一種基於冷凝機氣腿式鑿巖機高壓風水蒸氣處理裝置及方法與流程
2023-05-24 16:45:41 3
本發明涉及鑿巖機冷卻裝置技術領域，尤其涉及一種基於冷凝機氣腿式鑿巖機高壓風水蒸氣處理裝置及方法。
背景技術：
在掘進工作中氣腿式鑿巖機是常見的鑿巖設備，高壓風作為氣腿式鑿巖機的動力是保證工作順利進行的重要因素，而高壓風經過長距離的輸送溫度降低產生水蒸氣，現有的技術中處理高壓風管中的水蒸氣通常是是給給風管做保溫處理，未安裝的風管做內保溫處理，已安裝的採用引流的方法處理，在管道低端設出水口，然後引致集水坑。
上述的風管水蒸氣的處理方法一是保暖耗材多，得定期更換，所以投資比較大，單純的引流方法對水蒸氣的處理又顯得不足，無法更好的主動地濾除水蒸氣，作為氣腿式鑿巖機的動力高壓風含水過多時，冷凝水隨高壓風進入鑿巖機機頭，再從出氣口隨風呈霧狀噴出，在工作面形成霧氣不利於操作人員對現場進行觀測，不能及時發現作業面不安全因素，如不能掌握邊幫及頂板的浮石穩固情況；在打超前眼過程中，不能對眼孔出現情況及時了解；等霧氣再次冷凝後，水進入供電設備設施及照明設施中後容易引起電器故障及損壞。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題在於針對現有技術中保暖耗材多，需要定期更換，無法主動的濾除水蒸氣的缺陷，提供一種基於冷凝機氣腿式鑿巖機高壓風水蒸氣處理裝置及方法。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：
本發明提供一種基於冷凝機氣腿式鑿巖機高壓風水蒸氣處理裝置，包括氣腿式鑿巖機和用於對高壓水蒸氣進行冷卻的緩衝罐；其中：
緩衝罐為圓柱體，其外壁上設置有降溫隔層，緩衝罐底部設置有冷凝機，冷凝機與降溫隔層相連；緩衝罐底部還設置有排水管，高壓水蒸氣冷凝後通過排水管排出緩衝罐；
緩衝罐頂部設置有出風管，緩衝罐內部設置有用於增大冷凝面積的螺旋形的冷卻葉片；
緩衝罐通過固定機構與氣腿式鑿巖機固定連接；氣腿式鑿巖機包括兩端的高壓風管，兩端的高壓風管分別與緩衝罐的進風管和出風管相連，高壓水蒸氣通過進風管導入緩衝罐內，冷卻後通過出風管導入高壓風管。
進一步地，本發明的氣腿式鑿巖機包括皮管、風嘴、主機、纖具和氣腿，緩衝罐上設置有氣閥，皮管一端與緩衝罐的氣閥相連，另一端與風嘴相連；高壓風通過風嘴進入主機帶動纖具進行鑿巖；氣腿用於支撐鑿巖機。
進一步地，本發明的氣腿式鑿巖機的風嘴通過皮管與緩衝罐的氣閥相連接。
進一步地，本發明的冷卻葉片包括設置在緩衝罐中心位置的葉片轉軸和多片金屬葉片，葉片轉軸與驅動電機相連，水蒸氣在金屬葉片上冷凝後，驅動電機開始工作，使葉片轉軸帶動金屬葉片旋轉，將冷凝後水蒸氣甩離金屬葉片。
進一步地，本發明的葉片轉軸和金屬葉片內部設置有水冷管道，通過水冷管道向葉片轉軸和金屬葉片內持續通入冷卻水，降低葉片轉軸和金屬葉片的工作溫度。
進一步地，本發明的排水管上設置有排水閥門。
進一步地，本發明的緩衝罐與高壓風管相互垂直。
進一步地，本發明的進風管與出風管分別位於緩衝罐的兩端，且進風管的高度低於出風管的高度。
進一步地，本發明的進風管、緩衝罐、出風管、排水管和排水閥門均為相同的金屬材料。
本發明提供一種基於冷凝機氣腿式鑿巖機高壓風水蒸氣處理方法，包括以下步驟：
s1、氣腿式鑿巖機通過高壓風管和進風管將高壓水蒸氣導入緩衝罐內，並實時檢測進出風管的溫度；
s2、若進風管溫度高於鑿巖機的鑿巖工作面溫度，冷凝機開始工作，向降溫隔層中不斷注入冷空氣，使高壓水蒸氣降溫冷凝在緩衝罐的內壁上；
s3、若緩衝罐內溫度高於降溫隔層溫度，驅動電機開始工作，使葉片轉軸帶動金屬葉片旋轉，高壓水蒸氣降溫冷凝在金屬葉片上，並將冷凝後水蒸氣甩離金屬葉片；
s4、若出風管的溫度高於鑿巖機的鑿巖工作面溫度，通過水冷管道向葉片轉軸和金屬葉片內持續通入冷卻水，降低葉片轉軸和金屬葉片的工作溫度；
s5、將緩衝罐底部的冷凝水通過排水管排出。
本發明產生的有益效果是：本發明的基於冷凝機氣腿式鑿巖機高壓風水蒸氣處理裝置及方法，通過冷凝機以及與其相連的降溫隔層，對高壓水蒸氣進行降溫凝結，並通過冷卻葉片增大對高壓水蒸氣的冷凝面積，大大提高了對高壓水蒸氣的冷卻效果；且管路之間密閉，冷凝水不會進入鑿巖機的機頭，有效的保護了裝置；提高了鑿巖機配件更換時間，延長了各配件的使用壽命，另外鑿巖機機頭故障率降低，工作面環境也得到改善，有利於工人更好的作業。
附圖說明
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：
圖1是本發明實施例的主體結構示意圖；
圖2是本發明實施例罐體的右視結構示意圖；
圖3是本發明實施例罐體的俯視結構示意圖；
圖4是本發明實施例罐體的正視結構示意圖；
圖5是本發明實例罐體內部冷卻葉片的主體結構示意圖。
圖中：1-進風管；2-降溫隔層；3-緩衝罐；4-出風管；5-排水閥門；6-排水管；7-冷凝機；8-冷卻葉片；801-葉片轉軸；802-金屬葉片；803-驅動電機；804-水冷管路；9-氣閥；10-皮管；11-風嘴；12-主機；13-纖具；14-氣腿。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
如圖1所示，本發明實施例的基於冷凝機氣腿式鑿巖機高壓風水蒸氣處理裝置，包括氣腿式鑿巖機和用於對高壓水蒸氣進行冷卻的緩衝罐3；其中：
緩衝罐3為圓柱體，其外壁上設置有降溫隔層2，緩衝罐3底部設置有冷凝機7，冷凝機7與降溫隔層2相連；緩衝罐3底部還設置有排水管6，高壓水蒸氣冷凝後通過排水管6排出緩衝罐3；
緩衝罐3頂部設置有出風管4，緩衝罐3內部設置有用於增大冷凝面積的螺旋形的冷卻葉片8；
緩衝罐3通過氣閥9、皮管10與氣腿式鑿巖機的風嘴11連接；兩端的高壓風管分別與緩衝罐3的進風管1和出風管4相連，高壓水蒸氣通過進風管1導入緩衝罐3內，冷卻後通過出風管4導入高壓風管，最後通過氣閥9和皮管10與氣嘴11連接進入到氣腿式鑿巖機中。
氣腿式鑿巖機包括皮管10、風嘴11、主機12、纖具13和氣腿14，緩衝罐3上設置有氣閥9，皮管10一端與緩衝罐3的氣閥9相連，另一端與風嘴11相連；高壓風通過風嘴11進入主機12帶動纖具13進行鑿巖；氣腿14用於支撐鑿巖機。
氣腿式鑿巖機的風嘴11通過皮管10與緩衝罐的氣閥9相連接。
冷卻葉片8包括設置在緩衝罐3中心位置的葉片轉軸801和多片金屬葉片802，葉片轉軸801與驅動電機803相連，水蒸氣在金屬葉片802上冷凝後，驅動電機803開始工作，使葉片轉軸801帶動金屬葉片802旋轉，將冷凝後水蒸氣甩離金屬葉片802。
葉片轉軸801和金屬葉片802內部設置有水冷管道804，通過水冷管道804向葉片轉軸801和金屬葉片802內持續通入冷卻水，降低葉片轉軸801和金屬葉片802的工作溫度。
排水管6上設置有排水閥門5。緩衝罐3與高壓風管相互垂直。進風管1與出風管4分別位於緩衝罐3的兩端，且進風管1的高度低於出風管4的高度。進風管1、緩衝罐3、出風管4、氣閥9排水管6和排水閥門5均為相同的金屬材料。
如圖2，圖3和圖4所示，在本發明的另一個具體實施例中，高壓風水蒸氣處理裝置由1.入風管、2.降溫隔層、3.緩衝罐、4.出風管、5.排液閥門、6.排液管、7.冷凝機組成。
實施例中的入風管1左端接入高壓風管，右端直接與緩衝罐3相連接，高壓風從高壓風管中通過入風管1直接到達緩衝罐3。
實施例中的緩衝罐3用於高壓風的集中降溫冷凝場所。
實施例中的出風管4左端直接與緩衝罐3相接通，右端與高壓風管接通；高壓風經過在緩衝罐3的冷凝水處理後直接從出風管4通過接通高壓風管。
實施例中的排液閥門5安裝於排液管中6，整個裝置處於工作狀態時便關閉排液閥門5，當緩衝罐3中的冷凝水達到一定量後需停止高壓風的輸送並打開排液閥門5進行排液措施。
實施例中的冷凝機7與降溫隔層2直接相通，降溫隔層2是一個包裹在緩衝罐外的獨立空間，冷凝機工作時會向降溫隔層2源源不斷提供冷風使得降溫隔層2包裹的緩衝罐3保持低溫狀態。
本發明提供的上述用於氣腿式鑿巖機的動力高壓風中的水蒸氣處理裝置，其工作過程如下：
工作狀態：
如圖1所示，當關閉排液閥門5啟動冷凝機7並通途高壓風時整個裝置便處於工作狀態，高壓風經入風管1進入到緩衝罐3中，由於外部的降溫隔層2經過冷凝機7的降溫措施使得緩衝罐中的溫度處於低溫狀態，高壓風中的水蒸氣立刻冷凝成水存於緩衝罐的底部，處理過後的高壓風從上方的出風管通過接入高壓風管或者接入鑿巖機的風管中。
排水工作：
定期需對裝置緩衝罐中的冷凝水進行排放工作，停止高壓風的輸送，關閉冷凝機7打開排液閥門5，冷凝水通過排液閥門5進入排液管6排出。
本發明實施例的基於冷凝機氣腿式鑿巖機高壓風水蒸氣處理方法，包括以下步驟：
s1、氣腿式鑿巖機通過高壓風管和進風管將高壓水蒸氣導入緩衝罐內，並實時檢測進風管和出風管的溫度；
s2、若進風管的溫度高於鑿巖機的鑿巖工作面溫度，冷凝機開始工作，向降溫隔層中不斷注入冷空氣，使高壓水蒸氣降溫冷凝在緩衝罐的內壁上；
s3、若緩衝罐內溫度高於降溫隔層溫度，驅動電機開始工作，使葉片轉軸帶動金屬葉片旋轉，高壓水蒸氣降溫冷凝在金屬葉片上，並將冷凝後水蒸氣甩離金屬葉片；
s4、若出風管的溫度高於鑿巖機的鑿巖工作面溫度，通過水冷管道向葉片轉軸和金屬葉片內持續通入冷卻水，降低葉片轉軸和金屬葉片的工作溫度；
s5、將緩衝罐底部的冷凝水通過排水管排出。
應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。