一种干混砂浆运输车专用除尘装置的结构设计

王建设

山东鲁峰专用汽车有限责任公司 山东泰安 271000

1 前言

为保护环境、减少污染，干混砂浆运输车及移动筒仓在建筑业中应用得较为广泛。由于商品干混砂浆在运输过程中采用密闭容器装载，减少了污染；到了建筑工地以后，商品干混砂浆直接加水搅拌使用，不再进行现场搅拌，解决了传统的现场搅拌产生大量扬尘的问题。但是，干混砂浆运输车向移动筒仓充装料过程是通过车载压缩机产生的压缩空气将粉状物料充装到移动筒仓内，随着移动筒仓内气压的升高由排气管排出气体到大气中，气体会携带出大量的水泥、粉煤灰、添加剂等粉尘，污染环境，干混砂浆运输车充装物料示意如图1所示。

由于移动筒仓是在建筑工地使用，需要经常移动，建筑工地不具备安装除尘设施的条件，移动筒仓因结构和运输问题，本身也不适合安装除尘装置，而且除尘装置只在充装料时才使用，因此除尘装置只能安装在干混砂浆运输车上。为了有效的除尘，解决充装料过程中产生的粉尘气体污染空气的问题，研制了一种新型的车载专用除尘装置，下面进行详细介绍。

2 传统的除尘方式

目前行业中采用随车附带的除尘袋进行除尘，除尘袋是一种用中温滤料制作的布袋，使用时用束绳捆扎在移动筒仓排气管口上，气体通过除尘袋后，粉尘经过滤留在除尘袋中，如图2所示。除尘袋是编织物，过滤效果差，在充装料过程中，还是会有粉尘排出，污染环境，影响现场工作人员的健康；而且由于移动筒仓排出的气体有一定的压力，除尘袋经常会被气压撑破，有一定的危险性。

3 新型专用除尘装置技术方案及结构原理

3.1 技术方案

为了克服传统除尘方式的缺陷，研制了一种操作简单、结构合理、安全可靠、成本低，可实现完全清除在装料过程中产生粉尘的除尘装置。

该新型除尘装置安装在车辆的尾部，通过软管与移动仓的排气管连接，可保证充装料时移动筒仓排出的气体粉尘能够通过充满水的密闭容器内，水泥、粉煤灰、添加剂等粉尘滞留在水中，沉淀后排出，过滤后的洁净气体排放到大气中，有效起到了除尘作用，新型除尘装置如图3所示。

该装置的特点是：a. 除尘装置是在密闭的状态下工作，完全的杜绝了污染空气；b. 过滤介质为水，对水泥、粉煤灰等粉尘过滤效果好，而且可以重复使用；c. 体积小，操作简便，安全可靠；d. 制作成本低，使用寿命长。

3.2 结构原理

本除尘装置由进气气管、6个出气管、连接法兰、多孔隔板、除尘筒体（筒体内注满水）、闸阀组成，如图4、5所示。本装置的进气气管装有快速接头，用软管与干混砂浆移动筒仓的排气口相连接，移动筒仓充装料时排气口排出的气体粉尘由进气气管进入筒体，在水以及多孔隔板的作用下，水泥、粉煤灰、添加剂等粉尘就会滞留在水中，洁净的空气则由出气管排出。本装置筒体下端做成锥形，以便于水泥、粉煤灰、添加剂等粉尘沉淀堆积在筒体末端，方便打开闸阀排出。

3.3 除尘器体积及壁厚的确定

目前干混砂浆运输车的有效容积为22 m3，充装料时间为50 min，因此除尘器处理能力应达到7.3 L/s。经过试验，确定除尘器的容积为88.5 L，直径为450 mm，除尘器的设计压力为0.05 MPa。

采用下列公式对上平盖的材料厚度进行计算[1]：

式中，DC为平盖计算直径，mm；K为结构特征系数，K=0.2；P为设计压力，MPa；φ为焊缝系数，φ= 0.7； [σ]t为设计温度下的材料许用应力，MPa。

采用Q235材质的板材制作时，计算得出材料厚度为4.4 mm，实际可采用5 mm的板材。

采用下列公式计算筒体的材料厚度：

式中，D为圆筒直径，mm；C为壁厚附加量，C=0.12；[]为材料σ的许用应力，MPa。

采用Q235材质的板材制作时，计算得出的材料厚度为1.33 mm，实际可采用2 mm的板材。

4 结语

经过试验，该装置除尘效果良好，而且安装简便，使用成本低廉，已经申报国家专利（专利号：ZL 2014 2 0376065.1）。该新型除尘器还可根据不同的使用环境，采用不锈钢材质、铝合金材质及碳素钢材质制作加工；可根据移动筒仓排气量的不同，改变本装置筒体的容积大小；也可采用其他过滤介质，用于其他行业的除尘。

[1] 徐达,蒋崇贤.专用汽车结构与设计[M].北京:北京理工大学出版社,1998.