,部分焊接烟尘能够穿过滤板的缝隙和小孔,确保直面管道(70)处的滤筒(44)也能有效捕集烟尘颗粒;

步骤三:当滤筒(44)除尘单元(4)进入清灰阶段时,脉冲喷吹单元(3)的喷嘴喷出高压气流,将滤筒(44)的褶皱处的滤料上附着的烟尘喷吹清除,使其落入灰斗(55),并通过落灰屉(56)排出系统;喷吹清灰完成后,电机(47)驱动使转动轴(46)旋转,带动输送带(49)向下移动;环形套(43)向下运动时,带动毛刷(431)刷洗滤筒(44)外壁褶皱上未清理完全的烟尘;当环形套(43)移动到滤筒(44)底部时,打开控制开关(54),使充磁线圈(42)通电,产生磁场,对滤筒(44)上的磁性滤料进行充磁处理,确保滤筒(44)在再次工作时对磁化焊接烟尘保持有足够的吸引力,从而保证滤筒(44)除尘的高效性和重复使用性。