孔口防噴捕塵裝置的製作方法

2024-03-29 17:41:05 1

本實用新型涉及煤礦井下施工瓦斯抽採鑽孔，具體來說是孔口防噴捕塵裝置。

背景技術：

在高瓦斯煤礦，突出危險煤層都需要打鑽消突和打鑽抽放瓦斯；由於瓦斯壓力大，常會出現打鑽噴孔傷人事故和打鑽時產生大量的煤(巖)粉塵傷害職工身體健康，及打鑽時噴出的高濃度瓦斯造成巷道內瓦斯超限事故，給整個礦井帶來重大隱患。

目前煤礦井下打鑽使用的防噴除塵裝置，是先施工一個大直徑的鑽孔，將防噴裝置的鑽孔密封導向筒用封孔劑固定，再固定一個除塵裝置，該除塵裝置不具有防噴功能，且使用現有的除塵裝置後，看不到鑽孔是否反風，無法及時應對堵孔時間，導致經常會出現堵孔埋鑽事故。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了解決現有技術中除塵裝置不具有監測反風功能以及不具有防噴功能的缺陷，提供一種孔口防噴捕塵裝置來解決上述問題。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：

孔口防噴捕塵裝置，包括防噴捕塵罩；所述捕塵罩為中空結構；所述捕塵罩的右端開口，在開口處固定有密封蓋；在所述捕塵罩的腔體內，固定有防噴隔板；在所述捕塵罩的上側壁且處於所述防噴隔板左側開設有粉塵出口；所述粉塵出口通過吸塵管與除塵器連接；在所述吸塵管上，還固定有引風機；在所述捕塵罩內腔且處於所述粉塵出口的左側，還固定有堵孔報警機構；所述密封蓋、防噴隔板、堵孔報警裝置均水平向同軸開設有供鑽杆穿過的鑽杆孔；所述捕塵罩的左端面為開口，在所述左端面開口處固定有用於與孔口固定裝置連接的卡盤；在所述捕塵罩的下側壁開設有排渣口；在所述排渣口處固定有防風簾。

優選的，所述密封蓋、防噴隔板、堵孔報警裝置的鑽杆孔直徑大於鑽杆直徑；所述密封蓋、防噴隔板、堵孔報警裝置的鑽杆孔內固定有密封件。

優選的，所述堵孔報警機構包括一上端面與所述捕塵罩內壁鉸接的擺板；所述密封件固定在所述擺板上開設的所述鑽杆孔內；在所述捕塵罩的外壁固定有報警器；所述擺板通過連杆與所述報警器開關連接，在反風作用下，所述擺板在所述捕塵罩內向右傾斜，所述連杆帶動所述報警器開關關閉；在沒有反風作用下，所述擺板自然下垂，所述連杆帶動所述報警器開關打開。

優選的，在所述捕塵罩上相應位置開設有供所述連杆穿過的連杆孔；所述連杆孔的直徑大於所述連杆的直徑。

優選的，所述連杆底端與所述擺板中間板體鉸接；所述連杆的高端與所述報警器開關鉸接，當所述擺板不受反風作用力下處於垂直狀態，所述連杆高端升高帶動所述報警器打開。

優選的，所述排渣口為自所述捕塵罩左右兩端向下逐漸縮徑的喇叭狀排渣口；所述防風簾為固定在所述排渣口處的布袋。

優選的，所述密封件包括固定環、環形毛刷；在固定環的外圈設置有卡鍵，所述環形毛刷固定在所述固定環的內圈；鑽孔從所述環形毛刷中間通過。

優選的，在所述防噴隔板的鑽杆孔內圈設置有與所述卡鍵配合的卡槽；所述密封件通過所述卡鍵鍵入所述卡槽固定在所述防噴隔板上。

優選的，所述除塵器按照灰塵經過路徑依次包括渣塵分離室、氣塵分離室、噴霧室；所述渣塵分離室、氣塵分離室、噴霧室分別通過管道連接；通過隔板分別將所述渣塵分離室、氣塵分離室、噴霧室的內腔分隔成多個子腔；所述渣塵分離室、氣塵分離室、噴霧室內的相鄰兩個子腔之間連通；在所述渣塵分離室、氣塵分離室的底部分別設置有粗渣存儲部和細渣存儲部；在所述噴霧室的底部設置有出水口。

優選的，所述渣塵分離室的頂部具有第一進口、第一出口；所述氣塵分離室的頂部具有第二進口、第二出口；所述噴霧室的頂部具有第三進口；所述第一進口通過所述吸塵管與所述捕塵罩連接；所述第一出口與所述第二進口通過管道連通；所述第二出口與所述第三進口通過管道連通；所述噴霧室的側壁開設有混合氣體出口，所述混合氣體出口與瓦斯分離器連接。

本實用新型現有技術相比，具有以下有益效果：

通過在捕塵罩內設置有防噴隔板，以提高防噴強度，避免噴孔時，密封蓋強度不夠，導緻密封蓋損壞或人員傷害；

灰塵出口以及管道上的引風機與防風簾的完美配合，由於防風簾的使用，使排渣口既可以排走粗渣，又不會進風，以保證引風機順利在吸走灰塵；

堵孔報警機構可以及時發現孔內無反風且報警，檢測精度高，為操作人員提供可靠的信息以保證及時應對堵孔問題。如果發生鑽孔反風變小或不反風，有埋鑽危險時，擺板以及連杆的聯動會帶動報警器會發出汽笛聲報警，提醒司機採取措施防止埋鑽事故的發生。

環形毛刷通過卡接固定在密封蓋、防噴隔板中，拆卸方便；在有效的阻擋沙塵的同時，有可以保證外部空氣進入捕塵罩內，便於引風機吸塵。

布袋結構的防風簾，即可以保證引風機將捕塵罩內的灰塵吸走，又可以保證粗渣從布袋漏下。

通過渣塵分離室、氣塵分離室以及噴霧室，完成對粗渣、細渣以及粉塵的逐級過濾。

通過在渣塵分離室、氣塵分離室以及噴霧室內錯位設置隔板，延長攜帶渣塵的混合氣體運動路徑，使渣塵有足夠的時間沉澱，通過隔板的設置，可以減小除塵器的外觀體積，使設備整體可移動能力強。

附圖說明

圖1為本實用新型一種用於瓦斯抽採鑽孔的設備的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型孔口快速固定裝置軸向剖面結構示意圖；

圖3為圖2的裝配結構示意圖；

圖4為圖2中A的細部放大圖；

圖5為圖3中B的細部放大圖；

圖6為圖3中C的細部放大圖；

圖7為圖3中D的細部放大圖；

圖8為本實用新型孔口防噴捕塵裝置的垂直面剖面結構示意圖；

圖9為圖8中A部細部放大結構示意圖；

圖10為圖8中B部細部放大結構示意圖；

圖11為本實用新型一種除塵及瓦斯分離裝置的整體機構示意圖。

具體實施方式

本實用新型文本資料中提到的「前、後、左、右、上、下」等方位名詞，均以說明書附圖1為參照。為使對本實用新型的結構特徵及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下：

如圖1所示，本實用新型提供一種用於瓦斯抽採鑽孔的設備，包括孔口快速固定裝置1、孔口防噴捕塵裝置2、除塵及瓦斯分離裝置3。

如圖2、圖3所示，孔口快速固定裝置1，為筒狀結構。自內向外依次包括耐磨導向筒11、金屬筒12、膨脹層13、耐磨護筒14。本實用新型提供的耐磨導向筒11和耐磨護筒14均採用聚氨酯材料製得，但不限於此。

本實用新型提供的孔口快速固定裝置具體結構為：

如圖2、圖4、圖5所示金屬筒12與耐磨導向筒11的右端分別具有第一翻邊121和第二翻邊111；第一翻邊121的外圓周向右延伸出第一擋圈122；第一擋圈122與第一翻邊121形成用於限位第二翻邊111的第一環形臺階123；第二翻邊111的厚度與第一環形臺階123的高度相等，使整體結構更合理。

第一翻邊121的外圓周向左延伸出第二擋圈124；第二擋圈124與第一翻邊121形成第二環形臺階125。

如圖6所示，膨脹層13具有環形注水盤131；環形注水盤131的右側焊接有環形固定盤132；環形固定盤132限位在第二環形臺階125內。

其中，環形固定盤132與第一翻邊121通過螺栓固定；第一翻邊121與第二翻邊111通過螺栓固定。

環形注水盤131的圓周側具有注水(油)口；注水(油)口通過水管133與高壓水泵連接；在水管133上固定有閘閥134。

環形注水盤131的左側面開設有多個注水口；多個注水口分別通過注水管135與一膨脹管136固定連接；注水管135直徑小於膨脹管136的直徑，注水管135固定在膨脹管136右端的中間位置，從而使膨脹管136、注水管135、環形注水盤131之間形成限位槽137。

如圖7所示，耐磨護筒14沿其軸向分為多塊耐磨護板141。多塊耐磨護板141被其外圓周的彈性卡圈142固定在膨脹層13外圍，形成耐磨護筒14。彈性卡圈142可以為橡膠圈、彈性鋼圈等。為了限位彈性卡圈142，本實用新型在耐磨護筒14外圓周開設有多道卡槽143，彈性卡圈142固定在卡槽143內。膨脹管136與耐磨護板141的數量相等。耐磨護板141為扇形；同一徑向截面內，膨脹管136的圓心處於耐磨護板141的扇形中點與其對應的圓心連線上，當膨脹管136膨脹時，可均勻的將多塊耐磨護板141向外推擠。

每塊耐磨護板141的左右端均具有向圓心延伸的內翻邊；多塊耐磨護板141的左右端的內翻盤分別形成右端環形內翻邊144和左端環形內翻邊145；右端環形內翻邊144卡入限位槽137內。金屬筒12、耐磨導向筒11的左端從左端環形內翻邊145的中心圓腔穿出，使耐磨護筒14與金屬筒12之間形成用於容納膨脹管136的環形空腔；環形空腔的徑向寬度與膨脹管136的外徑相等，使膨脹管136與耐磨護板141直接接觸，便於膨脹管136在膨脹時直接將耐磨護板141向外推擠。

其中，第一翻邊121、第二翻邊111、環形固定盤132形成一個整體的環狀結構，該環狀結構用於與孔口防噴捕塵裝置2固定。

如圖8所示，孔口防噴捕塵裝置，包括防噴捕塵罩21；捕塵罩21為中空結構，且其軸線分為兩部分組合而成的中空結構，便於與孔口快速固定裝置卡合。捕塵罩21的右端開口，在開口處固定有密封蓋211。在捕塵罩21的腔體內，固定有防噴隔板212；在捕塵罩21的上側壁且處於防噴隔板212左側開設有粉塵出口213。

如圖8、圖9所示，在捕塵罩21內腔內且處於粉塵出口213的左側，還固定有堵孔報警機構217。堵孔報警機構217包括一上端面與捕塵罩21內壁鉸接的擺板2171，擺板2171的中間位置開設有供鑽杆穿過的鑽杆孔，鑽杆孔的直徑大於鑽杆直徑，以便於擺板2171左右擺動。在捕塵罩21的外壁固定有報警器2172，在捕塵罩21的相應位置開設有連杆孔2173，連杆孔2173的直接大於連杆直徑，以使連杆2174在孔內自由上下活動和一定角度的傾斜。連杆2174底端與擺板2171中間位置鉸接，高端與報警器2172開關鉸接，在反風作用下，擺板2171在捕塵罩21內向右傾斜，連杆2174帶動報警器2172開關關閉；在沒有反風作用下，擺板2171自然下垂，連杆2174帶動報警器2172開關打開。

擺板2171的位置處於卡盤218與防噴隔板212之間的任一位置，一般在擺板2171的兩側留夠其擺動的空間即可。擺板2171除了頂端與捕塵罩21鉸接外，其餘位置均與捕塵罩21不接觸，便於其自由活動。

如圖10所示，擺板2171、密封蓋211、防噴隔板212均水平向同軸開設有供鑽杆穿過的鑽杆孔，鑽杆孔直徑大於鑽杆直徑。密封蓋211、防噴隔板212的鑽杆孔內均固定有密封件216，擺板2171的鑽杆孔內可裝密封件216，也可不裝，根據工作需求而定。本實用新型提供的密封件216包括固定環2161以及固定在固定環2161內圈的環形毛刷2162。固定環2161的外環設置有卡鍵21611，在擺板2171、密封蓋211、防噴隔板212的鑽杆孔內圈設置有與卡鍵21611配合的卡槽2161；密封件216通過卡鍵21611鍵入卡槽2121固定在防噴隔板212上。鑽杆從環形毛刷2162中間穿過。為了便於裝配，擺板2171、密封蓋211、防噴隔板212以及固定環2161均可以由兩半環裝結構固定組成。當需要安裝密封件時，將擺板2171、密封蓋211、防噴隔板212拆成兩半，將固定環2161卡入相應的卡槽2161內，再將兩半固定即可。

捕塵罩21的左端面為開口，在左端面開口處固定有用於與孔口固定裝置連接的卡盤218。由於捕塵罩21為兩半組合而成，即卡盤218可分為兩個半環。當需要與孔口快速固定裝置1固定時，將卡盤218的兩部分卡住孔口快速固定裝置1右端的整體環狀結構，再將捕塵罩21的兩部分固定緊即可。

在捕塵罩21的下側壁開設有排渣口219，排渣口219為自捕塵罩21左右兩端向下逐漸縮徑的喇叭狀排渣口219；在排渣口219處固定有防風簾220，防風簾220一般為固定在排渣口219處的布袋。布袋結構的防風簾220，即可以保證引風機215在吸塵過程中，防風簾220閉合，使捕塵罩21為負壓狀態，使吸塵效果更好。粗渣在重力作用下從防風簾220的出口漏出。

如圖11所示，一種除塵及瓦斯分離裝置，包括除塵器31和瓦斯分離器32；灰塵經過除塵器31除塵後，剩餘的混合氣體經過瓦斯分離器32分離並分類收集或排放。

除塵器31按照灰塵經過路徑依次包括渣塵分離室311、氣塵分離室312、噴霧室313。渣塵分離室311的頂部具有第一進口3111、第一出口3112；氣塵分離室312的頂部具有第二進口3121、第二出口3122；噴霧室313的頂部具有第三進口3131。第一進口3111通過吸塵管214與孔口防噴捕塵裝置2的粉塵出口213連接，在吸塵管214上，還固定有引風機215，用於將灰塵吸入除塵器31內。第一出口3112與第二進口3121通過管道連通；第二出口3122與第三進口3131通過管道連通。

渣塵分離室311、氣塵分離室312、噴霧室313的內腔高度大於隔板33的高度；在渣塵分離室311內的頂壁固定有一塊隔板33；隔板33處於第一進口3111和第一出口3112之間；在氣塵分離室312的第二進口3121和第二出口3122之間，固定有三塊隔板33，以「上二下一」的結構錯位固定在氣塵分離室312的頂壁和底壁上；噴霧室313內的第三進口3131和混合氣體出口之間，固定有14塊隔板33，並按照「上二下一」的結構錯位固定在氣塵分離室312的頂壁和底壁上。

需要說明的是，上述的「上二下一」、「上二下一」中提到的「上」意思為：隔板33的上端與渣塵分離室311、氣塵分離室312、噴霧室313的頂壁固定，「下」的意思為隔板33的底端與渣塵分離室311、氣塵分離室312、噴霧室313的底壁固定。由於隔板33高度小於渣塵分離室311、氣塵分離室312、噴霧室313的的內腔高度，所以，隔板33無論是上端固定，還是底端固定，其另一端都會因為二者的高度差而形成空氣通道，即同一室內的相鄰兩個子腔是連通的。隔板33將渣塵分離室311、氣塵分離室312、噴霧室313分隔成多個子腔，以延長攜帶粉塵的氣體在渣塵分離室311、氣塵分離室312、噴霧室313內的路徑，以便於粉塵有足夠的時間沉澱。

在氣塵分離室312內，第二出口3122所在的子腔內水平固定兩道相互平行的阻塵網3123，以進一步阻隔氣體中殘留的粉塵，減小噴霧室313內的煤泥量。

在渣塵分離室311、氣塵分離室312的底部分別設置有粗渣存儲部311a和細渣存儲部312a。粗渣存儲部311a和細渣存儲部312a為布袋。

噴霧室313的頂壁還設置有噴霧裝置；噴霧裝置包括水平固定在噴霧室313頂部的水管3132，在水管3132上設置有與噴霧室313內子腔數量相等的噴霧口3133；多個噴霧口3133分別設置在相應的子腔的上方。通過噴霧，將氣體中的殘留粉塵凝結並落至噴霧室313底部，從底部的出水口3135流出形成煤泥。經過噴霧後的混合氣體從混合氣體出口3134進入瓦斯分離器32。

瓦斯分離器32包括瓦斯分離倉321；在瓦斯分離倉321的低處開設有空氣出口3211、高處開設有瓦斯出口3212。

在瓦斯出口3212固定有瓦斯抽採管322；瓦斯抽採裝置包括固定在瓦斯分離倉321內靠近瓦斯出口3212處的瓦斯濃度探測器323，以及固定在抽採管322上的電磁閥324；瓦斯濃度探測器323與電磁閥324通信。

噴霧室313的側壁還開設有混合氣體出口3134，瓦斯分離倉321的底部開設有混合氣體進口3213；混合氣體出口3134與混合氣體進口3213連通。混合氣體進口3213與空氣出口3211開設在瓦斯分離倉321相對的側壁上，中間通過隔板33隔開，以延長混合氣體的流動路徑，使瓦斯與空氣有足夠的時間分離。由於瓦斯較輕，空氣較重，所述當混合氣體從混合氣體進口3213進來後，在隔板33的阻擋下，上升到瓦斯分離倉321的頂部，較重的空氣下沉從空氣出口3211排出，較輕的瓦斯則聚集在瓦斯分離倉321的頂部，混合氣體在瓦斯分離倉321的頂部完成分離。待瓦斯濃度達到一定高度時，濃度探測器323則向電磁閥324發出信號，電磁閥324打開，開始抽採瓦斯，待瓦斯分離倉321內的瓦斯濃度降低到一定程度時，濃度探測器323則向電磁閥324發出關閉信號，如此循環。

在瓦斯分離倉321的底部還設置有水箱323，混合氣體從噴霧室313進入瓦斯分離倉321後，水汽凝結後進入水箱323。為了便於清理水箱323，在水箱323上還開設有水箱323清理窗3231。水箱323的一側設置有進水管3232，另一側設置有水泵3233，通過向水箱323內進水，從而實現將水箱323內的煤泥稀釋，再用泵將系稀釋後的煤泥水打走處理。無需人工處理，省時省力。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的範圍內。本實用新型要求的保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。