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基于煤炭制样室的堆掺升降吸尘模块设计

摘 要：传统制样过程中，需要对煤样进行多次的堆掺及缩分，在此过程中，产生大量的粉尘，对操作者造成较大伤害。文中从实例出发，设计出具有升降装置的堆掺吸尘模块，解决了堆掺及手工缩分过程中产生的粉尘，并在实际应用中取得较好的效果。
关键词：堆掺；升降模块；吸尘
煤炭制样，是将所采集的具有代表性的原始煤样，按照标准规定的程序与要求，对其进行破碎、筛分、混合、缩分等操作，以逐步减少煤样的粒度和数量，使最终得到的少量试样能代表原始煤样的平均品质。煤样制备是煤样经过上述步骤制备成能代表原始煤样特性的分析（试验）用煤样。它是煤炭采制化流程当中承前启后不可或缺的环节，在整个煤炭检测当中占有相当重要的位置。
根据GB474-2008《煤样的制备方法》要求，人员操作贯穿整个制样环节。所以解决这一问题的关键在于改善制样环境，而改善环境的首要问题就是解决制样过程中产生的粉尘。其中，堆掺及缩分过程中接触粉尘最多，急需解决在此过程中产生的粉尘。
1堆掺区粉尘特点分析
1.1粉尘尘源分析
煤制样间是一个粉尘污染非常严重的工作场所，在整个制样过程，样品通过破碎设备制备成小颗粒的样品，在挤压、撞击、切割过程中会产生200μm～0.2mm的极小颗粒，即我们称之为粉尘。
小颗粒的粉尘由于驱动力的惯性飞扬及设备运行时的震动产生扬尘，这些扬尘会逐渐弥漫于整个制样室，且产生的过程是由下向上及四周无规则运动。
1.2煤制样间产生粉尘尘源点
（1）制样室破碎机作业时从门板缝隙泄露产生的扬尘；
（2）振筛机、缩分器作业时离心力、撞击力作用产生的扬尘；
（3）人工制样过程样品掺合、缩分时翻动、摆动产生的扬尘；
（4）制样间工作台上进行装瓶、封袋时产生的扬尘；
（5）设备和场地清扫时产生二次扬尘。
1.3除尘方法
堆掺区制样工作时产生的粉尘，需要在就近进行粉尘处理，且在除尘后要求保持制样室宽敞，且不影响制样室整体美观的功能。由于传统制样室堆掺主要还是人工堆摻，粉尘扬起时高度尽量在达到人呼吸高度前除尘。例如顶部吊式吸尘，当产生分粉尘时，顶部的吸尘罩开始吸尘，由于粉尘是四周扩散的，一旦顶部吸尘，所有粉尘将会直接向上运动，经过制样工人的呼吸区域，工作时造成地面的粉尘二次扬起，制样工人增加呼吸粉尘的时间，不符合人机工程学。
堆掺缩分工作时，就需要在刚刚产生粉尘时就及时除尘，即粉尘距离地面很近，没有完全扬起或在扬起的过程中，进行有效的侧吸除尘，不让粉尘在制样室中扩散和弥漫，减少对制样工人呼吸系统的伤害。
2堆掺升降吸尘模块的结构设计
堆掺区域一般在制样室的中间，所以堆掺升降吸尘模块要求工作时能伸出吸尘部分，不工作时不能影响制样室整体美观，且上面能承受一定重量，如推车等等。堆掺升降吸尘模块放置在地沟上面。
通过盖板把整个堆掺升降吸尘模块的重量放置在地沟上面，且与地沟的角钢接触，盖板上表面与制样室地面平齐，当堆掺升降吸尘模块不工作时，就相当于一块地沟盖板。当每样进入制样室，需要进行堆掺、缩分等工作时，首先打开按钮盒盖子，启动按钮，主管道气管上的气源通过电磁阀进入气缸，气源目前主要是由空压机提供，在空压机提供的气压作用下，缓缓推动与气缸接头连接的吸尘罩体，吸尘罩体在图3铰链及启动控制的气缸作用下，吸尘罩体缓缓升起，当气缸达到全部行程时，吸尘罩体也全部升起，吸尘罩由不锈钢栅栏做成，地沟中的除尘管道由伸缩软管连接吸尘罩的法兰接口，除尘主管道内的负压通过伸缩软管连接到吸尘罩体，吸尘罩体已升起，对附件堆掺区域的空气产生一种吸力，由吸尘罩体对制样室堆掺区域的粉尘进行收集，产生的粉尘将要扬起或是扩散在吸力的作用下，大部分都会进入到吸尘罩体中，进入吸尘罩体后，由于吸尘罩体内的体积减少（相对于制样室空间），吸尘负压增大，快速的把进入吸尘罩体中含粉尘气体经过伸缩软管进入除尘的主管道，由除尘主管道把含粉尘的气体吸入除尘主机内，有除尘主机实现空气和粉尘的分离，把粉尘通过滤芯或是除尘袋过滤，实现粉尘过滤，把洁净空气排放到室外。
当堆掺工作完成后，堆掺升降吸尘模块打开按钮盒盖子，按下关闭按钮，吸尘罩体在气缸作用下缓缓降下，当堆掺升降吸尘模块的吸尘罩体与模块盖板及地面平齐，合上按钮盒盖子，完成堆掺区的除尘工作。
1.堆掺升降吸尘模块，2.地沟，3.除尘主管道。
3结语
此堆掺升降吸尘模块的设计改变了除尘系统传统的吊顶式或是地面放置式的除尘方式，减少了占地面积，为制样室的整体布局创造了条件，而且操作方面，堆掺升降自如，整体维修成本低。停机不使用时，堆掺升降吸尘模块可以通过手推车等重量的运输工具。
参考文献：
[1]彭丽娟主编.环境工程实用技术读本（第一版） [M].北京：化学工业出版社，2014，7.
[2]张殿印主编.工业除尘设备设计手册（第一版） [M].北京：化学工业出版社，2012，7.
[3]刘伟东主编.除尘工程升级改造技术（第一版） [M].北京：化学工业出版社，2014，2.

-全文完-