专利名称：矿井用自动消烟捕尘器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于矿山防尘设备，是一种特别适用于矿山井下工作面爆破施工时自动喷雾的消烟除尘机械。
矿井采掘工作面爆破施工，是产生高浓度粉尘和有毒有害气体的集中环节，对矿工健康危害极大。目前使用的诸如水炮泥袋降尘等方法，均程序复杂，降尘效果总不理想。中国专利申请CN2046545U公开了一种风水综合降尘器，它利用压风和压力水在风水混合腔内混合成风水混合物后向尘区喷射实心雾流。但该降尘器雾流直径小，雾化程度差，防尘效果欠佳；特别是该降尘器没有自动控制装置，应用范围受到很大限制，放炮时不能靠近采掘工作面，及时消除放炮后的高浓度粉尘和有毒有害气体，致使操作人员难以有效避免尘毒危害。在中国专利申请CN85204544U中公开了一种防爆型矿用自动喷雾的控制装置，它利用爆破时的声波，经声电转换器自动控制系统达到自动喷雾的目的。但不足之处是，结构太复杂，采用电子元件多，价格昂贵，不利于推广普及；由于是在井下靠电作为动力源，故需配置防爆设施；该装置安置距工作面长达70米，与喷头相距60米，势必需要安设专门的风水管，这不仅加大了降尘费用，安装使用也很不方便。
鉴于此，本实用新型的目的是提供一种矿井用消烟除尘设备，它不仅能够自动控制，而且结构简单、紧凑，捕尘效率高，使用也方便、安全。
本实用新型具有进水管、进风管和与进水管和进风管相通的风水雾化腔，风水雾化腔又与水雾喷咀相通，其主要特点是在进水管和进风管管路上设有能对进水管和进风管的管路同时起开闭作用的风水联动开关，该风水联动开关经一连杆与波盘相联，所述水雾喷咀至少为一个，所述风水雾化腔的数目能与水雾喷咀数目相适应。当波盘呈垂直状态时，风水联动开关处于关闭状态，放炮时产生的强有力的冲击波将波盘击倒，传动连杆随波盘向下转动，连杆驱动风水联动开关，使风水联动开关呈开启状态，此时进水管和进风管同时开通，与进水管和进风管相连通的压力水和压缩空气分别经进水管、进风管进入风水雾化腔迅速混合雾化，然后从水雾喷咀高速喷出，形成至少一股高压强大的实心水雾流，捕捉工作面区空气中的粉尘和有毒有害气体，达到即自动控制，又高效消烟捕尘之目的。
上述风水联动开关采用旋塞式结构，具有开关动作灵活、可靠和耐用之优点，具体地讲它包括具有进水孔道和进风孔道的壳体，壳体内置有能与壳体内壁滑配的旋塞轴，旋塞轴上在位于与进水孔道和进风孔道对应的位置上分别开有其孔径能与进水孔道、进风孔道孔径相匹配的旋塞孔，上述与波盘相接的连杆接于旋塞轴上，旋塞轴随连杆转动，从而使进水孔道、进风孔道关闭或导通，在旋塞轴的两端设有能调节旋塞轴灵活度的调节机构，该调节机构由置于旋塞轴两端的压缩弹簧和接于壳体上的可调节压缩弹簧张力的调节螺母组成；上述进水管与壳体的进水孔道相连通，上述进风管与壳体的进风孔道相连通。
本实用新型设有三个水雾喷咀和分别与水雾喷咀相应相通的三个风水雾化腔，上述进风管与三个风水雾化腔之间设有一个与进风管相接相通的加速箱和三个既与加速箱相通又分别与各自风水雾化腔相通的压缩风喷咀，加速箱能起压缩空气分流作用，压缩风喷咀能加大压缩空气的压力和流速；上述进水管与三个风水雾化腔之间设有与进水管相接相通的分流管和三个既与分流管相接通又分别与各自风水雾化腔相通的压力水喷咀，压力水喷咀的设置能加大压力水的压力和流速，压力水喷咀和压缩风喷咀能共同提高压风、压力水在雾化腔内的混合雾化程度，并明显提高水雾喷咀的射程。
上述的三个压缩风喷咀、三个压力水喷咀和分流管均置于加速箱内，使本实用新型更为坚固、紧凑；上述三个压力水喷咀分别套于相应的压缩风喷咀内，压力水喷咀外壁上设有数个凸型支点，使压力水喷咀外壁与压缩风喷咀内壁间始终保持有一定间隙，这种结构使压力水喷咀和压缩风喷咀与风水雾化腔(和水雾喷咀)同心，从而加大风、水的雾化程度，提高水雾射程；在上述加速箱内壁上连接有固定压缩风喷咀用的喷咀固定板，三个压缩风喷咀的前端外壁固接在加速箱的前壁上，这种固定方法又使本捕尘器坚固耐用。
上述的三个水雾喷咀采用锥形结构，能减少矿石对喷咀的撞击损坏作用，上述三个水雾喷咀分别固接在加速箱前壁的与压缩风喷咀及压力水喷咀对应的位置上，所述三个风水雾化腔分别设在三个水雾喷咀内，雾化腔呈圆锥形，锥形正前方为水雾喷咀孔，这种结构使压力水喷咀、压缩风喷咀、雾化腔及水雾喷咀都在一同心线上，能加大风、水雾化程度，并可提高水雾射程；在上述三个水雾喷咀中，位于中间的水雾喷咀为主喷咀，其余二个为副喷咀，主喷咀的长度大于副喷咀的长度，二个副喷咀向外侧有一定倾角，且在二个副喷咀的外侧部上均开有3－7个喷孔，这种水雾喷咀组结构能产生三级捕尘效果主喷咀能远距离(20米以上)捕捉颗粒粉尘，此为第一级捕尘；二个副喷咀射程在15米左右，为第二级捕尘；副喷咀上的侧喷孔主要捕捉在前两级捕尘区漏掉的浮游粉尘，为第三级捕尘。三级捕尘远近，纵横结合，层层设防，形成一道全断面隔绝的水雾带，能有效地消除炮烟、粉尘的扩散。
在上述的加速箱后壁上固接有可防止波盘连杆向前倾倒的波盘限位杆；在上述加速箱底部固接有固定螺钉，固定螺钉上有调向螺母，所述捕尘器配有能通过固定螺钉与加速箱底部相连接的捕尘器固定架，调节固定螺钉上的调向螺母能方便地使本捕尘器作转向移动，从而改变喷雾方向。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1、自动控制。本捕尘器采用旋塞式风水联动开关，并以爆破冲击波为开关的开启动力源，仅由一波盘即可将冲击波转为开关的旋转动力，这种结构的自控动作可靠、灵活、及时，使本实用新型具有较高的自控性。
2、除尘效率高。捕尘器并列雾柱直径可达10米以上，主喷咀射程20米以上，副喷咀射程在15米左右，加上副喷咀上的侧喷孔射程，形成正向、斜向、横向的3级捕尘带，且雾化程度高，水雾覆盖面广，大大提高了除尘效果。经测试，放炮后5－8分钟，即可将粉尘浓度由1000mg／m3以上降至1mg／m3，低于国家《规程》标准，捕尘率达98％以上，还能及时消除CO、CO2、NO、NO2等有毒有害气体。
3、结构简单。仅用一波盘即达到自控目的；体积小(约为395mm×152mm×132mm)，重量轻(净重仅10.5千克左右)；整机均由钢材制作，并采用锥形喷嘴，能适应爆破时的特殊环境，承受岩石打击，坚固耐用。
4、使用十分方便。本捕尘器与掘进风钻共用风水系统，使用时不需要增设任何附加设施，且安装条件要求不高，可任意安设在井下的岩帮、金属支架、棚子、顶梁、扒岩机和矿车等位置；本捕尘器下端设有固定螺钉及调向螺母，通过调节调向螺母，可随意调整机体，改变喷雾方向。
5、适应性强，应用范围广。除用于井下爆破施工的消烟除尘外，还可用来扑灭因放炮引起的瓦斯燃烧等火灾；在有煤尘爆炸危险的矿井，可用来代替水棚隔绝煤尘爆炸波的传播，防止煤层和瓦斯爆炸；还可用来冲洗岩帮等。
6、综合效益明显。除了保护矿工健康以外，使用本捕尘器以后，可以大大缩短因放炮后排烟而停止作业的时间，提高工时利用率。还可代替现行的水泡泥除尘方法，每万米掘进可节约资金约3万余元。
7、安全可靠。本捕尘器以爆破冲击波和风钻压力风作为动力源，不用电动设备，在高浓度瓦斯地点也可以使用，可以最大限度地接近尘源，有效防止粉尘扩散，适合矿山井下对设备的特殊要求。
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型主视图图2为本实用新型俯视剖面图图3为风水联动开关和波盘结构示意图图4为本实用新型三级喷雾示意图本实用新型(见
图1、2)，具有进风管1和进水管2，进风管1前端焊接在加速箱3上，且与加速箱3相通，加速箱3内前壁上焊接有喷咀固定板4，固定板4上焊接有三个与加速箱3内腔相通的压缩风喷咀5、6、7，压缩风喷咀5、6、7前端外壁分别焊接在加速箱3前壁上；进水管2伸入加速箱3内，进水管2前部焊接有与其相通的分流管8，分流管8上焊接有三个与其相通的且分别伸入压缩风喷咀5、6、7内的压力水喷咀9、10、11，压缩风喷咀5、6、7的内壁均通过焊接在压力水喷咀外壁上的三个支点12与与其内套的压力水喷咀9、10、11外壁间始终保持一定距离的间隙；在加速箱3的前端壁上分别焊接有水雾副喷咀13、水雾主喷咀14、水雾副喷咀15，副喷咀13、15和主喷咀14内分别设有呈锥形的风水雾化腔16、17、18，主喷咀14的长度大于副喷咀13、15的长度，副喷咀13、15均向外侧倾斜约5°，副喷咀13、15的外侧部上各开有5个侧喷孔19，水雾喷咀13、14、15均与各自相通的压缩风喷咀和压力水喷咀保持同心。进风管1和进水管2均通过蝶形连接螺母20和短管21与风水联动开关22的壳体23相联，壳体23内设有进风孔道24和进水孔道25(见图3)，壳体23内置有可与壳体内腔滑配的旋塞轴26，联动开关22的外壳23和旋塞轴26均由对称的两部分组成，旋塞轴26上在位于与进风孔道24和进水孔道25对应的位置上分别开有旋塞孔27、28，旋塞轴26两外端置有压缩弹簧29、30，壳体23的两端螺纹连接有对压缩弹簧29、30起调节作用的调节螺母31、32，旋塞轴26两对称部分的内端部为方形块(见图2所示)，传动连杆33下端部上开有能与旋塞轴26的内方形块相套配的方形孔，连杆33方形孔套在方形块上后用连接键34使连杆33固定在旋塞轴26上，传动连杆33上螺栓连接有波盘35。本捕尘器在加速箱3后端上固接有波盘限位杆36，限位杆36能防止连杆33向前倾倒；在加速箱3的底部固接有固定螺钉37，螺钉37上配有蝶形调向螺母38；本捕尘器配有捕尘器固定架39，固定架39通过固定螺钉37及调向螺母38与加速箱3连在一起，通过调节调向螺母能改变捕尘器喷雾方向。
使用本实用新型时，从风钻上卸下压缩风管和压力水管，分别与捕尘器的进风管接头40和进水管接头41相连接，接头40、41又分别与联动开关壳体23内的进风孔道24、进水孔道25相接通。放炮时产生的冲击波将波盘35击倒，传动连杆33转动，导致旋塞轴26上的旋塞孔27、28与进风孔道24、进水孔道25相通，压力风经进风管1、加速箱3，再经压缩风喷咀5、6、7与压力水喷咀9、10、11之间的间隙，分别高速射入风水雾化腔16、18、17内；而压力水经进水管2、分流管8、再经压力水喷咀9、10、11分别高速射入风水雾化腔16、18、17内，压力水、风在雾化腔内迅速混合雾化，然后从主喷咀14，副喷咀13、15及侧喷孔19中高压高速喷出，形成一道全断面隔绝的水雾带(见图4)，主喷咀14射程达20米以上，远距离捕捉颗粒粉尘(为一级捕尘)，副喷咀13、15射程在15米左右，主要捕捉一级捕尘区漏掉的游离二氧化硅(为二级捕尘)，侧喷孔19喷出的水雾主要捕捉在前两级捕尘区漏掉的浮游粉尘(为三级捕尘)，三级捕尘远近，纵横结合，使水雾覆盖面广，大大地提高了除尘效率，经检测，喷雾5－8分钟后，巷道内炮烟消除，粉尘浓度降至1mg／m3及以下，低于国家《规程》规定的粉尘浓度标准。
权利要求1.一种矿井用自动消烟捕尘器，具有进水管(2)、进风管(1)和与进水管和进风管相通的风水雾化腔，风水雾化腔又与水雾喷咀相通，其特征在于在所述进水管(2)和进风管(1)管路上设有能对进水管和进风管的管路同时起开闭作用的风水联动开关(22)，该风水联动开关(22)经连杆(33)与能控制联动开关开闭状态的波盘(35)相联，所述水雾喷咀至少为一个，所述风水雾化腔的数目能与水雾喷咀的数目相适应。
2.如权利要求1所述捕尘器，其特征在于所述风水联动开关(22)包括具有进水孔道(25)和进风孔道(24)的壳体(23)，壳体(23)内置有能与壳体内壁滑配的旋塞轴(26)，旋塞轴(26)上在位于与进水孔道和进风孔道对应的位置上分别开有其孔径能与进水孔道、进风孔道孔径相匹配的旋塞孔(28、27)，旋塞轴(26)的两端置有压缩弹簧(29、30)，壳体(23)的两端连接有可调节压缩弹簧张力的调节螺母(31、32)，所述的与波盘(35)相接的连杆(33)连接在旋塞轴(26)上，所述进水管(2)与壳体(23)的进水孔道(25)相连通，所述进风管(1)与壳体(23)的进风孔道(24)相连通。
3.如权利要求1或2所述捕尘器，其特征在于该捕尘器设有三个水雾喷咀(13、14、15)和与水雾喷咀相应相通的三个风水雾化腔(16、18、17)，所述进风管(1)与三个风水雾化腔(16、18、17)之间设有一个与进风管(1)相接相通的加速箱(3)和三个既与加速箱(3)相通又分别与各自风水雾化腔相通的压缩风喷咀(5、6、7)，所述进水管(2)与三个风水雾化腔(16、18、17)之间设有与进水管(2)相接相通的分流管(8)和三个既与分流管(8)相接相通又分别与各自风水雾化腔相通的压力水喷咀(9、10、11)。
4.如权利要求3所述捕尘器，其特征在于所述三个压缩风喷咀(5、6、7)、三个压力水喷咀(9、10、11)和分流管(8)均置于加速箱(3)内，所述三个压力水喷咀(9、10、11)分别套于相应的压缩风喷咀内，三个压力水喷咀(9、10、11)的外壁上均设有足使压缩风喷咀的内壁与与其内套的压力水喷咀外壁间保持一定间隙的数个支点(12)，在加速箱(3)内壁上连接有固定压缩风喷咀用的喷咀固定板(4)，三个压缩风喷咀(5、6、7)的前端外壁均固接在加速箱(3)的前壁上。
5.如权利要求4所述捕尘器，其特征在于所述三个水雾喷咀(13、14、15)为锥形喷咀，分别固接在加速箱(3)前壁的与压缩风喷咀及压力水喷咀对应的位置上，所述三个风水雾化腔(16、18、17)分别设在三个水雾喷咀(13、14、15)内，在所述三个水雾喷咀(13、14、15)中，位于中间的水雾喷咀(14)为主喷咀，其余二个为副喷咀，主喷咀(14)的长度大于副喷咀(13、15)的长度，二个副喷咀(13、15)向外侧有一定倾角，且在二个副喷咀(13、15)的外侧部上均开有3－7个喷孔(19)。
6.如权利要求5所述捕尘器，其特征在于在所述加速箱(3)后壁上固接有可防止波盘连杆向前倾倒的波盘限位杆(36)，在所述加速箱(3)底部固接有固定螺钉(37)，固定螺钉(37)上配有调向螺母(38)，所述捕尘器配有能通过固定螺钉(37)及其调向螺母(38)与加速箱底部相连接的捕尘器固定架(39)。
专利摘要本实用新型涉及一种主要用于矿井放炮后消烟除尘的自动喷雾设备。它由自动控制和喷射两大系统组成。控制系统利用采矿和掘进的爆破冲击波冲击波盘，传动风水联动开关达到自动喷雾目的。喷射系统利用风钻用压风和压力水，混合雾化后向尘区喷射距离不等、方向不同的雾流，最远射程20米以上，并列雾柱直径10米左右。经测试，降尘率达98％。5-8分钟后，即可将工作面粉尘浓度降到1mg/m
文档编号E21F5/00GK2097903SQ91214589
公开日1992年3月4日 申请日期1991年6月8日 优先权日1991年6月8日
发明者尹代华 申请人:尹代华, 温良伦