泡沫除塵裝置製造方法
2023-06-19 04:15:36
泡沫除塵裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種泡沫除塵裝置，包括射流比例混合裝置和發泡裝置；射流比例混合裝置包括射流比例器、壓力水進口和發泡劑進口；射流比例器包括射流比例器輸出口、噴嘴和設置在噴嘴外圍的吸液室；壓力水進口與射流比例器的噴嘴連通，發泡劑進口與吸液室連通，發泡裝置包括發泡室，發泡室設有進液口、壓力氣體進口和泡沫出口；壓力氣體進口和泡沫出口相對設置；發泡室內設有螺旋噴嘴和發泡網，螺旋噴嘴與所述進液口連通，設置在壓力氣體進口和泡沫出口之間的通路上；發泡網設置在螺旋噴嘴和泡沫出口之間；壓力氣體為氮氣或空氣；射流比例器輸出口與進液口連通。本實用新型可利用壓力空氣作為輸送動力，進行發泡，並且將泡沫輸送到塵源位置。
【專利說明】泡沬除塵裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於綜掘面及工作面除塵【技術領域】，涉及一種泡沫除塵裝置。
【背景技術】
[0002]煤塵是煤礦五大災害之一，《煤礦安全規程》中明確規定各開採礦井必須做到「一通三防」。進入90年代以來，隨著綜掘技術的迅猛發展，尤其是高產、高效工作面的廣泛應用，致使綜掘工作面的粉塵濃度居高不下，隨之而來的便是煤塵爆炸。在我國煤礦開採史上，過去發生過無數次煤塵爆炸傷亡事故，造成了重大經濟損失。礦塵是礦山生產過程中所產生的礦石與巖石的微細顆粒。煤塵是礦塵的一種，綜掘面的粉塵濃度一般可以達到1000?3000mg/m3，煤塵爆炸指數在36.28%?46.85%之間，具有很強的爆炸性，當具有爆炸性的煤塵濃度達到45?2000g/m3，遇700?800°C高溫火源時會發生爆炸，並產生大量的有毒有害氣體(如CO)，甚至還能引起瓦斯爆炸和礦井火災，另外礦塵還會使長期接觸礦塵的職工患塵肺病。
[0003]根據國家對煤礦井下作業環境的相關政策要求，全國各煤礦企業正全面開展礦井粉塵的治理工作，以確保企業的安全生產、並提高經濟、社會、環境、安全效益。但目前採用的粉塵治理技術包括風、水、密、淨和護等5個方面，並以風、水為主。風就是通風除塵；水就是溼式作業；密是指密閉抽沉；淨是淨化風流；護是採取個體防護措施。溼式作業包括煤層注水，煤機內外噴霧，架間噴霧以及轉載點噴霧等，其噴霧降塵機理不外乎水霧結合漂浮在空氣中的粉塵微粒，使其重力增加而加速沉降。其降塵率只能達到60%左右，對呼吸性粉塵的降塵效果更低，僅僅達到28%的降塵率，其原因是由於煤、巖粉都有一定程度的疏水性。一般煤礦採用傳統的除塵措施達不到理想的效果，其粉塵濃度高於國家規定的標準1mg/m3。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種泡沫除塵裝置，它結合礦井實際應用條件，利用泡沫對煤塵潤溼、攔截、粘附、沉降等機理，對綜掘面的煤塵起到很好的消除作用。本實用新型的思路是:將發泡劑和抑塵劑通過射流比例器與水進行一定比例的混合，通過發泡裝置，利用壓力空氣作為輸送動力，進行發泡，並且將泡沫輸送到塵源位置。
[0005]本實用新型的技術解決方案如下:
[0006]泡沫除塵裝置，其特殊之處在於:包括射流比例混合裝置和發泡裝置；
[0007]射流比例混合裝置包括射流比例器、壓力水進口和發泡劑進口 ；其中，射流比例器包括射流比例器輸出口、噴嘴和設置在噴嘴外圍的吸液室；所述壓力水進口與射流比例器的噴嘴連通，發泡劑進口與吸液室連通，使得壓力水由壓力水進口進入到射流比例器，經噴嘴噴出，在吸液室形成負壓，在負壓環境下，發泡劑由發泡劑進口吸入，與壓力水混合隨同壓力水由射流比例器輸出口輸出；
[0008]所述發泡裝置包括發泡室，發泡室設有進液口、壓力氣體進口和泡沫出口 ；所述壓力氣體進口和泡沫出口相對設置；發泡室內設有螺旋噴嘴和用於產生氣泡的發泡網，螺旋噴嘴與所述進液口連通，設置在壓力氣體進口和泡沫出口之間的通路上；發泡網設置在螺旋噴嘴和泡沫出口之間；壓力氣體為氮氣或空氣；
[0009]所述射流比例器輸出口與所述進液口連通。
[0010]基於上述技術方案，本實用新型還做出以下優化和限定:
[0011]上述發泡室包括至少3個依次連通的連接管，位於兩端的連接管分別設置有所述壓力氣體進口和泡沫出口，各個連接管之間通過法蘭連接，所述發泡網卡在任意兩個連接管之間的法蘭連接處。
[0012]上述泡沫除塵裝置還包括防爆外殼，所述發泡室設置在防爆外殼內。
[0013]上述發泡室的底部設有排液口。
[0014]上述螺旋噴嘴為螺旋實心圓錐形噴嘴。
[0015]上述射流比例器輸出口與進液口之間焊接。
[0016]上述射流比例器還包括擴散管和與吸液室連通的喉管，擴散管的一端與喉管連通，另一端為射流比例器輸出口 ；喉管長度為喉管半徑7倍，擴散管長度為喉管半徑的8倍，噴嘴到喉管的距離與喉管半徑相等。
[0017]壓力水進口的管道上和發泡劑進口的管道上均設有截止閥、濾網和渦街流量計，壓力氣體進口的管道上設置有渦街流量計和截止閥。
[0018]本實用新型具有以下技術效果:
[0019]I)本實用新型安全可靠，發泡室的進液口與射流比例器輸出口連通，採用射流比例器的負壓抽吸原理，可以有效控制發泡劑和水的比例，進而提高發泡倍數，可以在發泡劑中加入一定量的抑塵劑，以壓力水和壓縮空氣作為輸送動力，將產生的泡沫噴灑到塵源上。
[0020]2)不但兼有一般噴霧和化學抑塵的優點，而且還具有以下特點:(I)當泡沫噴灑到巖石或料堆上時，造成無空隙的泡沫體覆蓋塵源，從根本上阻止粉塵向外界擴散；(2)當泡沫液噴灑到含塵空氣中，則形成大量的泡沫粒子群，其總體積和總面積增大，增加了與塵粒的碰撞效率；(3)泡沫的液膜含有的發泡劑,能大幅度降低水的表面張力，發泡劑分子在水溶液和粉塵顆粒接觸的界面上吸附，迅速改變粉塵的溼潤性能，增加了粉塵被溼潤的速度；(4)泡沫具有很好的粘性，粉塵一旦和泡沫接觸將會迅速被泡沫黏附，從而也增加了泡沫和粉塵的黏附效率，(5)加入一定量的抑塵劑，有效地提高了除塵效率。
[0021]3)本實用新型具有發泡效果好，輸送距離遠，對發泡劑的利用率高等優點，並且發泡網能夠卡在任意兩個連接管之間的法蘭連接處，因此發泡網到噴嘴的距離可以調節，利用井下壓縮空氣作為動力，很好的解決了泡沫的輸送問題。
[0022]4)本實用新型的射流比例器對發泡劑、抑塵劑和水進行混合，可利用井下高壓水以及高壓氣體作為動力，不需要水泵，進而也不需要用到電，保證了井下的安全。
[0023]5)本實用新型提供的泡沫除塵裝置體積小，結構簡單，操作方便，運行安全，穩定可靠，使用動力可以採用井下正常使用的供水、供氣系統，在高瓦斯礦井使用更安全可靠，且對環境和人員沒有任何負面影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型的工作原理圖；
[0025]圖2為本實用新型的結構示意圖；
[0026]附圖標記:
[0027]1-射流比例器；2-壓力水進口 ；3_礦用截止閥；4-濾網；5_渦街流量計；6-壓力氣體進口 ；7-噴嘴；8_吸液室；9_喉管；10_擴散管；11_射流比例器輸出口 ；12_發泡劑進口 ；13_防爆外殼；14-螺旋噴嘴；15-發泡網；16_泡沫出口 ；17_排液口 ；18_進液口。
【具體實施方式】
[0028]本實用新型提供了一種泡沫除塵裝置，如圖2所示，包括射流比例混合裝置和發泡裝置；
[0029]射流比例混合裝置包括射流比例器1、壓力水進口 2和發泡劑進口 12 ;其中，射流比例器包括射流比例器輸出口 11、噴嘴7和設置在噴嘴外圍的吸液室8 ;壓力水進口與噴嘴連通，發泡劑進口與吸液室連通，使得壓力水由壓力水進口進入到射流比例器，經噴嘴噴出，在吸液室形成負壓，在負壓環境下，發泡劑由發泡劑進口吸入，與壓力水混合隨同壓力水由射流比例器輸出口輸出。
[0030]發泡裝置包括發泡室，發泡室上設有進液口 18、壓力氣體進口 6和泡沫出口 16 ;所述壓力氣體進口和泡沫出口相對設置；發泡室內設有螺旋噴嘴14和用於產生氣泡的發泡網15，螺旋噴嘴與進液口連通，設置在壓力氣體進口和泡沫出口之間的通路上；發泡網設置在螺旋噴嘴和泡沫出口之間；壓力氣體為氮氣或空氣；考慮到對井下工作環境的影響，優選空氣。氮氣或空氣的壓力為0.6?1.0MPa。
[0031]射流比例器輸出口與發泡室的進液口連通。
[0032]螺旋噴嘴可以採用螺旋實心圓錐形噴嘴，射流比例器輸出口與進液口之間可以焊接，發泡室可以設置在防爆外殼13內，發泡室包括至少3個依次連通的連接管，位於兩端的連接管分別設置有所述壓力氣體進口和泡沫出口，各個連接管之間通過法蘭連接，可以將發泡網卡在任意兩個連接管之間的法蘭連接處，因此發泡網到噴嘴的距離是可以調節的，以保證更好的發泡效果，發泡網到噴嘴的距離可根據實際需要進行調節，還便於安裝與更換螺旋噴嘴。
[0033]由於本實用新型在工作時，在發泡過程中會產生液體，影響發泡工作，為了防止發泡室內積液過多，影響發泡效果，在發泡室的底部設置了排液口 17。
[0034]射流比例器還包括擴散管10和與吸液室連通的喉管9，擴散管的一端與喉管連通，另一端為射流比例器輸出口 ；喉管長度為喉管半徑7倍，擴散管長度為喉管半徑的8倍，噴嘴到喉管的距離與喉管半徑相等。當壓力水的壓力為0.6?1.2Mpa時，發泡劑與壓力水的體積流量比為3: 97或6: 94。
[0035]為了實時記錄射流比例混合器裝置管道上液體的壓力和流量，還為了保證發泡質量，防止雜質進入到發泡裝置，在壓力水進口的管道上和發泡劑進口的管道上均設有截止閥、濾網4、壓力表和流量計，在壓力氣體進口的管道上設置有流量計、壓力表和截止閥；或者在壓力水進口的管道上和發泡劑進口的管道上均設有截止閥、濾網和渦街流量計5，壓力氣體進口的管道上設置有渦街流量計和截止閥。本實用新型各個管道的端頭採用了礦用快速接頭，工作人員可以根據煤礦深度的具體情況，靈活的增加、拆卸或安裝本實用新型。
[0036]如圖1所示，綜掘面新型泡沫除塵裝置的使用流程圖，把本實用新型安置在綜掘面需要除塵的位置，利用井下專用壓力水輸送管路，L OMpa壓力水由壓力水進口進入射流比例器的噴嘴，在噴嘴處由於壓力水射流和空氣之間的黏滯作用，把噴嘴附近的空氣帶走，使吸液室形成負壓，噴嘴附近也形成負壓(主流的流速增加，位能降低，動能增加)，在環境大氣壓力作用下，被抽送的發泡劑經吸液室被吸上來(發泡劑與壓力水的體積流量比為
3: 97或6: 94)，並隨同壓力水一同進入喉管內，在喉管內兩股液體發生動量交換，壓力水將一部分能量傳遞給被抽送的發泡劑，壓力水流速減慢，被抽送的發泡劑速度加快，到達喉管末端時兩股液體的速度漸趨一致，混合過程基本完成，形成發泡混合液進入擴散管，在擴散管內流速逐漸降低(動能逐漸減小)，位能(壓力)逐漸增高，到擴散管出口處發泡劑混合液的壓力高於被抽送的發泡劑體流入喉管的壓力，低於壓力水流入喉管的壓力，最後發泡劑混合液從DN20_的擴散管排出，通過螺旋實心噴嘴，進入發泡裝置。
[0037]在發泡室內，經過螺旋噴嘴，發泡劑混合液噴灑到發泡網上，壓力氣體通過壓力氣體進口進入到發泡室，通過發泡網，發泡劑混合液進行發泡，動力水的流量為3m3/h，壓縮空氣流量為300?600m3/h，按照3: 97或6: 94的比例進行計算，則每小時消耗的發泡劑為0.093mVh或0.191m3/h，進入發泡裝置的發泡劑混合液的流量為3.093m3/h或3.191m3/ho經過發泡裝置後，經試驗測定發泡倍數可達100?200倍，產生的泡沫量為360?600m3/h，穩泡時間大於30小時，各項性能指標均達到很好的狀態。
[0038]如圖1所示，經過發泡裝置發泡以後，通過氣動輸送裝置，將泡沫輸送到產塵區域，利用泡沫對煤塵潤溼、攔截、粘附、沉降等作用機理，對綜掘面的煤塵起到很好的消除作用，通過粉塵測試儀，測定其除塵效率。
【權利要求】
1.泡沫除塵裝置，其特徵在於:包括射流比例混合裝置和發泡裝置； 射流比例混合裝置包括射流比例器、壓力水進口和發泡劑進口 ；其中，射流比例器包括射流比例器輸出口、噴嘴和設置在噴嘴外圍的吸液室；所述壓力水進口與射流比例器的噴嘴連通，發泡劑進口與吸液室連通，使得壓力水由壓力水進口進入到射流比例器，經噴嘴噴出，在吸液室形成負壓，在負壓環境下，發泡劑由發泡劑進口吸入，與壓力水混合隨同壓力水由射流比例器輸出口輸出； 所述發泡裝置包括發泡室，發泡室設有進液口、壓力氣體進口和泡沫出口 ；所述壓力氣體進口和泡沫出口相對設置；發泡室內設有螺旋噴嘴和用於產生氣泡的發泡網，螺旋噴嘴與所述進液口連通，設置在壓力氣體進口和泡沫出口之間的通路上；發泡網設置在螺旋噴嘴和泡沫出口之間；壓力氣體為氮氣或空氣； 所述射流比例器輸出口與所述進液口連通。
2.根據權利要求1所述的泡沫除塵裝置，其特徵在於:所述發泡室包括至少3個依次連通的連接管，位於兩端的連接管分別設置有所述壓力氣體進口和泡沫出口，各個連接管之間通過法蘭連接，所述發泡網卡在任意兩個連接管之間的法蘭連接處。
3.根據權利要求2所述的泡沫除塵裝置，其特徵在於:所述泡沫除塵裝置還包括防爆外殼，所述發泡室設置在防爆外殼內。
4.根據權利要求3所述的泡沫除塵裝置，其特徵在於:所述發泡室的底部設有排液口。
5.根據權利要求4所述的泡沫除塵裝置，其特徵在於:所述螺旋噴嘴為螺旋實心圓錐形噴嘴。
6.根據權利要求5所述的泡沫除塵裝置，其特徵在於:所述射流比例器輸出口與進液口之間焊接。
7.根據權利要求1至6任一權利要求所述的泡沫除塵裝置，其特徵在於: 所述射流比例器還包括擴散管和與吸液室連通的喉管，擴散管的一端與喉管連通，另一端為射流比例器輸出口 ；喉管長度為喉管半徑7倍，擴散管長度為喉管半徑的8倍，噴嘴到喉管的距離與喉管半徑相等。
8.根據權利要求7所述的泡沫除塵裝置，其特徵在於:壓力水進口的管道上和發泡劑進口的管道上均設有截止閥、濾網和渦街流量計，壓力氣體進口的管道上設置有渦街流量計和截止閥。
【文檔編號】E21F5/02GK204082202SQ201420419876
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】馬礪, 吳林峰, 王偉峰, 李珍寶, 孟清華, 劉庚, 李貝, 蔡琪, 胡安鵬 申請人:西安科技大學