一种矿用智能型风水联动喷雾降尘装置的制作方法

本发明涉及智能风水联动喷雾降尘技术领域，尤其涉及一种矿用智能型风水联动喷雾降尘装置。

背景技术：

在煤炭生产领域，煤炭生产场所矿井下会含有大量的灰尘、甲烷等有害气体。大量的灰尘、有害气体使工作人员无法正常工作，危害到人员身体健康。目前的洒水降尘装置不能满足治理粉尘的作业环境，出现出水量小、滴流现象，喷雾效果不理想。为了有效防止粉尘危害，煤矿急需一种智能型风水开启关闭智能管理系统，来彻底改善和治理粉尘作业环境。

技术实现要素：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种矿用智能型风水联动喷雾降尘装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种矿用智能型风水联动喷雾降尘装置，包括有主控箱和风水喷雾架，在主控箱内部设有多路信号处理电路、主控芯片、两个继电器、气路电动球阀和水路电动球阀，在主控箱的顶面上镶嵌有触摸屏，所述的主控芯片分别与两个继电器、触摸屏、多路信号处理电路电连接，所述的两个继电器分别连接所述的气路电动球阀和水路电动球阀，主控芯片还外接有电源，在主控箱外侧还设有多个传感器、气源管道和水源管道，所述的多个传感器分别连接多个信号处理电路，所述的气路电动球阀的两端分别连接气源管道，水路电动球阀的两端分别连接水源管道，气源管道和水源管道的出口分别连接风水喷雾架。

所述的信号处理电路包括有信号放大电路、信号处理模块和灵敏度调整模块，所述的灵敏度调整模块与信号放大电路连接，信号放大电路与信号处理模块连接，信号处理模块与主控芯片连接，信号放大电路还分别与多个传感器连接。

所述的多个传感器包括有触控传感器、温度传感器、烟雾传感器、光控传感器、人体感应传感器和声控传感器。

在主控箱内还设有压力传感器，压力传感器与主控芯片连接。

所述的气路电动球阀的两端与气源管道的连接、水路电动球阀的两端与水源管道的连接以及气源管道、水源管道与风水喷雾架的连接均采用kj10矿用高压胶管快插接口连接。

所述的风水喷雾架包括有高压镀锌钢管，在高压镀锌钢管的下面开有多个喷雾孔，所述的气源管道和水源管道分别连接高压镀锌钢管的两端。

在气路电动球阀的进气端和出气端的管道上分别设有风过滤器和精过滤器；在水路电动球阀的进水端和出水端的管道上分别设有水过滤器和精过滤器。

主要原理是利用专用雾化喷雾架将高速的空气流和高压水进行气水混合雾化，形成比传统喷雾更细小的水雾，这种水雾是一种可以漂浮移动的薄雾团，这种薄雾团在空中的滞留时间比传统的喷雾大大增加，增加水雾的降尘面积，对粉尘具有更好的吸附作用，从而达到最佳的降尘效果。主要适用于煤矿大巷、皮带转载点、放炮等作业场所。其主要特点是喷雾距离远、降尘范围大、水雾滞留时间长、降尘效率高、用水量少，是一种高效节能的自动喷雾降尘装置。

风水联动降尘装置采用风、水混合湍流喷雾技术。装置内设计有风、水压自动平衡系统；电压稳定、保护系统；智能监测、控制系统；风、水开启关闭智能管理系统；风水过滤，自动配比调节系统。触摸屏智能显示模块。

本装置主要包括主控箱、过滤器、风水喷雾架（高压镀锌管、连接件及矿用高压胶管等）、根据适用场所不同配置的相应的传感器。

主控箱门扇上镶嵌有触摸显示屏，可显示装置工作状态和调控后的水、气压力。

本装置水路和气路外围安装采用矿用高压胶管连接，设备安装上电后即进入正常状态，这时设备通过内部设定的程序控制气路和水路电动球阀同时开启，风、水进入自动平衡,稳压,配比系统智能调节。稳定的风、水以湍流形式通过风水喷雾架，喷射出超细化水雾,从而进行喷雾降尘。当喷雾信号消失后,装置先将水路电动球阀关闭,气路电动球阀在水路电动球阀关闭后延时一段时间自动关闭,从而避免滴流现象。

风水喷雾架采用管式喷洒方式，代替独立小组件喷头方式，无需喷头，减少了材料消耗。风水喷雾架采用气水联动喷洒代替传统的单项水压喷洒，提高了雾化效果，减少了用水量。风水喷雾架的特殊结构能使液体和气体均匀混合，产生的雾粒非常细微，可以达到5-100微米，能产生极佳的雾化效果。风水喷雾就是一边进风一边进水，气压要大于水压的1.2倍才能达到理想的喷雾效果。

风水喷雾架进水处装有水质过滤器，进风处装有空气过滤器。出水处装有水质精滤器，出风处装有空气精滤器。在水源和气源管道上要有电动球阀，与球阀配套的是kj10矿用高压胶管快插接口。连接好管路先少量开启水路阀门，看看每个喷水口出水量是否均匀，不均匀就检查管路是否堵塞，直到所有的喷水孔喷洒均匀，最后再打开控气路电动球阀门观察喷雾效果。

主控箱控制电路采用16位高稳定度工业级avr系列芯片，具有定时功能，可以根据要求设定喷雾时间，也可以实现不同地点的传感器要求喷雾的开启和关闭。

本装置有人过停喷功能，当喷雾时间内有人经过，可通过人体感应传感器实现人过停喷，当人体离开后延时一段时间再继续工作（延时时间可调）。

1.研究方案：

（1）主要用途：

风水联动喷雾降尘装置作用于煤矿井下采掘工作面、运输巷道和运输设备、放炮作业和喷浆作业、综采液压支架等所有产生爆炸危险气体（甲烷）和烟雾粉尘的作业场所。适应面广，易操作，并采用自我设计且安装有水质过滤器的风水喷雾架，适应供水、供风压力范围广、不受泥沙和污水影响、供水通径大、工作稳定可靠，且该装置为本安型，无安全隐患，能够长期工作而无故障。

本装置通过喷雾，不仅能够降尘除尘，净化空气，同时能够吸收一定的有害气体，降低瓦斯浓度及环境浓度，是改善和治理粉尘作业环境，有效防止粉尘危害的重要设施。主机机芯采用单片机集成化电路，控制功能灵活，可根据不同的场所采用不同类型的传感器（温度、烟雾、光控、光控（红外）、触控等）实现不同需求的自动喷雾或洒水。同时对出现的故障信息进行记录，方便查询。

（2）装置具有三种工作方式：自动间歇喷雾、触发喷雾和手动喷雾，满足不同工况的需要，各种方式互锁防止误操作。

（3）采用了嵌入式单片机系统，人机界面采用本安彩色触摸屏，实现操作、装置功能、喷雾时间、传感器状态、压力状态及故障状态等可视化。

本发明的优点是：

1、采用风,水混合湍流喷雾技术,装置内设计有风,水压平衡系统；电压稳定,保护系统；智能监测,控制系统；风,水开启关闭智能管理系统；风,水过滤,自动配比系统。风,水进入自动平衡,稳压,配比系统智能调节,稳定的风,水以湍流形式通过风水喷头喷射出超细化水雾,从而进行喷雾降尘；当喷雾信号消失后,装置现将水路电动球阀关闭,气路电动球阀在水路电动球阀关闭后延时一段时间自动关闭,从而避免滴流现象。

2、采用触摸智能显示设定模块。

3、可在0～100min之内任意设置喷雾时间，一次完成后，全自动完成喷雾、停喷等动作，无需人工干预。

4、可同时控制多个喷雾点。

5、效率高、耗水量小，利用专用雾化喷雾架将高速的空气流和高压水进行气水混合雾化，形成比传统喷雾更细小的水雾，这种水雾是一种可以漂浮移动的薄雾团，这种薄雾团在空中的滞留时间比传统的喷雾大大增加，增加水雾的降尘面积，对粉尘具有更好的吸附作用，从而达到最佳的降尘效果。

附图说明

图1为本发明的工作原理框图。

图2为本发明结构图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种矿用智能型风水联动喷雾降尘装置，包括有主控箱1和风水喷雾架2，在主控箱1内部设有多路信号处理电路、主控芯片3、两个继电器4、气路电动球阀5和水路电动球阀6，在主控箱1的顶面上镶嵌有触摸屏7，所述的主控芯片3分别与两个继电器4、触摸屏7、多路信号处理电路电连接，所述的两个继电器4分别连接所述的气路电动球阀5和水路电动球阀6，主控芯片3还外接有电源8，在主控箱1外侧还设有多个传感器9、气源管道10和水源管道11，所述的多个传感器9分别连接多个信号处理电路，所述的气路电动球阀5的两端分别连接气源管道10，水路电动球阀6的两端分别连接水源管道11，气源管道10和水源管道11的出口分别连接风水喷雾架2。

所述的信号处理电路包括有信号放大电路12、信号处理模块13和灵敏度调整模块14，所述的灵敏度调整模块14与信号放大电路12连接，信号放大电路12与信号处理模块13连接，信号处理模块13与主控芯片3连接，信号放大电路12还分别与多个传感器9连接。

所述的多个传感器9包括有触控传感器、温度传感器、烟雾传感器、光控传感器、人体感应传感器和声控传感器。

在主控箱1内还设有压力传感器，压力传感器与主控芯片3连接。

所述的气路电动球阀5的两端与气源管道10的连接、水路电动球阀6的两端与水源管道11的连接以及气源管道10、水源管道11与风水喷雾架2的连接均采用kj10矿用高压胶管快插接口15连接。

所述的风水喷雾架2包括有高压镀锌钢管，在高压镀锌钢管的下面开有多个喷雾孔，所述的气源管道10和水源管道11分别连接高压镀锌钢管的两端。

在气路电动球阀5的进气端和出气端的管道上分别设有风过滤器16和精过滤器17；在水路电动球阀6的进水端和出水端的管道上分别设有水过滤器18和精过滤器19。

工作原理

风水降尘装置处于待机状态时,当检测到喷雾信号后,装置同时将气路电动球阀5,水路电动球阀6打开,风,水进入自动平衡,稳压,配比系统智能调节,稳定的风,水以湍流形式通过风水喷雾水幕喷射出超细化水雾,从而进行喷雾降尘；当喷雾信号消失后,装置现将水路电动球阀6关闭,气路电动球阀5在水路电动球阀6关闭后延时一段时间自动关闭,从而避免滴流现象。喷雾工作时间可调；当再次检测到喷雾信号时，进行下一个工作循环过程。

当外部环境信号被传感器探头摄入，就立即转换成特定的电信号，通过电缆的传输，电信号进入主机被放大，鉴别和比较后，经单片机处理后的信号经功率放大直接控制固体继电器工作，在电信号处理过程中，根据设备的功能要求，由特定的电路对时间控制及输出状态进行设定和调整。系统根据固体继电器的动作指令、直接驱动水路电动球阀和气路电动球阀，从而实现风水联动喷雾降尘。当传感器探测到控制信号时，信号送入主控箱，主控箱同时控制气路电动球阀、水路电动球阀开启，风,水进入自动平衡,稳压,配比系统智能调节,稳定的风,水以湍流形式通过风水喷雾水幕喷射出超细化水雾,从而进行喷雾降尘；当喷雾信号消失后,装置现将水路电动球阀关闭,气路电动球阀在水路电动球阀关闭后延时一段时间自动关闭,从而避免滴流现象。喷雾工作时间可调；当再次检测到喷雾信号时，进行下一个工作循环过程。