一种简易的工件打磨电除尘装置的设计

薛丰　公衍强

摘 要：为积极响应“大众创业，万众创新”的号召，提高自主创新能力，我们自主设计研制了一套简易的工厂工件打磨除尘装置，利用高压电场对场内运动的固体颗粒、尤其是金属颗粒物的作用力，实现除尘的目的。

关键词：升压模块；高压直流电场；风机；电除尘

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.040

0 引言

据有关资料显示，科特雷尔（Joshua Carroll）于1907年率先将静电除尘技术应用在净化工业烟气上，并获得成功。当今社会，更是把电除尘装置应用于各大工业及其他各相关领域，技术日趋成熟。随着环保问题的日益重视，电除尘装置的设计必将趋于成熟化、多元化。目前市场上的电除尘装置大多结构及其制作工艺相当复杂，针对这一实际问题，我们设计小组通过结合学校有限资源设计研发了一套简易的电除尘装置，旨在节俭经济成本，以及面向大众化推广。

1 原理

除尘原理如下图1所示。加工现场的含粉尘的空气经由风机导入除尘管道。除尘管道为矩形，上表面和下表面由导体制作，两个侧面为绝缘体。上表面接直流电源的正极，下表面接直流电源的负极，由此构成一个平行板电容器。只要使粉尘颗粒带正电荷，那么，在电场中，颗粒会在电场力的作用下，向负极板（下层板）移动。

为使颗粒带上电荷，在管道中等距垂直放置一组金属网，金属网与上层极板（正极）相连，与下层极板绝缘。当空气中的粉尘通过网孔时，部分颗粒会带上正电荷。

装置考虑到要及时收集落入负极板上的粉尘，所以将整个管道水平放置，在负极板的表面灌入薄厚适宜的海绵，。使运动到负极板的粉尘颗粒浸入海绵孔中，对颗粒起吸附作用。

2 关于升压模块的设计

磁心变压器可以由行输出变压器改制，放电针两端可以输出10KV以上电压。在电压源的设计中，还应当包括相应的整流电路、稳压电路及保护电路，目前市场上已具备相应的电路设计成品。

3 针对颗粒物在电场中运动及带电的措施

在设计中上极板采用表面没有进行处理的铁板，下极板采用相同的铁板，连同电压源构成高压直流电场，将上极板的一角打孔引出导线用于与变压器的正极分别相连，且上极板打孔若干个将铁丝网与其固定。这样当空气中的粉尘通过网孔时，部分颗粒会带上正电荷。

在试验中用蚊香燃烧产生的粉尘代替打磨时产生的金属颗粒，在实际操作中金属颗粒更容易带电，实验效果更加明显（图2）。

4 粉尘收集数据分析及后续处理的方案

由等效替代法试验后，经分析可得出，该装置对固体颗粒有较好的吸附能力，升压模块和高压直流电场的构造作为设计的核心部位在除尘中起到了良好的作用，该设计在实际操作中能够满足除尘的操作要求。

对于海绵要适时清理，否则将会影响实际效果。

5 关于技术改进的设想

装置的简易化是设计的初衷，在第4部分中对海绵的清理问题做出了相关讨论，结合工厂实际操作情况，为避免磁暴现象，我们做出以下设计构想，为设计装置添加传送装置，将吸附有金属颗粒物的海绵围绕下极板传送转动起来，下极板下方设有水槽，海绵经过水槽后，金属颗粒物被洗净，沉降，若金属颗粒物有必要的利用价值，则将其再回收利用，不仅减小了污染物的排放，而且实现了资源的再利用。

参考文献：

[1]周政.自制“静电除尘演示器”[J].实验教学与仪器，2015（01）：49.

[2]Joshua Carroll and Stephen Hughes.Using a video camera to measure the radius of the Earth U1.PHYSICSEDU CATION ，2013.

[3]陈光军.环保静电除尘系统设计-电子测量技术[J].2004（03）.

[4]赵芳.物理创新实验——静电除尘[J].科技资讯，2012（18）：201.

[5]蔡松波.高压静电除尘控制器的硬件设计[J].科技向导，2013（17）：262.