[發(fā)明專利]一種電焊煙塵擴(kuò)散與吹吸式通風(fēng)控制模擬實驗裝置

有效

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• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107633757B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧穎;張秀玲;王潔鑫;閃順章
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 陳薇

本發(fā)明涉及電焊煙塵擴(kuò)散與吹吸式通風(fēng)控制模擬實驗裝置，包括集氣系統(tǒng)、透明的擴(kuò)散箱、多個溫度傳感器、多個氣體濃度傳感器、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)和吹吸式通風(fēng)系統(tǒng)；擴(kuò)散箱頂部和底部分別設(shè)有通風(fēng)口；集氣系統(tǒng)的進(jìn)氣口設(shè)置在焊接平臺的上方；集氣系統(tǒng)的排氣口連通輸氣管；輸氣管遠(yuǎn)離集氣系統(tǒng)的一端伸入擴(kuò)散箱內(nèi)部，并設(shè)有噴嘴；噴嘴處設(shè)有加熱裝置；多個溫度傳感器和多個氣體濃度傳感器均布在擴(kuò)散箱內(nèi)，并分別電連接數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)；吹吸式通風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機和軸流風(fēng)機，鼓風(fēng)機出風(fēng)端與擴(kuò)散箱底部通風(fēng)口連通，軸流風(fēng)機安裝在擴(kuò)散箱頂部通風(fēng)口內(nèi)。優(yōu)點：實驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可為電焊煙塵的擴(kuò)散機理和吹吸式通風(fēng)控制效果的研究提供科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電焊煙塵擴(kuò)散研究技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電焊煙塵擴(kuò)散與吹吸式通風(fēng)控制模擬實驗裝置。

背景技術(shù)

焊接作業(yè)是一種以加熱、高溫或高壓的方式接合金屬或者其他熱塑性材料的制造工藝及技術(shù)，幾乎涉及所有的工業(yè)領(lǐng)域。焊接作業(yè)的種類有很多，如手工電弧焊、氣體保護(hù)焊、氫弧焊等。由于焊接種類不同，焊接過程中會產(chǎn)生不同的電焊煙塵。研究表明，電焊煙塵屬呼吸性粉塵，其粒徑分布在10μm以下的占99.4％，其中94.2％小于5μm。同時，電焊煙塵含有大量有毒有害物質(zhì)，以微小的固體顆粒向廠方上部空間擴(kuò)散，在通風(fēng)狀態(tài)不佳的情況下，焊接煙塵在廠房車間空氣中滯留，極易造成作業(yè)環(huán)境衛(wèi)生條件不達(dá)標(biāo)，危害工人的職業(yè)健康。

隨著國家對工業(yè)場所環(huán)境衛(wèi)生的要求越來越嚴(yán)，焊接煙塵的治理越來越受到重視。然而，由于電焊煙塵粒徑小易擴(kuò)散、焊接工位多變捕塵困難、焊接煙塵熱氣流滯留特性等使得電焊煙塵的治理成為一項國際性技術(shù)難題，每年仍有大量焊接作業(yè)人員受到職業(yè)病危害。

通風(fēng)控制是電焊煙塵治理的重要技術(shù)手段。當(dāng)前針對電焊煙塵擴(kuò)散和通風(fēng)的研究主要有實驗研究、理論分析及數(shù)值模擬等，研究的困難主要表現(xiàn)在：由于電焊煙塵擴(kuò)散規(guī)律極其復(fù)雜，既涉及湍流擴(kuò)散形式，也涉分子擴(kuò)散及其他的運動形式，使得電焊煙塵擴(kuò)散機理的研究較為困難；通常使用自然通風(fēng)或置換通風(fēng)解決焊接廠房的通風(fēng)問題，但焊接煙塵本身具有一定的升力，且焊接點布置比較靈活，采用吹吸式通風(fēng)可以節(jié)省部分能量，而當(dāng)前還沒有針對焊接煙塵吹吸式通風(fēng)研究的實驗裝置；電焊煙塵熱氣流滯留特性明顯，在擴(kuò)散機理未明確的情況下運用計算流體動力學(xué)CFD軟件進(jìn)行通風(fēng)效果的數(shù)值模擬，且缺乏實驗對比，易出現(xiàn)模擬結(jié)果不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電焊煙塵擴(kuò)散與吹吸式通風(fēng)控制模擬實驗裝置，有效的克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種包括集氣系統(tǒng)、透明的擴(kuò)散箱、多個溫度傳感器、多個氣體濃度傳感器、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)和吹吸式通風(fēng)系統(tǒng)；

上述擴(kuò)散箱頂部和底部分別設(shè)有通風(fēng)口；

上述集氣系統(tǒng)的進(jìn)氣口設(shè)置在上述焊接平臺的上方，用以收集焊接平臺焊接時產(chǎn)生的電焊煙塵；

上述集氣系統(tǒng)的排氣口連通有輸氣管；

上述輸氣管遠(yuǎn)離集氣系統(tǒng)的一端穿過上述擴(kuò)散箱側(cè)壁并伸入上述擴(kuò)散箱內(nèi)部下端，并連通設(shè)有噴嘴；

上述噴嘴處設(shè)有用以對噴嘴加熱的加熱裝置；

多個上述溫度傳感器和多個上述氣體濃度傳感器分別均布在上述擴(kuò)散箱內(nèi)，并分別電連接上述數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)；

上述吹吸式通風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機和軸流風(fēng)機，上述鼓風(fēng)機的出風(fēng)端通過管道可拆卸的與上述擴(kuò)散箱底部的通風(fēng)口連接并連通，上述軸流風(fēng)機可拆卸的安裝在上述擴(kuò)散箱頂部的通風(fēng)口內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果是：裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作使用方便，實驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠的特點，可為電焊煙塵的擴(kuò)散機理和吹吸式通風(fēng)控制效果的研究提供科學(xué)依據(jù)，有利于在電焊煙塵治理與通風(fēng)控制研究領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。