用於煤礦防滅火的泡沫發生器的製作方法

2023-06-16 19:14:41 1

專利名稱：用於煤礦防滅火的泡沫發生器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種泡沫發生器，特別是一種用於在煤礦井下快速撲滅和防治煤炭自燃火災的防滅火泡沫發生器。
背景技術：
煤炭自燃是我國礦井主要自然災害之一，在我國國有重點煤礦中，煤炭自燃火災引起的火災約佔礦井火災總數的90%，我國的新疆、寧夏、內蒙古等省還存在著大面積的煤田火災，每年燒損煤量達1000 1360萬噸，經濟損失超過200億元。此外煤炭自燃還會產生大量的S02、CO、CO2等有毒氣體，嚴重汙染環境，容易造成人員傷亡。為有效防治煤炭自燃，近年來採用了含氣(氮氣或者空氣)、固、液三相泡沫進行防治煤炭自燃，取得了較好的效果。目前常用的泡沫發生裝置主要為網式發泡器，它由空氣壓縮機、壓力容器、裝有金屬網格的發泡筒和氣液管路等組成，但是這種網式發泡器比較適用於配製兩相泡沫，或配製固料細膩、粒度均勻的三相泡沫，它能夠產生較大發泡倍數的泡沫，但不適用於產生有較大顆粒、且粒度不均勻的三相泡沫。為了解決上述問題，專利號為02148411. 2、發明名稱為防治煤炭自燃的三相泡沫發生裝置的發明專利公開了一種泡沫發生器，包括進料管和發泡器筒體，在發泡器筒體的前端設有與進料管相聯接的混合器，在混合器內設置多塊障礙板， 發泡器筒體上設有注入文丘裡管喉頸部位處氣體的管道，文丘裡管的周邊上設有多個引入氣體的孔隙，文丘裡管的入口處設有射流調節器，發泡器筒體的尾部設有可前後調節集流器的滑道。該用於煤礦防滅火的泡沫發生器通過在混合器內設置按一定間距交錯布置的多塊障礙板，當混合物漿液通過混合器時，由於受到障礙板的交叉阻攔從而形成紊流狀態進而攪拌均勻。但是這種泡沫發生器要在混合器內設置障礙板，不但加工製造過程複雜，而且黃泥漿、粉煤灰漿等混合物經過時容易產生阻滯現象，影響發泡效果。

發明內容
本發明的目的是提供一種設計合理、結構簡單、發泡效果好的用於煤礦防滅火的泡沫發生器。為了實現上述目的，本發明採取如下的技術解決方案用於煤礦防滅火的泡沫發生器，包括進料管；與進料管出口端相連的混合器；與混合器出口端相連的發泡器筒體；設置於發泡器筒體前部筒壁上的氣體進管；設置於發泡器筒體內入口端的文丘裡管，在文丘裡管後部管壁上設置有進氣孔；設置於發泡器筒體內文丘裡管出口端的集流器；設置於發泡器筒體內集流器後的固定杆，集流器安裝於固定杆的前端；設置於固定杆中後部的葉輪；混合器內設置有沿其軸線設置的混合器中軸，混合器中軸上設置有攪拌葉片。優選的，攪拌葉片螺旋狀設置於所述混合器中軸外周壁上。優選的，混合器內壁上設置有間隔均布的凸起部。
優選的，凸起部為半球形或圓柱形或稜柱形。優選的，混合器內壁上設置有沿其軸線間隔布置的凸出於混合器內壁的導流圈。優選的，攪拌葉片為間隔套裝於混合器中軸上的阻隔長片和阻隔短片，阻隔長片上設置流通孔，阻隔長片的直徑大於阻隔短片的直徑。優選的，阻隔長片和阻隔短片之間設置有定位套。優選的，安裝在混合器中軸的一片阻隔長片上的流通孔與相鄰一片阻隔長片上流通孔相互錯位布置。優選的，一片阻隔長片上流通孔圓心和混合器中軸軸心間連線與相鄰一片阻隔長片上流通孔圓心和混合器中軸軸心間連線之間的夾角為180°。優選的，阻隔長片的直徑與攪拌器筒體的內徑相等。本發明採用在混合器內設置安裝在混合器中軸上的攪拌葉片的形式，使混合器內形成非直線的流通通道，延長了混合漿液在混合器內攪拌混合的時間，使混合漿液可以充分混合均勻，同時與現有技術相比，只需將安裝了攪拌葉片的混合器中軸裝入混合器中即可，安裝方便，而且物料不易堵管，使用可靠，可以對易燃煤炭起到了很好的保護作用，並能對發生的火災進行有效滅火，結構緊湊合理，便於維護，適用於煤礦井下快速撲滅和高效防治煤炭自燃火災。


圖1為本發明一個實施例的結構示意圖；圖2為本發明另一實施例的結構示意圖。圖3為本發明又一實施例的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明的用於煤礦防滅火的泡沫發生器包括進料管1、混合器2、發泡器筒體3、混合器中軸4、攪拌葉片5、凸起部6、文丘裡管7、氣體進管8、集流器9、葉輪10和固定杆11。為了便於描述，將進料管1的入口端定義為前。進料管1通過螺紋緊固件與混合器2相連，黃泥漿或粉煤灰漿及發泡劑混合物從進料管1輸送至用於煤礦防滅火的泡沫發生器中，在混合器2內沿其軸線安裝有混合器中軸4，混合器中軸4通過軸承安裝在混合器2內，混合器中軸4上設置有攪拌葉片5，本實施例中的攪拌葉片5沿混合器中軸4軸線螺旋狀排列布置於混合器中軸4的外周壁上，在混合器2的內壁上間隔設置多個有凸出於混合器2內壁的凸起部6，本實施例中的凸起部6為半球形結構，此外凸起部6還可採用圓柱/臺形結構或稜柱/臺形結構。混合物漿液通過混合器2時，會受到混合器2內壁上的凸起部6和攪拌葉片5的綜合作用，減慢了混合物漿液的流通速度，延長了混合物漿液在較短距離內的流通時間，使發泡劑可以在漿液中充分混合均勻，同時，在攪拌葉片5的導流作用下，也可避免混合物漿液發生阻滯現象。混合器2 通過螺紋緊固件與發泡器筒體3相連，發泡器筒體3內入口端設置有文丘裡管7，混合物漿液從混合器2流出後經文丘裡管7流入發泡器筒體3中，發泡器筒體3前部筒壁上設置有氣體進管8，文丘裡管7後部側壁上設置有多個進氣孔a，外部氣體經氣體管道4進入發泡器筒體3後從進氣孔a進入文丘裡管7內。文丘裡管7的出口端設置有集流器8，集流器8
4通過一固定杆11安裝在發泡器筒體3內，本實施例的固定杆11為T形，集流器8位於固定杆11的前部，在固定杆11的中後部通過軸承安裝有葉輪10，固定杆11的後部通過螺紋緊固件固定安裝在發泡器筒體3上。葉輪10在混合物漿液流動動力推動下旋轉，可增加泡沫的穩定性，使泡沫更加細膩、均勻。本發明的工作過程如下將粉煤灰漿或黃泥漿從注漿站輸送至進料管1，發泡劑通過定量添加裝置同時加入進料管1，含有發泡劑的泥漿進入混合器2中充分混合均勻，然後進入變截面的文丘裡管 7中，根據文丘裡管原理，漿液在通過文丘裡管7，再受到集流器8阻力後，泥漿的流速增加、 靜壓減少，形成負壓區，使氣體通過文丘裡管7周邊的多個進氣孔a被引射到注漿管路中， 從而產生較高倍數的防滅火泡沫；同時，在集流器8的集流區四周首先產生防滅火泡沫後， 在泡沫泥漿的衝擊下，葉輪10被推動旋轉，使泡沫進一步細化和均勻，經發泡裝置產生的含氣體防滅火泡沫即可直接注入到火區或易發生煤炭自燃的採空區中。如圖2所示，為本發明的另一實施例，本實施例與前一實施例不同的地方在於攪拌葉片為安裝在混合器中軸4上的多片阻隔長片2-3和阻隔短片2-4，阻隔長片2-3與阻隔短片2-4間隔交替安裝在混合器中軸4上，本實施例的阻隔長片2-3和阻隔短片2-4均為圓形片，阻隔長片2-3的直徑與混合器2內徑相等，阻隔短片2-4的直徑小於混合器2的內徑，作為優選的方案，阻隔長片2-3和阻隔短片2-4之間設置有套裝在混合器中軸4上的定位套2-5，定位套2-5用於使得阻隔長片2-3和阻隔短片2-4之間保持有固定的距離，使得阻隔長片2-3與阻隔短片2-4等距地安裝在混合器中軸4上，安裝方便。此外，阻隔長片 2-3與阻隔短片2-4也可以等距直接焊接安裝在混合器中軸4上，或在混合器中軸4上等距設置用於安裝阻隔長片2-3與阻隔短片2-4的卡槽。在阻隔長片2-3上加工有流通孔b，安裝在混合器中軸4的一片阻隔長片2-3上的流通孔b與相鄰一片阻隔長片2-3上流通孔b 相互錯位布置，即一片阻隔長片2-3上流通孔b的圓心與相鄰一片阻隔長片2-3上流通孔b 的圓心不在同一直線上，優選的方案為，一片阻隔長片2-3上流通孔b的圓心和混合器中軸 4軸心間的連線與相鄰一片阻隔長片2-3上流通孔b圓心和混合器中軸4軸心間的連線之間的夾角為180°，即兩片阻隔長片2-3上的流通孔b相對於混合器中軸4對稱設置。由於阻隔長片2-3的直徑與混合器2的內徑相等，阻隔長片2-3安裝於混合器2內時，混合物漿液只能從阻隔長片2-3上的流通孔b通過，同時由於阻隔短片2-4的直徑小於混合器2的內徑，混合物漿液流經阻隔長片2-3後可從阻隔短片2-4與混合器2內壁之間的空隙繼續流通。混合物漿液在混合器2內沿S形通道流動混合，使得混合物漿液得到充分混合。此外，如圖3所示，混合器2內壁上的凸起部還可以為多個間隔布置的導流圈6』， 混合器2內的攪拌葉片5與導流圈6』共同起到攪拌混合物漿液和導流的作用。當然，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解，依然可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍之中。
權利要求
1.用於煤礦防滅火的泡沫發生器，包括 進料管⑴；與所述進料管(1)出口端相連的混合器O)； 與所述混合器O)出口端相連的發泡器筒體(3)； 設置於所述發泡器筒體(；3)前部筒壁上的氣體進管(8)；設置於所述發泡器筒體C3)內入口端的文丘裡管(7)，在所述文丘裡管(7)後部管壁上設置有進氣孔(a)；設於所述發泡器筒體(3)內位於文丘裡管(7)出口端的集流器(9)； 設置於所述發泡器筒體(3)內位於所述集流器(9)後的固定杆(11)，所述集流器(9) 安裝於所述固定杆(11)的前端；設置於所述固定杆(11)中後部上的葉輪(10)； 其特徵在於所述混合器( 內設置有沿其軸線設置的混合器中軸G)，所述混合器中軸(4)上設置有攪拌葉片(5)。
2.根據權利要求1所述的用於煤礦防滅火的泡沫發生器，其特徵在於所述攪拌葉片 (5)螺旋狀設置於所述混合器中軸(4)上。
3.根據權利要求1或2所述的用於煤礦防滅火的泡沫發生器，其特徵在於所述混合器O)內壁上設置有間隔均布的凸起部(6)。
4.根據權利要求3所述的用於煤礦防滅火的泡沫發生器，其特徵在於所述凸起部(6) 為半球形或圓柱形或稜柱形。
5.根據權利要求1所述的用於煤礦防滅火的泡沫發生器，其特徵在於所述混合器(2) 內壁上設置有沿其軸線間隔布置的導流圈(6』)。
6.根據權利要求1所述的用於煤礦防滅火的泡沫發生器，其特徵在於所述攪拌葉片為交替間隔安裝於所述混合器中軸(4)上的阻隔長片(2-3)和阻隔短片0-4)，所述阻隔長片0-3)上設置流通孔(b)，所述阻隔長片0-3)的直徑大於所述阻隔短片0-4)的直徑。
7.根據權利要求6所述的用於煤礦防滅火的泡沫發生器，其特徵在於所述阻隔長片 (2-3)和阻隔短片(2-4)之間設置有定位套0-5)。
8.根據權利要求6所述的用於煤礦防滅火的泡沫發生器，其特徵在於所述一片阻隔長片(2- 上的流通孔(b)與相鄰一片阻隔長片(2- 上的流通孔(b)相互錯位布置。
9.根據權利要求6所述的用於煤礦防滅火的泡沫發生器，其特徵在於所述一片阻隔長片(2- 上流通孔(b)圓心和混合器中軸(4)軸心間連線與相鄰一片阻隔長片(2-3)上流通孔(b)圓心和混合器中軸⑷軸心間連線之間的夾角為180°。
10.根據權利要求6所述的用於煤礦防滅火的泡沫發生器，其特徵在於所述阻隔長片 (2-3)的直徑與所述混合器O)的內徑相等。
全文摘要
用於煤礦防滅火的泡沫發生器，包括進料管；與進料管出口端相連的混合器；與混合器出口端相連的發泡器筒體；設置於發泡器筒體前部筒壁上的氣體進管；設置於發泡器筒體內入口端的文丘裡管，在文丘裡管後部管壁上設置有進氣孔；設置於發泡器筒體內文丘裡管出口端的集流器；設置於發泡器筒體內集流器後的固定杆，集流器安裝於固定杆的前端；設置於固定杆中後部的葉輪；混合器內設置有沿其軸線設置的混合器中軸，混合器中軸上設置有攪拌葉片。本發明採用在混合器內設置攪拌葉片的形式，使混合漿液混合均勻，物料不易堵管，使用可靠，能對發生的火災進行有效滅火，結構緊湊合理，便於維護，適用於煤礦井下快速撲滅和高效防治煤炭自燃火災。
文檔編號E21F5/08GK102182496SQ20111006793
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月21日 優先權日2011年3月21日
發明者楊小波 申請人:西安西科煤礦安全通風防滅火研究所有限公司