3D金属打印防爆除尘循环过滤系统的制作方法

本技术涉及防爆除尘技术的领域，尤其是涉及一种3d金属打印防爆除尘循环过滤系统。

背景技术：

1、目前，金属3d打印的发展和应用越来越广泛，其广泛应用于各个领域，金属3d打印主要采用金属粉末采用烧结或粘接的方式固结在一起型材所需要的三维结构的加工方式。而工件成型后的精度以及质量与金属粉末的粒度息息相关，金属粉末的粒度越小，所制成工件的质量越好。

2、随着技术的发展，金属粉末的粒度也越来越小，而目前3d金属打印的金属粉末的粒度能够达到几微米甚至微米级，其不仅会在制造场地造成相对较大的扬尘。当生产现场空气中的金属粉末的浓度过高，结合外部的静电等因素，极易造成粉尘爆炸的安全事故。因此在金属3d打印的车间需要安装除尘的设备，以减小车间内的粉尘含量。

3、现有技术中，为了对粉尘进行处理，需要将金属3d打印设备生产现场的气体，尤其是3d金属打印设备内部的气体过滤粉尘后再排放至生产车间，以避免出现车间粉尘的浓度过高而出现危险的情况。同时，为了进一步减小发生粉尘爆炸事故的概率，还会在气体中混入惰性气体，以用于降低气体中的氧气含量，并缩小粉尘爆炸的浓度范围,降低爆炸的压力和升压速度。

4、但是，在实际应用过程中，不仅需要进行爆炸前的预防措施，还需要针对发生爆炸后进行对应的应对。过去常采用的方式是通过水等直接灭火处理，同时起到降尘的效果，但是由于3d金属打印过程中，金属粉末粒径小至微米级，尤其是部分金属粉末与水接触会发生化学反应产生大量的化学热，反而会进一步引发爆炸，例如微米级的铝、铁等常用的3d金属打印材料。而惰性气体虽然能够降低过滤设备内气体中氧气的含量，但是在发生爆炸时，其抑制效果会显著降低，因此，如何在发生爆炸时抑制粉尘的爆炸是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了在发生爆炸时有效的抑制粉尘的爆炸，本技术提供一种3d金属打印防爆除尘循环过滤系统。

2、本技术提供的一种3d金属打印防爆除尘循环过滤系统，采用如下的技术方案：

3、一种3d金属打印防爆除尘循环过滤系统，包括除尘腔室、滤芯、抑爆组件和负压排放件。

4、除尘腔室，内部分隔为按照气体流动方向分布的过滤腔室和维护腔室；滤芯自维护腔室插入至过滤腔室并用于过滤粉尘气体。

5、抑爆组件，设置于维护腔室并用于发生爆炸事故时自维护腔室朝向过滤腔室输入抑爆气体。

6、负压排放件，用于将过滤后的气体自维护腔室抽出并保持除尘腔室整体呈负压的状态。

7、通过采用上述技术方案，在发生爆炸之后，一方面由于负压排放件使得除尘腔室整体呈负压的状态，负压在爆炸前能够抑制提升爆炸下限，另一方面在爆炸之后，由于负压的存在，能够使得抑爆组件的气体输出之后，自维护腔室流入过滤腔室，进一步提高爆炸的爆炸下限，增加爆炸二次发生的难度，从而达到爆炸后抑制二次爆炸发生的可能性；同时，由于及时自维护腔室朝向过滤腔室注入抑爆气体，在爆炸时，一方面能够进一步降低有限空间中氧气的含量，抑制爆炸的产生，另一方面，在爆炸逸散的过程中，能够通过抑爆气体在爆炸产生的波动下朝向周侧扩散并显著降低爆炸扩散过程中接触的空气中氧气的含量，从而达到抑制爆炸以及爆炸后持续燃爆的发生的目的。

8、可选的，所述过滤腔室设置有用于接收被过滤截留粉尘的第一集尘组件，所述第一集尘组件包括集尘容器和两个间隔设置于集尘容器入口的集尘阀，所述集尘容器的入口连通于过滤腔室。

9、通过采用上述技术方案，过滤腔室被过滤的粉尘能够通过两个集尘阀之后落入至集尘容器内，而由于两个集尘阀的存在，能够在两个集尘阀之间形成中间缓冲的空腔，此时由于中间的空腔氧气含量有限、处于被封闭的状态以及压力相对较低，发生爆炸之后，还能够通过两个集尘阀中间的腔室有效的进行隔离，减小爆炸时波及到集尘容器内的粉尘而产生更加剧烈的二次爆炸的可能性。

10、可选的，所述抑爆组件包括用于存储被压缩抑爆气体的储气容器和设置于储气容器用于控制抑爆气体释放的排气阀，所述储气容器设置于维护腔室内。

11、通过采用上述技术方案，在发生爆炸时，排气阀打开，使得被压缩的抑爆气体在储气容器内释放出来并输入至过滤腔室内。

12、可选的，所述滤芯为烧结板滤芯且成型有多个并行的滤腔，所述滤腔朝向维护腔室开口设置。

13、通过采用上述技术方案，多个并行的滤腔，能使得过滤过程中，负压能够相对均匀的作用于滤芯整体，减小因为局部滤孔直径差异或气体通过阻力差异，导致气体集中从滤芯的某个局部通过的情况出现，从而导致负压作用下粉尘附着于滤芯的某个局部，导致局部粉尘含量过大的情况出现。

14、可选的，所述过滤腔室的外部设置有发生爆炸时释放能量的泄爆组件，所述过滤腔室开设有不与维护腔室连通的泄爆口，所述泄爆组件包括设置于泄爆口的泄爆板和泄爆疏导管，所述泄爆疏导管的入口盖合于泄爆口且输出口折弯并朝向除尘腔室的外壁，所述泄爆疏导管的开启压力为l1，所述除尘腔室的剩余内壁部分承受压力为l2，且l1＜l2。

15、通过采用上述技术方案，发生爆炸之后，由于爆炸会导致气体急速膨胀，此时能够使得泄爆板被打开，并在泄爆疏导管的作用下朝向安全区域释放爆炸产生的能量，以减小设备因为粉尘爆炸而直接整体损毁的概率，同时，还能够通过泄爆板使得过滤腔室内氧气含量相对较低的气体通过泄爆疏导管先排除至泄爆疏导管外侧降低周侧环境中的氧气，从而达到抑制二次爆炸的目的。

16、可选的，还包括前置过滤组件，所述前置过滤组件包括旋风除尘器和设置于旋风除尘器卸料端的前置集尘件，所述旋风除尘器的输出端连通于过滤腔室。

17、通过采用上述技术方案，为了避免滤芯更换的频次过多，旋风除尘器一方面能够前置进行气体和粉尘的分离，有效的减少进入过滤腔室内气体中粉尘的含量，并使得分离的技术粉尘通过前置集尘件收集，另一方面，能够通过旋风除尘器将大颗粒的粉尘筛除，使得滤芯主要用于微小精细金属粉尘的过滤，以减小滤芯被堵塞的可能性。

18、可选的，所述前置集尘件包括前置集尘容器和两个间隔安装于前置集尘容器输入端的前置阀门，所述前置集尘容器的输入端通过两个前置阀门连通并固定于旋风除尘器的出尘端。

19、通过采用上述技术方案，使得金属粉尘能够通过两个前置阀门被存储于前置集尘容器，一方面能够减小发生爆炸时波及到存储的金属粉尘，另一方面，在粉尘的处理时，能够通过两个集尘阀以及中间的缓冲腔室，显著的减小外部对旋风除尘器内部的影响，进一步减小粉尘爆炸产生的可能性。

20、可选的，还包括后置过滤组件，所述后置过滤组件包括用于过滤的后置过滤件和后置控制阀门组，所述后置过滤件的输入端连通于负压排放件的输出端，且所述后置控制阀门组设置于后置过滤件并用于控制3d打印尾气过滤或过滤后气体直排。

21、通过采用上述技术方案，由于3d金属打印过程中，不仅有含有金属粉尘的气体，还有温度相对较高的尾气产生，此时若和生产气体同步过滤，则粉尘爆炸的危险性会显著的提高，此时可通过单独的后置过滤件配合后置控制阀门组进行尾气的过滤，同时，还可通过后置过滤件过滤经过两次过滤后的气体进行收尾处理，以规避粉尘爆炸产生的可能性；同时，后置过滤件同时过滤尾气以及滤芯过滤后的气体进行收尾过滤，一方面，滤芯过滤之后的气体粉尘含量极低，尾气的含量也相对较低，但尾气的温度相对较高，会使得后置过滤件在具有一定粉尘堆积之后，容易发生粉尘爆炸，而此时滤芯过滤之后的气体还能够有效的对后置过滤件进行降温处理，以降低粉尘爆炸的爆炸下限，降低爆炸产生的可能性；另一方面，能够充分降低生产现场排出的气体中粉尘含量。

22、可选的，所述泄爆疏导管内设置有排气组件，所述排气组件包括封闭板和设置于封闭板背离泄爆口一侧的排气件，所述封闭板封闭泄爆疏导管的内壁且其打开压力为l1，所述泄爆板通过封闭板连接于泄爆疏导管。

23、所述排气件用于封闭板被打开后通过泄爆疏导管朝向周侧输出二氧化碳气体。

24、通过采用上述技术方案，由于粉尘爆炸之后气体会急速膨胀，同时还会产生大量热量和火焰，而由于氧气含量有限，火焰多数会在极短时间内熄灭，但是产生的能量以及热量仍旧需要释放，此时若接触外部的氧气则极易发生二次爆炸并扩大影响范围；此时，封闭板先打开并通过拍房间朝向周侧排放二氧化碳气体，能够显著的降低泄爆疏导管周侧的氧气含量，从而有效的抑制能量释放过程中二次爆炸发生的可能性。

25、可选的，所述泄爆疏导管远离泄爆口的一端设有若干朝向周侧开口的泄气口，所述封闭板转动连接于泄爆疏导管的内壁并封闭设置，所述排气件包括用于存储被压缩二氧化碳气体的存储容器和用于控制存储容器输出端开启或封闭的排气阀门，所述排气阀门的开启端位于封闭板转动路径上被封闭板触发。

26、通过采用上述技术方案，在封闭板打开之后，存储容器内的气体通过排气阀门先填充于泄爆疏导管，然后通过泄气口朝向泄爆疏导管周侧排放，以显著的降低周侧的氧气含量，减小能量释放过程中发生二次爆炸的可能性。

27、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

28、1.在过滤时，若是发生爆炸，一方面由于负压排放件使得除尘腔室整体呈负压的状态，负压在爆炸前能够抑制提升爆炸下限，另一方面在爆炸之后，由于负压的存在，能够使得抑爆组件的气体输出之后，自维护腔室流入过滤腔室，进一步提高爆炸的爆炸下限，增加爆炸二次发生的难度，从而达到爆炸后抑制二次爆炸发生的可能性；同时，由于及时自维护腔室朝向过滤腔室注入抑爆气体，在爆炸时，一方面能够进一步降低有限空间中氧气的含量，抑制爆炸的产生，另一方面，在爆炸逸散的过程中，能够通过抑爆气体在爆炸产生的波动下朝向周侧扩散并显著降低爆炸扩散过程中接触的空气中氧气的含量，从而达到抑制爆炸以及爆炸后持续燃爆的发生的目的。

29、2.在爆炸能量释放过程中，能够通过排气件朝向泄爆疏导管内以及周侧先释放二氧化碳气体，降低周侧气体的氧气含量，从而使得能量释放过程中，膨胀的气体自泄爆疏导管排出后接触的气体氧气含量显著的降低，能够在初始阶段降温的同时，降低氧气含量，从而有效的抑制二次爆炸发生的可能性。