工业滤筒除尘器结构强度研究

目前我国大气污染问题非常严重,中小型企业是污染主体之一。而对于中小型企业而言,利润空间相对有限,很少使用除尘设备。因此,只有开发效率高、成本低的除尘设备,才能解决中小企业污染问题。鉴于此,项目组与某企业合作,开发适用于中小型企业的滤筒除尘器。本文进行结构强度研究,为滤筒除尘器的结构设计和性能改进提供参考。首先,介绍了工业滤筒除尘器过滤过程和清灰过程的工作原理。提出了除尘器的设计目标,在三维绘图软件Pro/E中建立了除尘器的几何模型。以有限元分析理论为基础,对模型进行适当的简化,之后在限元分析软件ANSYS中建立工业滤筒除尘器的有限元模型,为后续结构强度分析奠定基础。其次,对除尘器进行静力学分析。研究发现,除尘器整体受力均匀,变形较小。最大变形位置出现箱体壁板,最大变形为21.4mm,超过壁板的许用挠度值。总体结构的最大应力为94.9MPa,小于许用应力值。其他重要组成部件的应力最大值和变形最大值均满足要求。但是,支腿安全系数较大,后箱体壁板部分结构强度有较大的富余,该部分有较大的优化空间。然后,对除尘器进行动力学分析。模态分析结果发现,该除尘器一阶固有频率为9.02Hz,一阶振型位于出气口法兰处。第二至第六阶固有频率依次增加,在10.57~21.76Hz范围内,且第二至第六阶固有振型均为箱体壁板的呼吸振动。反吹时设置最佳喷吹频率为10~12.5Hz,第二阶固有频率为10.57Hz,反吹频率与结构的第二阶固有频率相近,反吹时会发生结构的共振。对除尘器风机振动处进行谐响应分析,发现水平方向最大位移为0.64 mm,竖直方向振动最大位移0.1mm,风机水平方向比竖直方向振动严重。另外,对滤筒底部进行谐响应分析,在最佳反吹频率段处谐响应振动不明显,反吹时不会发生共振。瞬态动力学分析,得到多孔板处振动位移随时间变化曲线,最大振动位移为2.83mm,产生的变形较小,满足结构设计的要求。最后,结合静力学和动力学分析,发现原滤筒除尘器在结构设计上存在的问题。提出主要的修改方法,将修改前后的静力学分析和动力学分析结果进行对比。结构修改后应力分布更加均匀,最大应力由94.9MPa减小到54.2MPa,同时修改后的一阶固有频率从9.02Hz增加到16.96Hz,有效的避开了反吹频率,避免了共振。另外修改后节约了38.05kg钢材,约占整个除尘器结构的4.9%。

一种褶式滤筒除尘器及其滤筒框架和该框架的使用方法

本发明公开了一种褶式滤筒除尘器及其滤筒框架和该框架的使用方法,属于工业除尘技术领域,其解决了现有褶式滤筒除尘器滤筒滤料容易变形的问题.本发明的滤筒框架包括下端盖和支撑环;所述的支撑环为环形褶状结构;所述的环形褶状结构沿环面向外凸出的一端设置有外部卡槽,向内凹进的一端设置有中心卡槽;所述的外部卡槽和中心卡槽内均设置有支撑杆;所述的支撑杆的端部固定在所述的下端盖上.本发明能够有效防止滤筒滤料整体以及局部的变形,从而提高滤筒滤料的过滤效果,降低清灰难度,具有结构简单,设计合理,易于制造的优点.