专利名称：高效泡沫除尘装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿井除尘技术领域，特别涉及一种针对煤矿粉尘处理的高效泡沫除尘装置。
背景技术：
在煤矿生产过程中，经常需要在矿井中进行钻孔作业，其每道工序都伴有大量粉尘产生，大量的粉尘漂浮在密闭的矿井中很难有效地排除，长期吸入粉尘将严重危害工人的身体健康。目前矿井除尘主要采用喷雾除尘技术和泡沫除尘技术。所述喷雾除尘技术是利用除尘设备喷出的水雾，与漂浮的粉尘进行碰撞吸附，从而实现对矿井粉尘的除尘操作。这种除尘方式虽然能够抑制粉尘的传播和积聚，但仍存在很多缺陷，例如耗水量、耗电量较大，对呼吸性粉尘的捕收效率较低，并容易造成井下工作环境恶化等等；而泡沫除尘技术所喷出的泡沫则易受风流影响而积聚甚至封堵工作巷道，从而严重制约了泡沫除尘技术的推广应用。因此，开发一种新型除尘设备成为目前该领域亟待解决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种高效泡沫除尘装置，本除尘装置克服了传统的泡沫除尘技术所喷出的泡沫易受风流影响而积聚甚至封堵工作巷道的缺点，并且泡沫试剂可根据不同煤岩成分进行复配，从而实现高效除尘、节能环保的目的。为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:一种高效泡沫除尘装置，其包括如下组成部分:发泡机构，用于产生泡沫；所述发泡机构包括用于制备和贮存发泡液的发泡液产生贮存单元、用于将发泡液产生贮存单元中制得的发泡液输送至发泡单元中的发泡液输送单元、用于向发泡单元中鼓风的鼓风单元、用于使发泡液和鼓风单元吹来的风相作用以制备泡沫的发泡单元、用于将发泡单元中的泡沫喷洒覆盖在掘进机切割头处的泡沫布设单元;风幕形成机构，用于在背离掘进机切割头工作端的一侧形成隔断整个挖掘机工作巷道的风幕，以防止掘进机切割头工作时产生的灰尘向掘进机一侧散逸蔓延。同时本实用新型还可以通过以下方式得以进一步实现:优选的，所述发泡液产生贮存单元包括发泡液储存罐，所述发泡液储存罐的上部设置有用于添加发泡剂和水的注液口，发泡液储存罐的下部设置有与发泡液输送单元相连的出液口 ；所述发泡液储存罐的上侧还设置有搅拌器，搅拌器的伸入在发泡液储存罐中的搅拌轴的底端设置有搅拌叶轮。优选的，所述发泡液输送单元包括发泡液输送管，所述发泡液输送管的一端与发泡液储存罐下部的出液口相连，发泡液输送管的另一端与发泡单元上部的进液口相连；所述发泡液输送管自发泡液储存罐一端至发泡单元一端依次设置有发泡液调节阀和离心泵。[0011]优选的，所述鼓风单元包括鼓风机以及与鼓风机相连的送风管道，所述送风管道的远离鼓风机的一端与发泡单元上的进风口相连通；所述送风管道上设置有风阀。优选的，所述发泡单元包括筒状的发泡器，发泡器的上部设置有与发泡液输送管相连的进液口 ；所述发泡器中设置有发泡网，所述发泡网上满布有便于带动和吸附发泡液的网孔；发泡网的中部设置有带动发泡网转动的转轴，所述转轴的伸出在发泡器外侧的一端与驱动机构相连；发泡器的与发泡网所处平面相对的一侧设置有与送风管道相连的进风口，发泡器的与进风口相对的另一侧设置有与泡沫布设单元相连通的泡沫出口。进一步的，所述驱动机构包括电动机、第一皮带轮和第二皮带轮；所述电动机的输出轴与第一皮带轮相连，第一皮带轮和第二皮带轮之间通过皮带相连，所述第二皮带轮与所述转轴固连。优选的，所述泡沫布设单元包括与发泡器的泡沫出口相连通的泡沫输送管，所述泡沫输送管的远离发泡器的一端设置有泡沫分配器和泡沫喷头，所述泡沫分配器呈圆盘状，所述泡沫喷头设置有多个，且多个泡沫喷头均与泡沫分配器相连通，所述泡沫喷头的喷口均朝向掘进机切割头设置。优选的，所述风幕形成机构包括螺旋风流发生器和除尘单元，所述螺旋风流发生器的出风口竖直向上，且螺旋风流发生器的出风口设置在靠近掘进机所在巷道的壁面处；所述除尘单元包括除尘机和吸尘口，除尘机和吸尘口通过除尘管道相连，所述吸尘口设置在螺旋风流发生器和泡沫分配器之间。进一步的，所述螺旋风流发生器设置在发泡器和所述吸尘口之间。进一步的，所述泡沫分配器的中轴线与掘进机切割头的轴线相重合，所述泡沫喷头呈圆环状均布在泡沫分配器的靠近掘进机切割头一侧的盘面上。
本实用新型的有益效果:I)、本实用新型利用螺旋风流发生器，在掘进机司机前方建立一道全断面风幕，阻止粉尘向司机处扩散。在掘进机的吸尘口前方安装泡沫喷头，泡沫喷头所喷出的高倍数泡沫对掘进机切割头进行整体覆盖，这样就在司机正前方形成了被风幕所隔离的泡沫层，从而阻止了粉尘和泡沫的向外扩散；同时在泡沫层里粉尘和泡沫相互接触，粉尘很快被泡沫润湿，最终粉尘和泡沫一起从吸尘口处吸入并被排除。2)、本实用新型的除尘方式为淹没式，发泡机构喷出的泡沫体笼罩住掘进机切割头也即尘源，阻止了灰尘的扩散；泡沫体的总体积和比表面积大，增加了碰撞概率；泡沫中还可以添加表面活性剂以增加润湿性；针对不同的煤种，还可以配出不同类型的表面活性齐 以达到最优的润湿效果；泡沫的粘性好，增加粘附效率。3)、泡沫被风幕形成机构产生的风幕隔断在掘进机切割头附近，不会随意飘动，同时由于泡沫中含有较少量的水，则泡沫粘附粉尘落到地面后，不会使井下工作环境恶化。综上所述，本实用新型具有除尘效率高、除尘效果好、节能环保等优点。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为发泡机构的结构示意图。图3为发泡网的结构示意图。[0025]图中标注符号的含义如下:1 一加液漏斗 2—揽拌器 3—发泡液储存罐 4 一揽拌叶轮5—发泡液输送管 6—发泡液调节阀 7—离心泵8一鼓风机 9一风阀 10—送风管道 11一电动机12—第二皮带轮 13—皮带 14 一第一皮带轮 15—转轴16—发泡网 17—发泡器 18—泡沫输送管19 一泡沫分配器 20—泡沫喷头 21—支架 22—进液口23—掘进机 24—吸尘口 25—螺旋风流发生器26—掘进机切割头
具体实施方式
如图1所示，一种高效泡沫除尘装置，其包括如下组成部分:发泡机构，用于产生泡沫；所述发泡机构包括用于制备和贮存发泡液的发泡液产生贮存单元、用于将发泡液产生贮存单元中制得的发泡液输送至发泡单元中的发泡液输送单元、用于向发泡单元中鼓风的鼓风单元、用于使发泡液和鼓风单元吹来的风相作用以制备泡沫的发泡单元、用于将发泡单元中的泡沫喷洒覆盖在掘进机切割头26处的泡沫布设单元；风幕形成机构，用于在背离掘进机切割头26工作端的一侧形成隔断整个挖掘机工作巷道的风幕，以防止掘进机切割头工作时产生的灰尘向掘进机23 —侧散逸蔓延。优选的，如图2所示，所述发泡液产生贮存单元包括发泡液储存罐3，所述发泡液储存罐3的上部设置有用于添加发泡剂和水的注液口，发泡液储存罐3的下部设置有与发泡液输送单元相连的出液口 ；所述发泡液储存罐3的上侧还设置有搅拌器2，搅拌器2的伸入在发泡液储存罐3中的搅拌轴的底端设置有搅拌叶轮4优选的，如图2所示，所述发泡液输送单元包括发泡液输送管5，所述发泡液输送管5的一端与发泡液储存罐3下部的出液口相连，发泡液输送管5的另一端与发泡单元上部的进液口相连；所述发泡液输送管5自发泡液储存罐3 —端至发泡单元一端依次设置有发泡液调节阀6和离心泵7。优选的，如图2所示，所述鼓风单元包括鼓风机8以及与鼓风机8相连的送风管道10，所述送风管道10的远离鼓风机8的一端与发泡单元上的进风口相连通；所述送风管道10上设置有风阀9。优选的，如图2、3所示，所述发泡单元包括筒状的发泡器17，发泡器17的上部设置有与发泡液输送管5相连的进液口 ；所述发泡器17中设置有发泡网16，所述发泡网16上满布有便于带动和吸附发泡液的网孔；发泡网16的中部设置有带动发泡网16转动的转轴15，所述转轴15的伸出在发泡器17外侧的一端与驱动机构相连；发泡器17的与发泡网16所处平面相对的一侧设置有与送风管道10相连的进风口，发泡器17的与进风口相对的另一侧设置有与泡沫布设单元相连通的泡沫出口。 进一步的，如图2所示，所述驱动机构包括电动机11、第一皮带轮14和第二皮带轮12 ;所述电动机11的输出轴与第一皮带轮14相连，第一皮带轮14和第二皮带轮12之间通过皮带13相连，所述第二皮带轮12与所述转轴15固连。[0042]优选的，如图1、2所示，所述泡沫布设单元包括与发泡器17的泡沫出口相连通的泡沫输送管18，所述泡沫输送管18的远离发泡器17的一端设置有泡沫分配器19和泡沫喷头20，所述泡沫分配器19呈圆盘状，所述泡沫喷头20设置有多个，且多个泡沫喷头20均与泡沫分配器19相连通，所述泡沫喷头20的喷口均朝向掘进机切割头26设置。优选的，如图1所示，所述风幕形成机构包括螺旋风流发生器25和除尘单元，所述螺旋风流发生器25的出风口竖直向上，且螺旋风流发生器25的出风口设置在靠近掘进机23所在巷道的壁面处；所述除尘单元包括除尘机和吸尘口 24，除尘机和吸尘口 24通过除尘管道相连，所述吸尘口 24设置在螺旋风流发生器25和泡沫分配器19之间。风幕形成机构有多种实现方式，比如在掘进机23所在工作巷道的上方设置一排或若干排喷风管，同样可以形成横断在工作巷道上的风幕。本实用新型中的螺旋风流发生器25安装在工作巷道的壁面处，且螺旋风流发生器25的出风口竖直向上。由于气流在流动时具有附壁效应，因此，由螺旋风流发生器25所述产生的螺旋风流将沿巷道周壁旋转，最终横截整个巷道的断面。这种螺旋风流好似一堵风墙，在除尘风机吸风流的配合作用下，旋转着向除尘风机的吸尘口 24 —侧推移，同时压向掘进机切割头26，从而在掘进机司机前方建立起阻挡粉尘向外扩散的全断面空气屏幕。本实用新型的这种结构使含尘气流被封锁在掘进机切割头26的局部区域，并不断地被吸入除尘风机的负压风筒，进而有效地阻止了含尘气流的向外蔓延。进一步的，如图1所示，所述螺旋风流发生器25设置在发泡器17和所述吸尘口 24之间。进一步的，如图1所示，所述泡沫分配器19的中轴线与掘进机切割头26的轴线相重合，所述泡沫喷头20呈圆环状均布在泡沫分配器19的靠近掘进机切割头26 —侧的盘面上。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图1所示，当掘进机23抵达工作面时，开启螺旋风流发生器25和除尘风机的开关，除尘风机的吸尘口 24开始吸入空气，调节螺旋风流发生器25的吹风量和除尘风机的吸风量之比，最终形成螺旋风幕。发泡器17中产生大量的高倍数泡沫，泡沫由泡沫输送管18排出，经胶管送至泡沫分配器19，最后由多个泡沫喷头20将泡沫呈伞状喷射出去并覆盖掘进机切割头26，进而实现在风幕内隔绝除尘的目的。制备泡沫时，如图2所示，发泡剂与水由加液漏斗I处加入到发泡液储存罐3中，溶液到达标定液面后开动搅拌器2充分搅拌均匀，产生的发泡液由离心泵7抽出输送到发泡器17中。在发泡器17中，当发泡液的液面接近发泡器17筒体高度的一半时关闭发泡液调节阀6，停止注入发泡液，然后圆形发泡网16在电动机11的驱动下随转轴15开始转动，发泡液会随着发泡网16的转动而吸附在发泡网上，使得发泡网16的上半部分充满液膜，同时由鼓风机8吹出的风经过风阀9调节后由送风管道10输送到发泡网16处，送风管道10送出的风鼓吹发泡网16上的液膜，从而产生大量的泡沫，所得泡沫由泡沫输送管18排出，经胶管送至泡沫分配器19，最后由多个泡沫喷头20将泡沫呈伞状喷射出去。
权利要求1.一种高效泡沫除尘装置，其特征在于包括如下组成部分: 发泡机构，用于产生泡沫；所述发泡机构包括用于制备和贮存发泡液的发泡液产生贮存单元、用于将发泡液产生贮存单元中制得的发泡液输送至发泡单元中的发泡液输送单元、用于向发泡单元中鼓风的鼓风单元、用于使发泡液和鼓风单元吹来的风相作用以制备泡沫的发泡单元、用于将发泡单元中的泡沫喷洒覆盖在掘进机切割头(26)处的泡沫布设单元; 风幕形成机构，用于在背离掘进机切割头(26)工作端的一侧形成隔断整个挖掘机工作巷道的风幕，以防止掘进机切割头工作时产生的灰尘向掘进机(23) —侧散逸蔓延。
2.根据权利要求1所述的高效泡沫除尘装置，其特征在于:所述发泡液产生贮存单元包括发泡液储存罐(3)，所述发泡液储存罐(3)的上部设置有用于添加发泡剂和水的注液口，发泡液储存罐(3)的下部设置有与发泡液输送单元相连的出液口 ；所述发泡液储存罐(3)的上侧还设置有搅拌器(2)，搅拌器(2)的伸入在发泡液储存罐(3)中的搅拌轴的底端设置有搅拌叶轮(4)。
3.根据权利要求2所述的高效泡沫除尘装置，其特征在于:所述发泡液输送单元包括发泡液输送管(5)，所述发泡液输送管(5)的一端与发泡液储存罐(3)下部的出液口相连，发泡液输送管(5)的另一端与发泡单元上部的进液口相连；所述发泡液输送管(5)自发泡液储存罐(3) —端至发泡单元一端依次设置有发泡液调节阀(6)和离心泵(7)。
4.根据权利要求3所述的高效泡沫除尘装置，其特征在于:所述鼓风单元包括鼓风机(8)以及与鼓风机(8)相连的送风管道(10)，所述送风管道(10)的远离鼓风机(8)的一端与发泡单元上的进风口相连通；所述送风管道(10 )上设置有风阀(9 )。
5.根据权利要求4所述的高效泡沫除尘装置，其特征在于:所述发泡单元包括筒状的发泡器(17)，发泡器(17)的上部设置有与发泡液输送管(5)相连的进液口 ；所述发泡器(17)中设置有发泡网(16)，所述发泡网(16)上满布有便于带动和吸附发泡液的网孔；发泡网(16 )的中部设置有带动发泡网(16 )转动的转轴(15 )，所述转轴(15 )的伸出在发泡器(17)外侧的一端与驱动机构相连；发泡器(17)的与发泡网(16)所处平面相对的一侧设置有与送风管道(10)相连的进风口，发泡器(17)的与进风口相对的另一侧设置有与泡沫布设单元相连通的泡沫出口。
6.根据权利要求5所述的高效泡沫除尘装置，其特征在于:所述驱动机构包括电动机(11)、第一皮带轮(14)和第二皮带轮(12);所述电动机(11)的输出轴与第一皮带轮(14)相连，第一皮带轮(14)和第二皮带轮(12)之间通过皮带(13)相连，所述第二皮带轮(12)与所述转轴(15)固连。
7.根据权利要求5所述的高效泡沫除尘装置，其特征在于:所述泡沫布设单元包括与发泡器(17)的泡沫出口相连通的泡沫输送管(18)，所述泡沫输送管(18)的远离发泡器(17)的一端设置有泡沫分配器(19)和泡沫喷头(20)，所述泡沫分配器(19)呈圆盘状，所述泡沫喷头(20)设置有多个，且多个泡沫喷头(20)均与泡沫分配器(19)相连通，所述泡沫喷头(20)的喷口均朝向掘进机切割头(26)设置。
8.根据权利要求7所述的高效泡沫除尘装置，其特征在于:所述风幕形成机构包括螺旋风流发生器(25)和除尘单元，所述螺旋风流发生器(25)的出风口竖直向上，且螺旋风流发生器(25)的出风口设置在靠近掘进机(23)所在巷道的壁面处；所述除尘单元包括除尘机和吸尘口(24)，除尘机和吸尘口(24)通过除尘管道相连，所述吸尘口(24)设置在螺旋风流发生器(25)和泡沫分配器(19)之间。
9.根据权利要求8所述的高效泡沫除尘装置，其特征在于:所述螺旋风流发生器(25)设置在发泡器(17)和所述吸尘口(24)之间。
10.根据权利要求8所述的高效泡沫除尘装置，其特征在于:所述泡沫分配器(19)的中轴线与掘进机切割头(26)的轴线相重合，所述泡沫喷头(20)呈圆环状均布在泡沫分配器(19)的 靠近掘进机切割头(26) —侧的盘面上。
专利摘要本实用新型涉及矿井除尘技术领域，特别涉及一种针对煤矿粉尘处理的高效泡沫除尘装置。本除尘装置包括如下组成部分用于产生泡沫、并将产生的泡沫喷洒覆盖在掘进机切割头处的发泡机构；用于在背离掘进机切割头工作端的一侧形成隔断整个挖掘机工作巷道的风幕、以防止掘进机切割头工作时产生的灰尘向掘进机一侧散逸蔓延的风幕形成机构。本实用新型利用风幕形成机构在掘进机前方建立一道全断面风幕，以阻止粉尘向掘进机处扩散。本实用新型还利用发泡机构所喷出的高倍数泡沫对掘进机切割头进行整体覆盖，这样就在司机正前方形成了被风幕所隔离的泡沫层，从而阻止了粉尘和泡沫的向外扩散；最终粉尘和泡沫一起从吸尘口处吸入并被排除。
文档编号E21C35/22GK202970713SQ20122057002
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者徐初阳, 孙银宇, 郑继洪, 何清, 胡鹏飞, 杨蕾 申请人:安徽理工大学