专利名称：采煤机机载高压荷电喷雾高效降尘系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及采煤工艺，特别是一种综采工作面的采煤机外喷雾用的采煤机机载高压荷电喷雾高效降尘系统。
综采工作面的采煤机割煤时的粉尘浓度可达3000～6000mg/m3，其产生的煤尘控制一直是我国煤矿粉尘防治工作中的一大技术难题。
目前，我国煤矿采煤机降尘技术大多以内、外喷雾为主，由于种种原因，喷嘴易堵无法正常使用。国内外实践证明，高压喷雾是一种非常有效的降尘技术，但国内采煤机机载的高压喷雾降尘系统存在许多问题，主要是①没有解决机载高压水源问题，现在的高压水源绝大多数是由安设在顺槽里的高压泵，通过高压胶管从电缆夹输送到采煤机，随着采煤机的回采拖动，一方面与电缆夹和其中的电缆相互磨擦，将电缆夹损坏；另一方面高压胶管来回拖动且弯曲曲率半径小，易损坏高压胶管。由于水压高，破损的高压胶管漏喷威胁人身安全。②高压外喷系统设计庞大，引射场和高压喷头设计不合理，喷嘴易堵，耗水量大，雾化效果及降尘效果不佳，喷雾系统不能长时间正常工作等。
本发明的目的在于克服已有技术中的不足之处，而提供一种使喷雾降尘用高压水供给装置实现机载，且喷雾降尘效果好的采煤机机载高压荷电喷雾高效降尘系统。
本发明的设计目的可以通过以下措施来达到采煤机机载高压荷电喷雾高效降尘系统包括机载高压泵14、泵14的溢流阀组件12、泵14的联轴传动部件、液压控制阀组15以及装有喷头的上、下风流分流臂22和3。采煤机电机的输出轴24经联轴传动部件与机载高压泵14的输入轴传动联接，机载高压泵14、泵14的联轴传动部件以及泵14的溢流阀组件12装于采煤机中间箱13内，泵14的液压控制阀组15装于中间箱13外、操作司机一侧。上、下风流分流臂22、3分别装于采煤机右、左两端端头，上、下风流分流臂22和3上所装喷头23为具有两层过滤网的高压荷电喷头，喷头23经高压软管16与机载高压泵的出水口25相连接。
本发明的设计目的还可以通过以下措施来达到其机载高压泵14是卧式柱塞泵，其联轴传动部件是离合/联轴器9和变速箱11，卧式柱塞泵和变速箱11装于上滑座27，下滑座28固定于中间箱13内的底面，上、下滑座27、28嵌装一起并且滑动配合。
其液压控制阀组15中溢流阀的远控先导阀37的远控口K′，与溢流阀12的远控口K经管路连接并控制。当进水压力表8所显示的水压低于规定值时，例如水压≤1MPa时，压力继电器7的接点将处于常开状态，采煤机电机不能起动，机载高压泵14也不能工作。
其上、下风流分流臂22和3的喷头安装架30和36上装有喷头座32，喷头座32上装有喷头23，喷头23的喷射方向在三维方向是随时可调的即喷头23在喷头座32上由水平紧定螺栓紧固并可绕该螺栓的轴线调节方向，喷头座32装在喷头安装架30、36上，由垂直紧定螺拴紧固并可绕该螺栓的轴线调节方向。上风流分流臂22的臂座与采煤机截割部19端头由铰接销29联接，以使喷头安装架30有上下摆动余地。在该臂22的底面、每个喷头33的前方设有挡矸板31。
其上、下风流分流臂22和3的喷头23，装在喷头安装架30和36的顶面上的是主要起风流引射作用的引射喷头34和35，装在其底面上的是雾化、荷电作用强的雾帘喷头33。
所谓引射喷头，是指孔径≥Φ1mm的多孔大号喷头35和中号单孔喷头34，其喷射方向顺风流方向、并向煤壁倾斜60～90°，射程远，产生负压大，主要起风流引射作用。
所谓雾帘喷头，是指孔径≤Φ0.8mm的小号单孔喷头，其喷射方向向下、并向煤壁倾斜10～20°，安装两个或更多。小孔径喷头其雾化、荷电作用强，几个小号单孔喷头33一起可形成雾帘。
本发明与已有技术相比具有如下优点①采用采煤机电机输出轴，并通过传动离合器、变速箱等带动机载高压泵，提供高压水源，解决了在顺槽安设高压泵，长距离输送高压水的弊端。
②采用高压荷电喷头能高效降尘。高压喷雾具有惰性凝结、静电凝结、涡流凝结等多种降尘机理，对呼吸性粉尘尤为突出。
③采用经特殊设计的、有两级过滤的高压喷头，基本解决了目前最关键的喷嘴堵塞问题。
④采用先进的捕捉和含尘风流引射系统，既能有效控制含尘风流使其不向司机和人行道扩散，又能高效降尘，是采煤机喷雾系统的理想布置方式。
附图的图面说明如下
图1本发明各组成部分的示意图主视2机载高压泵、离合/联轴器、变速箱在中间箱内安装位置示意3上风流分流臂的示意4下风流分流臂的示意5高压泵的液压系统6液压控制阀组的结构示意图以下结合附图对本发明的实施例作进一步详述本实施例以AM500型采煤机，机载高压泵14采用无锡产TQB80/12.5型卧式三柱塞泵为例。
图1示出了采煤机和本发明的各个组成部分。采煤机主要由左滚筒1、左摇臂2、左截割部4、左电机6、中间箱13、右电机17、泵箱18、右截割部19、右摇臂20、右滚筒21等部分组成。本发明采煤机机载高压荷电喷雾高效降尘系统由机载高压泵14、离合/联轴器9、变速箱11、机载高压泵14的溢流阀组件12、液压控制阀组15、高压软管16、上、下风流分流臂22和3，以及其上的高压喷头23等组成。
机载高压泵14、离合/联轴器9、变速箱11装于中间箱13内，由采煤机双输出轴的左电机6驱动，左电机6的右输出轴24经离合/联轴器9、变速箱11，与机载高压泵14的输入轴传动联接。离合/联轴器9为带剪切销的离合器、联轴器，可控制与驱动动力的离合，同时对泵14起过载保护作用。
机载高压泵液压保护系统的部件，包括中间箱13内的溢流阀组件12，中间箱13外的有进水压力表8、压力继电器7，出水压力表36、安全阀39等。它的组成详见图5。
液压控制阀组15装于中间箱13外壁、采煤机司机一侧，其结构详见图6。
机载高压泵14的输出的高压水OW经高压软管16接至安装在上、下风流分流臂22和3的喷头23，喷雾降尘。上、下风流分流臂22和3分别装在采煤机的右、左截割部19和4的端头。机载高压泵14的进水IW由顺槽提供低压水。进水IW水压由进水压力表8显示、压力继电器7控制保护。
机载高压泵14的冷却水引自采煤机电机排出的冷却水，以IC流向进入泵14的曲轴箱的冷却管，以OC流向排出，并由截止阀10控制开停。
采煤机的左摇臂2上还设有下风流摇臂喷头5，以增强喷雾降尘效果。
F为风流方向，煤流方向和风流方向一致。
图2进一步示出了机载高压泵14、离合/联轴器9、变速箱11等在中间箱13内竖直方向上的位置，以及采煤机左电机6的右输出轴24经离合/联轴器9、变速箱11，与机载高压泵14的输入轴传动联接的结构。上滑座27与机载高压泵14联接、下滑座28固定在中间箱13箱底上。上、下滑座27、28，嵌装在一起并且滑动配合，以便于装配和维护。
机载高压泵14的出水口25经高压软管16与喷头23连接；机载高压泵14的进水口26与来自顺槽的普通供水IW连接。
中间箱13为加长型，比原中间箱约长500mm。
图3示出了上风流分流臂22的结构。它包括喷头安装架30和其上的多个喷头。喷头安装架30由臂与臂座焊接而成，筋板加强二者间的连接，绞接销29将臂座联接到采煤机截割部19的端头。采用铰接销29的联接可使喷头安装架30有一定上下活动余地，以防被顺煤流方向而来的大块矸石顶坏。
上风流分流臂22的喷头安装架30上装有喷头座32，喷头座32上装有喷头23，喷头23的喷射方向在三维方向是随时可调的即喷头23在喷头座32上由水平紧定螺栓紧固并可绕该螺栓的轴线调节方向，在垂直方向可调180°；喷头座32装在喷头安装架30、36上，由垂直紧定螺拴紧固并可绕该螺栓的轴线调节方向；在水平方向可调180°，调整后由螺栓固紧。
在喷头安装架30上方安装的喷头是两个孔径Φ1mm的大号多孔喷头35和一个孔径Φ1mm的中号单孔喷头34，其喷射方向基本是顺风流并向煤壁倾斜60～90°，它们射程远，产生负压大，主要起风流引射作用，故称引射喷头。喷头安装架30下方安装的喷头是四个孔径Φ0.8mm的小号单孔喷头33，其喷射方向基本是倾斜向下，并向煤壁倾斜10～20°，小号单孔喷头雾化、荷电作用强，几个喷头一起可形成雾帘，故称雾帘喷头。
上述喷头全部采用高压荷电喷头，这种喷头经特殊设计，喷嘴喷雾荷电率高，喷雾降尘效果好；喷头外壳用不锈钢制造，壁厚大，强度高，内含两层过滤网，可基本解决喷嘴堵塞问题；喷嘴芯可以更换。大号多孔引射喷头35、中号单孔喷头34孔径为≥Φ1mm，小号单孔喷头33孔径为≤Φ0.8mm。
在喷头安装架30的底面、每个小号喷头33的迎煤流前方，各焊有一块带加强筋板的立板称挡矸板31，以防底面喷头33被大块矸石碰坏。
为便于观看，图中，引射喷头的带喷嘴的一面反转了一个方向。
图4示出了下风流分流臂3的结构。其结构与上风流分流臂22基本相同，也是由喷头安装架36和其上的喷头构成。喷头安装架36由臂座、臂、筋板焊接而成，但它的臂短，喷头座32与喷头数少，臂上无挡矸板31，其臂座是用螺栓37紧固联接到采煤机左截割部4的端头上。此处，引射喷头用两个多孔喷头35、一个中号单孔喷头34，雾帘喷头用两个小号喷头33。
图5示出了高压泵的液压系统的组成与流程。
①机载高压泵14的总进水由IW流向输入，经泵14升压后分成三路，一路以OW流向输出供喷雾用，一路经带节流孔的溢流阀12排回总进水输入端，用于调整系统流量以稳定压力，另一路接球阀38、压力表36、安全阀39，三者分别用于卸载排空、观察泵的输出压力、保护系统压力不过载。从溢流阀12的远控口K引出一控制液管路与先导阀37的远控口K′相连，使系统压力的调节可以通过调整先导阀37来实现。
②在泵14的总进水IW输入端还引出一路接压力表8和压力继电器7，二者分别用于观察进水压力、使采煤机在规定进水压力下才能开机。
③泵14的冷却水引用采煤机电机排出的冷却水以IC流向进入机载高压泵14曲轴箱的冷却管，以OC流向排出，并由截止阀10控制开停。
④液压控制阀组15中溢流阀12的远控先导阀37的远控口K′，与溢流阀12的远控口K经管路连接并控制。当进水压力表8所显示的水压≤1MPa时，压力继电器7的接点将处于常开状态，采煤机电机不能起动，机载高压泵14也不能工作。
图中其余为冷却水高压软管40、进水高压软管41、出水高压软管42。
图6示出了液压控制阀组15的结构。液压控制阀组15是由安全阀39、球阀38、压力表36、溢流阀的远控先导阀37，装配于阀体44上构成的，阀体44由螺栓43紧固于中间箱13的上盖板上、采煤机司机一侧。
加工与选型中间箱13采用加长型，比原中间箱加长500mm，采煤机底托架也要相应加长。机载高压泵14采用无锡产TQB80/12.5型卧式三柱塞泵、清水泵，该泵带专用离合/联轴器9、变速箱11。远控溢流阀12YK-WYF160/50型，压力表8、36YN60-II型、球阀10、38QJ10(G)型、安全阀39WJF0101型、压力继电器7HED1型。高压软管16、41、42、40采用KJR型。
上、下风流分流臂22、3的喷头安装架30和36，用工字钢、钢板铆焊；其高压荷电喷头为煤炭科学研究总院重庆分院的产品。
权利要求
1.一种用于综采工作面的采煤机机载高压荷电喷雾高效降尘系统，其特征在于它包括机载高压泵(14)、泵(14)的溢流阀组件(12)、泵(14)的联轴传动部件、液压控制阀组(15)以及装有喷头的上、下风流分流臂(22、3)；采煤机电机的输出轴(24)经联轴传动部件与机载高压泵(14)的输入轴传动联接，机载高压泵(14)、泵(14)的联轴传动部件以及泵(14)的溢流阀组件(12)装于采煤机中间箱(13)内，泵(14)的液压控制阀组(15)装于中间箱(10)外、操作司机一侧，上、下风流分流臂(22、3)分别装于采煤机右、左两端端头，上、下风流分流臂(22、3)上的喷头(23)是有两层过滤网的高压荷电喷头，喷头(23)经高压软管(16)与机载高压泵的出水口(25)相连接。
2.根据权利要求1所述的采煤机机载高压荷电喷雾高效降尘系统，其特征在于所说的机载高压泵(14)是卧式柱塞泵，其联轴传动部件是离合/联轴器(9)和变速箱(11)，卧式柱塞泵和变速箱(11)装于上滑座(27)，下滑座(28)固定于中间箱(13)内的底面，上、下滑座(27、28)嵌装在一起并滑动配合。
3.根据权利要求1所述的采煤机机载高压荷电喷雾高效降尘系统，其特征在于所说的液压控制阀组(15)，其溢流阀组件(12)的远控先导阀(37)的远控口(K′)与溢流阀组件(12)的远控口(K)经管路连接，当进水压力表(8)显示的水压低于规定值时，压力继电器(7)的接点将处于常开状态，采煤机电机不能起动，机载高压泵(14)也不能工作。
4.根据权利要求1所述的采煤机机载高压荷电喷雾高效降尘系统，其特征在于所说的上、下风流分流臂(22、3)，其喷头安装架(30、36)上装有喷头座(32)，喷头座(32)上装有喷头(23)，喷头(23)的喷射方向在三维方向是随时可调的即喷头(23)在喷头座(32)上由水平紧定螺栓紧固并可绕该螺栓的轴线调节方向，喷头座(32)装在喷头安装架(30、36)上，由垂直固定螺拴紧固并可绕该螺栓的轴线调节方向；上风流分流臂(22)的臂座与采煤机截割部(19)端头由铰接销(29)联接，以使喷头安装架(30)有上下摆动余地；在该臂(22)的底面、每个喷头(33)的前方设有挡矸板(31)。
5.根据权利要求3所述的采煤机机载高压荷电喷雾高效降尘系统，其特征在于所说的上、下风流分流臂(22、3)的喷头(23)，装在喷头安装架(30、36)顶面的是引射喷头(34和35)孔径≥Φ1mm的多孔大号喷头和中号单孔喷头，其喷射方向顺风流方向、并向煤壁倾斜60～90°；装在其底面的是雾帘喷头(33)孔径≤Φ0.8mm的小号单孔喷头，其喷射方向向下、并向煤壁倾斜10～20°，至少为两个。
全文摘要
本发明涉及采煤工艺,一种综采工作面用的采煤机机载高压荷电喷雾高效降尘系统。它包括机载高压泵及其溢流阀组件、联轴传动部件、液压控制阀组,以及装于采煤机机头两端的上、下风流分流臂,上、下风流分流臂上装有高压荷电喷头。机载高压泵以采煤机电机为动力源,装于采煤机中间箱内。采煤机自身提供高压水源,解决了长距离输送高压水的弊端。高压荷电喷头雾化降尘效果好,喷嘴不易堵塞,采用风流引射技术,高效降尘。
文档编号E21C35/23GK1261126SQ9911202
公开日2000年7月26日 申请日期1999年1月20日 优先权日1999年1月20日
发明者曲天智, 张迎弟, 曹宏伟, 张延松 申请人:兖州矿业(集团)有限责任公司东滩煤矿