一种电焊烟尘扩散机理的实验研究装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电焊烟尘扩散机理的实验研究装置，包括集气系统、透明的扩散箱、多个温度传感器、多个气体浓度传感器和数据采集分析系统；扩散箱顶部和底部分别设有通风口；集气系统的进气口设置在焊接平台的上方；集气系统的排气口连通输气管；输气管远离集气系统的一端伸入扩散箱内部，并设有喷嘴；喷嘴处设有加热装置；多个温度传感器和多个气体浓度传感器均布在扩散箱内，并分别电连接数据采集分析系统。优点：实验结果准确可靠，可为电焊烟尘的扩散机理和吹吸式通风控制效果的研究提供科学依据。

An experimental research device for the diffusion mechanism of welding fume

The utility model relates to an experimental research device for the diffusion mechanism of welding smoke and dust, which includes a gas collecting system, a transparent diffusion box, a plurality of temperature sensors, a plurality of gas concentration sensors and a data acquisition and analysis system. The air inlet at the top and the bottom of the diffusion box is provided respectively, and the air intake port of the gas collection system is set on the welding platform. The exhaust port of the gas gathering system is connected to the gas transmission pipe, the end of the gas transmission system is extended into the diffusion box, and the nozzle is equipped with a nozzle; the nozzle is equipped with a heating device, and a number of temperature sensors and a number of gas concentration sensors are distributed in the diffusion box, and the data acquisition and analysis system is connected respectively. Advantages: the experimental results are accurate and reliable, which can provide a scientific basis for the research on the diffusion mechanism of welding fume and the control effect of blowing and suction ventilation.

【技术实现步骤摘要】
一种电焊烟尘扩散机理的实验研究装置
本技术涉及电焊烟尘扩散研究
，特别涉及一种电焊烟尘扩散机理的实验研究装置。
技术介绍
焊接作业是一种以加热、高温或高压的方式接合金属或者其他热塑性材料的制造工艺及技术，几乎涉及所有的工业领域。焊接作业的种类有很多，如手工电弧焊、气体保护焊、氢弧焊等。由于焊接种类不同，焊接过程中会产生不同的电焊烟尘。研究表明，电焊烟尘属呼吸性粉尘，其粒径分布在10μm以下的占99.4％，其中94.2％小于5μm。同时，电焊烟尘含有大量有毒有害物质，以微小的固体颗粒向厂方上部空间扩散，在通风状态不佳的情况下，焊接烟尘在厂房车间空气中滞留，极易造成作业环境卫生条件不达标，危害工人的职业健康。随着国家对工业场所环境卫生的要求越来越严，焊接烟尘的治理研究越来越受到重视。然而，当前对电焊烟尘产尘机理的研究基本成熟，而对电焊烟尘扩散机理的研究仍有待深入，尤其是缺少观测与模拟电焊烟尘扩散过程的实验装置。主要表现在：电焊烟尘扩散规律极其复杂，既涉及湍流扩散形式，也涉分子扩散及其他的运动形式，而当前对电焊烟尘扩散机理的研究以理论研究为主，缺少针对单个焊点在自然空间内扩散形式的观测实验装置，无法为电焊烟尘扩散机理的提供基本支持；同时，电焊烟尘扩散机理的理论研究以高斯烟羽模型、湍流扩散模型为主，该类模型具有普适性而无法表征电焊烟尘的烟气特性，缺少对实验研究以对模型的扩散系数进行修正，更没有相关的模拟电焊烟尘扩散过程并能够进行现象观测和参数测定的实验装置。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种电焊烟尘扩散机理的实验研究装置，有效的克服了现有技术的缺陷。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种电焊烟尘扩散机理的实验研究装置，包括集气系统、透明的扩散箱、多个温度传感器、多个气体浓度传感器和数据采集分析系统；上述扩散箱顶部和底部分别设有通风口；上述集气系统的进气口设置在焊接平台的上方，用以收集焊接平台焊接时产生的电焊烟尘；上述集气系统的排气口连通有输气管；上述输气管远离集气系统的一端穿过上述扩散箱侧壁并伸入上述扩散箱内部下端，并连通设有喷嘴；上述喷嘴处设有用以对喷嘴加热的加热装置；多个上述温度传感器和多个上述气体浓度传感器分别均布在上述扩散箱内，并分别电连接上述数据采集分析系统。本技术的有益效果是：装置结构简单，操作使用方便，维护方便，实验结果准确可靠，可为电焊烟尘的扩散机理的研究提供科学依据，有利于在电焊烟尘治理研究领域推广应用。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，上述集气系统包括集气罩、离心式风机和烟气缓存器，上述集气罩设置在上述焊接平台的上方，其内部中空下端敞口，上述集气罩上端具有出气口，上述出气口通过管道与上述离心式风机的进风口连通，上述集气罩的下端敞口构成上述集气系统的进气口，上述离心式风机的出风口通过管道连通上述烟气缓存器，上述烟气缓存器上设有连通其的上述排气口。采用上述进一步方案的有益效果是集气系统结构简单，可有效的对电焊烟气进行缓存并调整烟气浓度，利于后续实验，操作也比较简单。进一步，上述烟气缓存器上设有用以检测其内部烟尘浓度的气体浓度检测仪。采用上述进一步方案的有益效果是便于检测烟气缓存器内的电焊烟气浓度，利于后续实验。进一步，上述输气管上设有第一阀门和第一气体流速测速器。采用上述进一步方案的有益效果是通过第一阀门可灵活的调整输气管内烟气的输出状态，通过第一气体流速测速器可实时的检测输气管内的电焊烟气流量大小，利于实验数据的分析及研究。进一步，多个温度传感器和多个气体浓度传感器分别竖向均匀等间距间隔的布置在上述扩散箱内，并分别排成两列。采用上述进一步方案的有益效果是该设计使得温度传感器和气体浓度传感器分布均匀，测量数据准确度较高。进一步，上述数据采集分析系统包括温度采集器、浓度采集器和后台电脑，上述温度采集器和浓度采集器分别电连接上述后台电脑，上述温度传感器和气体浓度传感器分别电连接上述温度采集器和浓度采集器。采用上述进一步方案的有益效果是利于分别对电焊烟气温度及电焊烟气浓度的采集及分析。进一步，上述扩散箱底部为横截面面积由上至下逐渐减小的漏斗状，上述通风口设置在上述扩散箱底部的中间位置。采用上述进一步方案的有益效果是该设计使得鼓风机吹入扩散箱内的气体能够在扩散箱底部漏斗状处扩散，使气流较为平缓，利于扩散箱内电焊烟尘的扩散稳定。进一步，上述扩散箱外侧壁上竖直设有标尺。采用上述进一步方案的有益效果是通过标尺可以直观的观测到扩散箱内点焊烟尘的扩散状况。附图说明图1为本技术的一种电焊烟尘扩散机理的实验研究装置的结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、集气系统，2、扩散箱，3、温度传感器，4、气体浓度传感器，5、焊接平台，6、输气管，7、喷嘴，8、加热装置，11、集气罩，12、离心式风机，13、烟气缓存器，61、第一阀门，62、第一气体流速测速器，131、气体浓度检测仪。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。实施例一：如图1所示，本实施例的一种电焊烟尘扩散机理的实验研究装置包括集气系统1、透明的扩散箱2、多个温度传感器3、多个气体浓度传感器4和数据采集分析系统；上述扩散箱2顶部和底部分别设有通风口；上述集气系统1的进气口设置在焊接平台5的上方，用以收集焊接平台5焊接时产生的电焊烟尘；上述集气系统1的排气口连通有输气管6；上述输气管6远离集气系统1的一端穿过上述扩散箱2侧壁并伸入上述扩散箱2内部下端，并连通设有喷嘴7；上述喷嘴7处设有用以对喷嘴7加热的加热装置8；多个上述温度传感器3和多个上述气体浓度传感器4分别均布在上述扩散箱2内，并分别电连接上述数据采集分析系统。上述加热装置8为电热丝，并缠绕围设在喷嘴7的四周，用以对喷嘴7进行加热，从而对喷嘴7内经过的电焊烟尘进行加热，电热丝外接电源。实验过程如下：步骤一、电焊烟尘的收集与发出装置启动1)在焊接平台5上做好连续焊接作业准备，将与加热装置8接入电源，并启动加热装置8，将温度加热到设定温度；2)在焊接平台上进行连续焊接作业，启动集气系统1通过集气罩11收集电焊烟尘并存储，直至收集的电焊烟尘浓度达到设定要求；3)将集气系统收集的浓度始终的电焊烟尘通过输气管6输送至喷嘴7，并通过喷嘴6的作用喷入扩散箱2的内部，在此过程中，加热装置8不断将喷嘴处的电焊烟尘加热。步骤二、电焊烟尘扩散过程观测与参数的测量1)在电焊烟尘进入箱体内部前，通过数据采集分析系统设置多个温度传感器3以及多个气体浓度传感器4记录参数的时间间隔；2)在向扩散箱2内通入适中浓度的电焊烟尘的同时，启动温度传感器3以及气体浓度传感器4，此时扩散箱2内电焊烟尘进入无机械通风条件下的扩散状态，通过传感器连续测量并存储电焊烟尘的扩散参数；3)在传感器测量的同时，观测扩散箱2内电焊烟尘的扩散状况，记录非稳定扩散的现象和时间，以便数据采集分析系统测量参数进行对照分析；由于扩散箱2内电焊烟尘与外部通过扩散箱2的顶部以及底部的通风口进行自然通风，扩散箱2内电焊烟尘的浓度会逐渐增大，并且出现热滞留现象，最后扩散状态趋于稳定；4)待扩散箱2内电焊烟尘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电焊烟尘扩散机理的实验研究装置，其特征在于：包括集气系统(1)、透明的扩散箱(2)、多个温度传感器(3)、多个气体浓度传感器(4)和数据采集分析系统；所述扩散箱(2)顶部和底部分别设有通风口；所述集气系统(1)的进气口设置在焊接平台(5)的上方，用以收集焊接平台(5)焊接时产生的电焊烟尘；所述集气系统(1)的排气口连通有输气管(6)；所述输气管(6)远离集气系统(1)的一端穿过所述扩散箱(2)侧壁并伸入所述扩散箱(2)内部下端，并连通设有喷嘴(7)；所述喷嘴(7)处设有用以对喷嘴(7)加热的加热装置(8)；多个所述温度传感器(3)和多个所述气体浓度传感器(4)分别均布在所述扩散箱(2)内，并分别电连接所述数据采集分析系统。

【技术特征摘要】
1.一种电焊烟尘扩散机理的实验研究装置，其特征在于：包括集气系统(1)、透明的扩散箱(2)、多个温度传感器(3)、多个气体浓度传感器(4)和数据采集分析系统；所述扩散箱(2)顶部和底部分别设有通风口；所述集气系统(1)的进气口设置在焊接平台(5)的上方，用以收集焊接平台(5)焊接时产生的电焊烟尘；所述集气系统(1)的排气口连通有输气管(6)；所述输气管(6)远离集气系统(1)的一端穿过所述扩散箱(2)侧壁并伸入所述扩散箱(2)内部下端，并连通设有喷嘴(7)；所述喷嘴(7)处设有用以对喷嘴(7)加热的加热装置(8)；多个所述温度传感器(3)和多个所述气体浓度传感器(4)分别均布在所述扩散箱(2)内，并分别电连接所述数据采集分析系统。2.根据权利要求1所述的一种电焊烟尘扩散机理的实验研究装置，其特征在于：所述集气系统(1)包括集气罩(11)、离心式风机(12)和烟气缓存器(13)，所述集气罩(11)设置在所述焊接平台(5)的上方，其内部中空下端敞口，所述集气罩(11)上端具有出气口，所述出气口通过管道与所述离心式风机(12)的进风口连通，所述集气罩(11)的下端敞口构成所述集气系统(1)的进气口，所述离心式风机(12)的出风口通过管道连通所述烟气缓存器(13)，所述烟气缓存器(13)上设有连通其的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢颖，王洁鑫，张秀玲，刘占壮，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42