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1設(shè)計背景以及意義
（1）設(shè)計背景。由于我國自動化行業(yè)起步較晚，國內(nèi)對機械加工過程中產(chǎn)生的氣霧污染認識還比較少，在氣霧處理方面不重視，因此對氣霧處理方面的研究僅僅處于初級階段，缺乏理論研究，只能憑借平常積累的經(jīng)驗對加工的霧狀物進行簡單的收集以及簡易處理，在一定程度上存在盲目性和不確定性。國內(nèi)市場油霧過濾器，其目的僅僅為實現(xiàn)收集設(shè)備產(chǎn)生的油霧氣體，并將其冷凝排放，并不能達到將微小顆粒固體、 有害氣體進行真正的回收與處理。
（2）設(shè)計意義。為切合國家發(fā)展理念，堅持綠色發(fā)展，推動低碳循環(huán)發(fā)展，建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。項目組自主研發(fā)設(shè)計全封閉電離型氣霧過濾器，將機械加工過程中產(chǎn)生的氣霧、油霧進行收集，再通過高壓靜電電離收集， 且過濾層可長期使用、定期更換，達到 99.8%的凈化效果。
2 設(shè)計方案
該氣霧過濾器采用密封艙式機構(gòu)，主要由油霧收集艙，前置 過濾系統(tǒng)，靜電高壓電離系統(tǒng)，靜電收集系統(tǒng)，后置過濾系統(tǒng) 以及電氣控制系統(tǒng)等組成。根據(jù)庫倫定律，兩個帶電體之間互 相作用力的大小與其所帶電量乘積成正比，與其之間距離平 方比成反比，電場上任何一點電場強度在量值和方向上等于 單位正電荷在該點所受作用力。圖 1 為靜電高壓氣霧過濾器效果圖。

圖 1 靜電高壓氣霧過濾器效果圖
（1）前置、后置過濾系統(tǒng)。鑒于整體過濾系統(tǒng)的可靠運行 以及低維護費用，該系統(tǒng)的收集以及處理局采用分離型，避免 了油霧對系統(tǒng)的侵蝕。前過濾系統(tǒng)采用離心風(fēng)機帶動高拋光 漩渦式收集器對產(chǎn)生油霧的范圍進行高效收集。
前置過濾器使用不銹鋼絲過濾網(wǎng)，對絕大部分大顆粒油霧進行收集，可根據(jù)現(xiàn)場油霧種類和濃度選擇不同配置，后置 過濾器采用超密集過濾網(wǎng)與木炭組成夾層過濾網(wǎng)，電離后的 氣體再次過濾凈化，達到標準排放要求。該產(chǎn)品所有使用的不 銹鋼過濾網(wǎng)以及超密夾層過濾網(wǎng)均采用屜式，便于后期的清 理、維護、保養(yǎng)。
（2）靜電高壓電離系統(tǒng)。靜電高壓電離系統(tǒng)選用穩(wěn)定的高壓電源模塊，污染油霧通過電離段時，利用高壓電極絲和電極板間形成電場，將小顆粒油霧進行高壓充電，使其帶正電荷， 當帶電氣霧通過收集段時，設(shè)置多層陰極板，由于帶電正電荷小顆粒油霧與陰極電極的相互吸附作用，使油霧中的小顆粒全部吸附于陰極板中，使具有一定厚度的顆粒在自重作用下跌落在灰斗中，從而達到清除小顆粒物體的目的。
（3）電氣控制系統(tǒng)。電離型氣霧過濾器可作為單一裝置與 需氣霧處理的設(shè)備進行連接，電氣控制采用多重保護，包括電 源穩(wěn)壓監(jiān)控、電動機短路、過載、過電流保護以及防護門開關(guān)保護等，并預(yù)留信號交互接口，與需氣霧處理的設(shè)備進行電氣 信號交互，達到過濾器的自動啟停、報警輸出與診斷，實現(xiàn)與使用設(shè)備的實時同步。
3工作原理及性能分析
（1）工作原理。電離型氣霧過濾器的工作原理是利用高壓 電場使油霧發(fā)生電離，氣流中的小顆粒油霧荷電在電場作用 下與氣流分離。正極由不同斷面形狀的金屬導(dǎo)線制成，叫放電 電極。負極由不同幾何形狀的金屬板制成，叫集塵電極。
電離型氣霧過濾器的性能受油霧性質(zhì)、設(shè)備構(gòu)造和氣流速等三個因素的影響。油霧的比電阻是評價導(dǎo)電性的指標，對 除塵效率有直接的影響。比電阻過低，塵粒 難以保持在集塵電極上，致使其重返氣流。比電阻過高，到達集塵電極的塵粒 電荷不易放出，在塵層之間形成電壓梯度會產(chǎn)生局部擊穿和 放電現(xiàn)象。這些情況都會造 成除塵效率下降。
電離型氣霧過濾器的電源由控制箱、升壓變壓器和整流器組成。電源輸出的電壓高低對電離效率也有很大影響。因 此，電離型氣霧過濾器運行電壓需保持 40～75kV 乃至 100
kV 以上。
（2）工作性能分析。 電離型氣霧過濾器采用*的設(shè)計理念，充分考慮人機工程學(xué)，采用一些列模塊化設(shè)計，包括：集霧口的軟連接、各過濾裝置的抽屜式設(shè)計、電離系統(tǒng)的過載、短路保護以及電氣控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)與使用設(shè)備的工作運行狀態(tài)實時監(jiān)控、過濾器的故障輸出與診斷，過濾器所有模塊均采用機械結(jié)構(gòu)與電氣結(jié)構(gòu) 雙重保護，的實現(xiàn)設(shè)備的保護功能。
經(jīng)實驗驗證，該電離型氣霧過濾器性能要求達到理論設(shè) 計方案，并取得了較好的經(jīng)濟效益，靜電式空氣凈化裝置具有 凈化效率高，處理煙氣、霧氣量大，使用壽命長，運行費用低等 優(yōu)點。不僅用于磨床、齒輪加工、大型加工中心，也適用于加工 時產(chǎn)生大量油霧、塵埃、油煙、乳化氣霧的其他設(shè)備上。
4結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)發(fā)展水平的日益提高，人們對環(huán)境 意識的增強，對操作環(huán)境空氣污染的控制，對車間及生產(chǎn)場地 空氣污染的治理已不再是一種奢求，經(jīng)過大量的實驗測試，在 電離式氣霧過濾器中，采用葉輪將空氣流動放大作為油霧抽 吸裝置，從性能上*油霧抽吸的需求。而葉輪與傳動電 機之間防護密封良好，油霧不會傳入傳動裝置，降低了后期的維修問題。
采用電離法作為油氣的分離方法，結(jié)構(gòu)簡單，安裝、維修方便，工作連續(xù)可靠，成本低，易于清洗，易于實現(xiàn)自動控制， 可收集 1um 以下顆粒，且能耗低，被吸附的油霧粒子，聚集為油滴留下。
目前國內(nèi)對油霧的處理很少有相對應(yīng)的理論研究報告， 其設(shè)計的全封閉電離型氣霧過濾器，在結(jié)構(gòu)性能設(shè)計上有更好的突破。通過空氣流動學(xué)的加入，對油霧冷卻預(yù)分離有了更好的效果，全封閉電離型氣霧過濾器外形能很好融入機場設(shè)計風(fēng)格，可實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。總之全封閉電離型氣霧過濾器有很大的發(fā)展機遇，市場需求及產(chǎn)業(yè)化前景良好