一种防冻结的卷盘式水缆除尘系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于港口移动除尘设备领域，特别涉及一种防冻结的卷盘式水缆除尘系统，在堆料机或取料机上设置卷盘式水缆，卷盘式水缆分别连接水源和位于堆料机或取料机的作业臂上的洒水管道，为作业臂上的洒水喷头供水。在堆料机或取料机运行的过程中，卷盘式水缆的可伸缩性使得洒水除尘作业的范围可变，使洒水除尘作业不受场地的限制，在堆料机或取料机作业期间对作业环境进行大范围、全天候的洒水除尘。卷盘式水缆还连接有气路管道，在冬季时，当洒水除尘作业完成后，气路管道对卷盘式水缆和洒水管道进行反吹，高压气体把水管内的残留水排除，防止水管中的残留水冻结而造成下次洒水除尘作业时水管的堵塞、冻裂，使得该除尘系统能在冬季时正常运行。
【专利说明】
一种防冻结的卷盘式水缆除尘系统
技术领域
[0001] 本发明属于港口移动除尘设备领域，特别涉及一种防冻结的卷盘式水缆除尘系 统。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着雾霾天气的频繁发生，国家对空气的保护逐渐重视，并出台了众多的 严控措施。对于港口作业，特别是煤炭港口作业，存在着作业现场脏、煤尘多、作业粗放等问 题，为减少煤炭港口的煤尘对空气造成的污染，近年来出现了一种针对煤炭港口的移动式 的卷盘式水缆除尘系统。如中国实用新型专利CN204661050U公开了一种卷盘式水缆除尘系 统，与传统水除尘系统相比，该系统省去了吸水栗、洒水栗、机上水箱等设备，极大简化了结 构，提高了除尘效率、降低了故障率。但是该系统同样存在传统水除尘系统的共有缺陷，就 是在冬季温度较低时，系统上的部件和水管容易发生冻结，严重时甚至发生冻裂并损坏设 备，进而只能停用，这会进一步恶化北方港口地区在冬季时的空气质量。为此，本发明提出 改进。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种防冻结的卷盘式水缆除尘 系统，其用于降低煤炭港口的煤尘污染，并且在冬天时可有效防止水管被残留水所冻结，保 证系统正常工作。
[0004] 为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种防冻结的卷盘式水缆 除尘系统，包括堆料机或取料机和安装于堆料机或取料机的卷盘式水缆，卷盘式水缆的第 一端连通供水管道和排水管道，卷盘式水缆的第二端连通气路管道和位于堆料机或取料机 的作业臂上的洒水管道;洒水管道连接有喷头，在喷头和卷盘式水缆的第二端之间的洒水 管道上设置有洒水控制装置;气路管道连接有气源，在气源和卷盘式水缆的第二端之间的 气路管道上设置有气路控制装置;供水管道设置有供水控制装置，排水管道设置有排水控 制装置。
[0005] 其中，气路控制装置包括控制气路管道通断的气路手动球阀、气路电磁阀和气路 单向阀；气路单向阀使介质在气路管道内从气源所在的一端单向流向卷盘式水缆的第二 端。
[0006] 其中，气路单向阀在气路管道上相对于气路手动球阀和气路电磁阀更靠近卷盘式 水缆的第二端。
[0007] 其中，气源包括连接气路管道的进气端的气栗和串接于气路管道的气罐，气栗连 接有气栗放水阀;气罐的底部连接有气罐放水阀。
[0008] 其中，洒水控制装置包括控制洒水管道通断的洒水手动球阀、洒水电磁阀和洒水 单向阀；洒水单向阀使介质从卷盘式水缆的第二端单向流向喷头所在的一端。
[0009] 其中，在洒水管道上，喷头与洒水控制装置之间旁接有洒水管道放水阀。
[0010] 其中，卷盘式水缆的第一端连接有四通接头，该四通接头的其余三个接口分别连 接供水管道、排水管道和一条备用排水管道，备用排水管道设置有手动排水球阀。
[0011] 其中，洒水控制装置、气路控制装置、供水控制装置和排水控制装置中分别设置有 电磁阀；该除尘系统还设置有PLC电控单元，PLC电控单元控制电磁阀的开闭。
[0012] 其中，还包括管道伴热保温装置，管道伴热保温装置从内而外设置有电伴热带、保 温层和用于包扎的镀锌铁皮，洒水管道、气路管道、供水管道和排水管道被包裹在管道伴热 保温装置内；洒水控制装置、气路控制装置、供水控制装置和排水控制装置被包裹在管道伴 热保温装置内。
[0013] 其中，还包括卷盘式水缆伴热保温装置，卷盘式水缆伴热保温装置包括保温箱体， 保温箱体内设置加热板，卷盘式水缆被保护在卷盘式水缆伴热保温装置内。
[0014] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0015] 本发明的一种防冻结的卷盘式水缆除尘系统，在堆料机或取料机上设置卷盘式水 缆，卷盘式水缆分别连接水源和位于堆料机或取料机的作业臂上的洒水管道，为作业臂上 的洒水喷头供水，在堆料机或取料机运行的过程中，卷盘式水缆的可伸缩性使得洒水除尘 作业的范围可变，喷头跟随作业臂运动，使洒水除尘作业不受场地的限制，在堆料机或取料 机作业期间对作业环境进行大范围、全天候、跟随式的洒水除尘。卷盘式水缆还连接有气路 管道和排水管道，在冬季时，当洒水除尘作业完成后，气路管道对卷盘式水缆和洒水管道进 行反吹，高压气体把水管内的残留水排除，防止水管中的残留水冻结而造成下次洒水除尘 作业时水管的堵塞、冻结，使得该除尘系统能在冬季时正常运行。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明的防冻结的卷盘式水缆除尘系统的结构示意图。
[0017] 图2是本发明的防冻结的卷盘式水缆除尘系统的水路和气路示意图。
【具体实施方式】
[0018] 以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附 图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特 另Ij指出，不必按比例绘制附图。
[0019] 另外，为了更好的说明本发明，在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体细节。 本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实
[0020] 施。对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸 显本发明的主旨。
[0021] 卷盘式水缆的结构与工作原理可参照中国实用新型专利CN204664050U所公开的 一种卷盘式水缆除尘系统，在本申请中不再详细描述。
[0022] 如图1所示，本发明的一种防冻结的卷盘式水缆除尘系统包括堆料机或取料机和 安装在堆料机或取料机上并随堆料机或取料机运动的卷盘式水缆2,卷盘式水缆2的第一端 连通供水管道17和排水管道16,卷盘式水缆2的第二端连通气路管道26和位于堆料机或取 料机的作业臂上的洒水管道27,洒水管道27的末端连接喷头6,堆场坝基供水排水单元1为 供水管道17供水，并接收从排水管道16排出的水。
[0023]如图2所示，在供水管道17上从堆场坝基供水排水单元1到卷盘式水缆2的第一端 之间连接有供水电磁阀11和供水手动球阀12。在排水管道16上从堆场坝基供水排水单元1 到卷盘式水缆2的第一端之间连接有排水电磁阀15和排水手动球阀14;排水管道16并联有 备用排水管道28,备用排水管道28上连接有排水备用球阀18。洒水管道27从卷盘式水缆2的 第二端到洒水端之间连接有洒水电磁阀10、洒水单向阀9、洒水手动球阀8、洒水管道放水阀 7和喷头6。气路管道26从其进气端到卷盘式水缆的第二端之间连接有气栗24、气罐22、气路 手动球阀21、气路电磁阀20、气路单向阀19;同时，气栗24还连接有气栗放水阀25，在气罐的 底部接有放水阀23。
[0024]卷盘式水缆2的第一端连接四通接头的第一个接口，四通接头的第二个接口连接 供水管道17,四通接头的第三个接口连接排水管道16,四通接头的第四个接口连接备用排 水管道28。
[0025]该除尘系统在正常工作的情况下，供水手动球阀12、排水手动球阀14处于常开状 态，排水备用球阀18处于常闭状态，供水电磁阀11、排水电磁阀15为得电打开、失电关闭；洒 水手动球阀8为常开状态，洒水管道放水阀7为常闭状态，洒水电磁阀10为得电打开、失电关 闭；气路手动球阀21为常开状态，气栗放水阀25、气罐放水阀23为常闭状态，气路电磁阀20 得电打开、失电关闭。
[0026]为准确地控制该除尘系统的工作，该除尘系统还设置有PLC电控单元4，PLC电控单 元4连接并控制各电磁阀的通断和气栗24的工作与否，当然，PLC仅是一种优选的实施方式， 各电磁阀和气栗24也可采用手动开闭。
[0027]当操作者通过PLC电控单元4发出洒水指令，供水电磁阀11得电，排水电磁阀15失 电，洒水电磁阀10得电，气栗24得电，气路电磁阀20失电，水除尘系统开始洒水。同时气栗24 往气罐22充气，当气罐22压力达到高压设定值，气栗24失电，停止充压，气罐22进入保压状 态，等待排水。洒水除尘时，各电磁阀和气栗24的动作情况参如表1所示，除尘用水的移动路 径为:供水管道17-供水手动球阀12-供水电磁阀11-卷盘式水缆2-洒水管道27-洒水 电磁阀10-洒水单向阀9-洒水手动球阀8-喷头6。
[0028]洒水除尘完后，当操作者通过PLC电控单元4发出排水指令，供水电磁阀11失电，排 水电磁阀15得电，洒水电磁阀10失电，气路电磁阀20得电，气罐22内的高压气体从气路管道 26经过卷盘式水缆2和排水管道16往外排除，并把水缆内残留的水排出；在本方案中，进水 和排水是通过不同的管道进行的，在正常情况下，排水管道16内是没有水的，这样方便高压 气体把残留水排出，而现有技术中大多是直接对进水管道进行反吹，但进水管道内是充满 水的，需要高压气体压力高、气体量大，特别对于本发明的除尘系统，其进水管道16较长，采 用现有技术的对进水管进行反吹的话能耗大，且较难把残留水排净，而本方案中采用增设 的排水管道16能有效避免上述问题。当气罐22压力降到低压设定值，气路电磁阀20失电关 闭，气栗24得电启动，向气罐22充气。当气罐22压力达到高压设定值，气栗24失电，气路电磁 阀20得电打开，进入第二轮排水作业。如此循环三轮，结束排水作业，此时排水电磁阀15、气 路电磁阀20、气栗24均失电，进入停机状态。洒水除尘完后排水时，各电磁阀的动作情况参 如表1所示，高压气体和残留水的移动路径为:气栗24-气罐22-气路管道26-气路手动球 阀21-气路电磁阀20-气路单向阀19-卷盘式水缆2-排水手动球阀14-排水电磁阀15- 排水管道16。
[0029]表1
[0031] 在洒水除尘时，若出现供水电磁阀11失电后不能关闭的情况，则手动关闭供水手 动球阀12,避免出现供水不受控制的情况;若出现气路电磁阀20失电后不能关闭的情况，临 时关闭气路手动球阀21，避免高压气体对洒水除尘作业造成影响。
[0032] 在排水时，若出现洒水电磁阀10失电后不能关闭的情况，则手动关闭洒水手动球 阀8,避免高压气体从喷头6泄露;若出现排水电磁阀15得电后不能打开的情况，则临时打开 排水备用球阀18,采用备用排水管道28进行排水。
[0033] 洒水单向阀9的设置有效避免作业臂上的洒水管道27中的水倒流入卷盘式水缆2 中，防止卷盘式水缆2被冻结而难以释放和回收水缆。当作业臂上的洒水管道27需要检修 时，打开洒水管道27的洒水管道放水阀7进行放水，方便维修。
[0034]此外，定期打开气栗放水阀25和气罐放水阀23,及时排放积水，防止气栗24和气罐 22被冻裂而造成损坏。气路单向阀19的设置有效避免除尘用水倒灌入气罐22。同时，气路单 向阀19相对于气路电磁阀20和气路手动球阀21更靠近卷盘式水缆2的第二端，可使得气路 电磁阀20和气路手动球阀21不必沾水，进一步防止被冻结。
[0035] 上述的阀门及管道中除了卷盘式水缆2会随堆料机或取料机的运动而转动外，其 余部件均为固定，为了防止这些固定部件发生冻结，需要增设管道伴热保温装置。各管道增 设管道伴热保温装置是为了保证管道的畅通，而各阀门增设管道伴热保温装置是为了保证 阀门不被水冻结而能正常开闭。管道伴热保温装置包裹在上述的固定部件之外，管道伴热 保温装置从内到位依次设置有电伴热带、橡塑海绵保温层和用于包扎的镀锌铁皮；电伴热 带负责产生热量，使固定部件的温度不会过低，橡塑海绵保温层用于保存热量，镀锌铁皮用 于包扎橡塑海绵保温层，且使用镀锌的铁皮能有效防止包扎层被腐蚀。当然，保温层也可选 用其他材料。此外，卷盘式水缆也被放置在一个卷盘式水缆伴热保温装置内，卷盘式水缆伴 热保温装置包括保温箱体，保温箱体可采用不锈钢钢板制成，保温箱体内设置加热板;卷盘 式水缆伴热保温装置使放置在其中的卷盘式水缆在寒冷的天气下也能正常工作。
[0036] 与现有技术相比，本发明的一种防冻结的卷盘式水缆除尘系统，在堆料机或取料 机上设置卷盘式水缆，卷盘式水缆分别连接水源和位于堆料机或取料机的作业臂上的洒水 管道，为作业臂上的洒水喷头供水，在堆料机或取料机运行的过程中，卷盘式水缆的可伸缩 性使得洒水除尘作业的范围可变，喷头跟随作业臂运动，使洒水除尘作业不受场地的限制， 在堆料机或取料机作业期间对作业环境进行大范围、全天候、跟随式的洒水除尘。卷盘式水 缆还连接有气路管道和排水管道，在冬季时，当洒水除尘作业完成后，气路管道对卷盘式水 缆和洒水管道进行反吹，高压气体把水管内的残留水排除，防止水管中的残留水冻结而造 成下次洒水除尘作业时水管的堵塞，使得该除尘系统能在冬季时正常运行。
[0037]最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其 限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解： 其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进 行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方 案的范围。
【主权项】
1. 一种防冻结的卷盘式水缆除尘系统，其特征在于： 包括堆料机或取料机和安装于所述堆料机或取料机的卷盘式水缆，所述卷盘式水缆的 第一端连通供水管道和排水管道，所述卷盘式水缆的第二端连通气路管道和位于所述堆料 机或取料机的作业臂上的洒水管道； 所述洒水管道连接有喷头，在所述喷头和所述卷盘式水缆的第二端之间的洒水管道上 设置有洒水控制装置； 所述气路管道连接有气源，在所述气源和所述卷盘式水缆的第二端之间的气路管道上 设置有气路控制装置； 所述供水管道设置有供水控制装置，所述排水管道设置有排水控制装置。2. 根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于:所述气路控制装置包括控制所述气路 管道通断的气路手动球阀、气路电磁阀和气路单向阀；所述气路单向阀使介质在所述气路 管道内从所述气源所在的一端单向流向所述卷盘式水缆的第二端。3. 根据权利要求2所述的除尘系统，其特征在于:所述气路单向阀在所述气路管道上相 对于所述气路手动球阀和气路电磁阀更靠近所述卷盘式水缆的第二端。4. 根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于:所述气源包括连接所述气路管道的进 气端的气栗和串接于所述气路管道的气罐，所述气栗连接有气栗放水阀；所述气罐的底部 连接有气罐放水阀。5. 根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于:所述洒水控制装置包括控制所述洒水 管道通断的洒水手动球阀、洒水电磁阀和洒水单向阀；所述洒水单向阀使介质从所述卷盘 式水缆的第二端单向流向所述喷头所在的一端。6. 根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于：在所述洒水管道上，所述喷头与所述 洒水控制装置之间旁接有洒水管道放水阀。7. 根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于:所述卷盘式水缆的第一端连接有四通 接头，该四通接头的其余三个接口分别连接所述供水管道、所述排水管道和一条备用排水 管道，所述备用排水管道设置有手动排水球阀。8. 根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于:所述洒水控制装置、气路控制装置、供 水控制装置和排水控制装置中分别设置有电磁阀；该除尘系统还设置有PLC电控单元，所述 PLC电控单元控制所述电磁阀的开闭。9. 根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于:还包括管道伴热保温装置，所述管道 伴热保温装置从内而外设置有电伴热带、保温层和用于包扎的镀锌铁皮，所述洒水管道、气 路管道、供水管道和排水管道被包裹在所述管道伴热保温装置内；所述洒水控制装置、气路 控制装置、供水控制装置和排水控制装置被包裹在所述管道伴热保温装置内。10. 根据权利要求1所述的除尘系统，其特征在于:还包括卷盘式水缆伴热保温装置，所 述卷盘式水缆伴热保温装置包括保温箱体，所述保温箱体内设置加热板，所述卷盘式水缆 被保护在所述卷盘式水缆伴热保温装置内。
【文档编号】B65G69/18GK106044299SQ201610637906
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月5日 公开号201610637906.3, CN 106044299 A, CN 106044299A, CN 201610637906, CN-A-106044299, CN106044299 A, CN106044299A, CN201610637906, CN201610637906.3
【发明人】夏志新, 史伟彬, 孙立权, 张辉, 李健, 屈飞, 于志光, 张伟, 王葳蕤, 韩贵元
【申请人】秦皇岛港股份有限公司