专利名称：采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，尤其是适用于煤矿井下综采工作面、综放工作面的粉尘灾害治理。
背景技术：
采煤工作面是现代化矿井最主要的产尘点，其产尘量通常占煤矿井下各生产环节总产尘量的459Γ80%。其中，采煤机割煤是综采工作面或综放工作面最主要的产尘工序，占整个机械化采煤工作面总产尘量的70%以上，煤体破碎时生成的高浓度粉尘严重威胁作业人员的身心健康和矿井的安全生产，因此，采煤机割煤是机械化采煤工作面防尘工作的重中之重。为了防治采煤机截割粉尘，目前常采用内外喷雾降尘技术，但由于许多粉尘具有疏水性，表面张力较大的水雾难以有效湿润粉尘，加之水雾的接尘面积小，导致喷雾技术的降尘效率较低，特别是对呼吸性粉尘的捕获能力差。较之水雾，泡沫具有接尘面积大、湿润粉尘能力强、吸附粉尘性能好的特点，使得泡沫降尘技术的降尘效率高、耗水量小，成为提高粉尘治理效果的极为有效的手段之一。然而，在综采或综放工作面，通常没有可随采煤机机身往复、实时移动的压风管路，且采煤机机身平台上可供安放设备的空间相当有限，而传统的泡沫降尘装备需要铺设压风管路为发泡器提供压缩空气、所占空间较大，且操作复杂、可靠性低，无法在采煤机上得以实施，极大地阻碍着泡沫降尘技术在综采、综放工作面的应用。
发明内容
技术问题:本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种无需压风管路、系统简单、操作方便、能自动吸入环境空气进行发泡、并能使泡沫充分覆盖包裹采煤机滚筒截割尘源的提高粉尘治理效果的采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统。技术方案:本发明的采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，包括高压水管、控制阀、调压阀、压力表、发泡剂添加装置、储液罐、主供液管，所述的主供液管末端经三通连接有通向采煤机左右滚筒的两路支供液管，两路支供液管的入口处分别设有调节阀，两路支供液管上分别连接有固定在采煤机左右滚筒旁的自吸空气旋流发泡装置，自吸空气旋流发泡装置的前部经分配器分别连接有泡沫输送管I和泡沫输送管II，各泡沫输送管上分别设有圆弧形泡沫喷头。所述的高压水管和主供液管的均承压能力为l(Tl5MPa的高压胶管，其直径均为25mm ;所述的两路支供液管均为承压能力为flOMPa的高压胶管，其直径均为13mm ;所述的自吸空气旋流发泡装置包括射流喷嘴、连接射流喷嘴上的在吸气混合筒体，吸气混合筒体的前部连接有内设发泡旋流器的旋流发泡筒体，吸气混合筒体上设有吸气孔；所述的圆弧形泡沫喷头包括半圆形泡沫喷腔体、设在半圆形泡沫喷腔体内壁上的锥形导流体，半圆形泡沫喷腔体的出口经锥形导流体构成弧形喷槽，弧形喷槽的宽度为remm ;所述的分配器包括扇形分配腔体、设在扇形分配腔体进口端的泡沫输入通道接口、设在扇形分配腔体出口端的泡沫输出通道接口 I和泡沫输出通道接口 II ;泡沫输入通道接口的直径为51_，泡沫输出通道接口 I和泡沫输出通道接口 II的直径分别为38_、19_ ;所述的泡沫输送管I与直径为38_的泡沫输出通道接口 I相匹配，泡沫输送管II与直径为19_的泡沫输出通道接口 II相匹配。有益效果:本发明利用采煤工作面的防尘供水系统，为发泡剂添加和泡沫生成提供水源和动力，不含电气部件，安全可靠；通过自吸空气旋流发泡装置产生泡沫，无需压风管路，系统简单，采煤机上仅需安设体积小的自吸空气式发泡装置，非常适于在综采工作面或综放工作面使用；通过控制阀、调压阀和发泡剂添加装置，快捷地实现了压力水的输送和发泡液的配制；通过主供液管和支供液管，为自吸空气旋流发泡装置提供了较高压力和流速的发泡液；利用圆弧形泡沫喷头，可对采煤机滚筒截割作业时的尘源进行有效覆盖、包裹，从源头抑制和沉降粉尘，从而提高降尘效率；通过两只调节阀、分配器可方便地调节、分配用于采煤机左右滚筒尘源的泡沫量，实现泡沫的按需分配，既可提高降尘效果，又可避免泡沫的浪费。本发明集水压调控、发泡剂添加、发泡液传输、泡沫生成、泡沫输送及喷射于一体，结构简单、所占空间小、使用方便，降尘效果好，具有广泛的实用性。
图1是本发明的采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统示意 图2是本发明中自吸空气旋流发泡装置的结构示意 图3是本发明中圆弧形泡沫喷头的结构剖视 图4是图3的截面结构剖视 图5是本发明中分配器的结构示意图。图中:高压水管-1 ;控制阀-2 ;调压阀-3 ;压力表-4 ;发泡剂添加装置-5 ;储液罐-6 ;主供液管-7 ;支供液管-8 ;调节阀-9 ；自吸空气旋流发泡装置-10 ;射流喷嘴-10-1 ;吸气混合筒体-10-2 ;旋流发泡筒体-10-3 ;吸气孔-10-4 ;分配器-11 ;扇形分配腔体-11-1 ;泡沫输入通道接口 -11-2 ;泡沫输出通道接口 1-11-3 ;泡沫输出通道接口I1-11-4;泡沫输送管1-12;泡沫输送管I1-13 ;圆弧形泡沫喷头-14 ;半圆形泡沫喷腔体-14-1 ;锥形导流体-14-2 ;弧形喷槽-14-3。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
如图1所示，本发明的采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，主要由高压水管1、控制阀2、调压阀3、压力表4、发泡剂添加装置5、储液罐6、主供液管7、支供液管8、调节阀9、自吸空气旋流发泡装置10圆弧形泡沫喷头构成；所述的高压水管I和主供液管7的均承压能力为l(Tl5MPa的高压胶管，其直径均为25mm ;所述的两路支供液管8均为承压能力为flOMPa的高压胶管，其直径均为13mm ;所述的主供液管7末端经三通连接有通向采煤机左右滚筒的两路支供液管8，两路支供液管8的入口处分别设有调节阀9，两路支供液管8上分别连接有固定在采煤机左右滚筒旁的自吸空气旋流发泡装置10，自吸空气旋流发泡装置的前部经分配器11分别连接有泡沫输送管I 12和泡沫输送管II 13，各泡沫输送管上分别设有圆弧形泡沫喷头14 ;所述的泡沫输送管I 12是直径为38_的透明胶管，泡沫输送管II 13是直径为19mm的透明胶管。如图2所示，所述的自吸空气旋流发泡装置10包括射流喷嘴10-1、连接射流喷嘴10-1上的在吸气混合筒体10-2，吸气混合筒体10-2的前部连接有内设发泡旋流器的旋流发泡筒体10-3，吸气混合筒体10-1上设有吸气孔10-4。如图3、4所示，所述的圆弧形泡沫喷头I 14包括半圆形泡沫喷腔体14-1、设在半圆形泡沫喷腔体14-1内壁上的锥形导流体14-2，半圆形泡沫喷腔体14-1的出口经锥形导流体14-2构成弧形喷槽14-3，弧形喷槽14-3的宽度为Γ6πιπι。如图5所示，所述的分配器11包括扇形分配腔体11-1、设在扇形分配腔体11-1进口端的泡沫输入通道接口 11-2、设在扇形分配腔体11-1出口端的泡沫输出通道接口
I 11-3和泡沫输出通道接口 II 11-4，泡沫输入通道接口 11-2的直径为51mm、泡沫输出通道接口 I 11-3和泡沫输出通道接口 II 11-4的直径分别为38mm、19mm。所述的泡沫输送管
I 12与直径为38mm的泡沫输出通道接口 I 11-3相匹配，泡沫输送管II 13与直径为19mm的泡沫输出通道接口 II 11-4相匹配。工作原理:经快速接头将高压水管1与井下压水管路连接，打开控制阀2，井下防尘供水系统中的高压水流入高压水管中1，通过调压阀3并观察压力表4读数将水压调至适当压力，压力水经发泡剂添加装置5，自动将储液罐6中的发泡剂吸入，形成发泡液，进而进入主供液管7，分成两路支供液管8经射流喷嘴10-1将发泡液高速射入吸气混合筒体10-2，发泡液与空气在吸气混合筒体10-2内传能传质，实现充分混合，并在旋流发泡筒体10-3内完成充分发泡，分配器11、泡沫输送管I 12、泡沫输送管II 13将自吸空气旋流发泡装置10生成的气液两相泡沫分配、输送至圆弧形泡沫喷头14，圆弧形泡沫喷头14将泡沫喷射至采煤机左右滚筒截割尘源，通过调节阀9改变自吸空气旋流发泡装置10的泡沫生成量，直至经弧形喷槽14-3喷射出的泡沫充分地将采煤机左右滚筒截割尘源覆盖、包裹。
权利要求
1.一种采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，包括高压水管(I)、控制阀(2)、调压阀(3)、压力表(4)、发泡剂添加装置(5)、储液罐(6)、主供液管(7)，其特征在于:所述的主供液管(7 )的末端经三通连接有通向采煤机左右滚筒的两路支供液管(8 )，两路支供液管(8 )的入口处分别设有调节阀(9)，两路支供液管(8)上分别连接有固定在采煤机左右滚筒旁的自吸空气旋流发泡装置(10)，自吸空气旋流发泡装置(10)的前部经分配器(11)分别连接有泡沫输送管I (12)和泡沫输送管II (13)，各泡沫输送管末端分别设有圆弧形泡沫喷头(14)。
2.根据权利要求1所述的采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，其特征在于:所述的高压水管(I)和主供液管(7)的均为承压能力为l(Tl5MPa的高压胶管，其直径均为25mm ；所述的两路支供液管(8)均为承压能力为flOMPa的高压胶管，其直径均为13mm。
3.根据权利要求1所述的采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，其特征在于:所述的自吸空气旋流发泡装置(10)包括射流喷嘴(10-1)、连接射流喷嘴(10-1)上的在吸气混合筒体(10-2)，吸气混合筒体(10-2)的前部连接有内设发泡旋流器的旋流发泡筒体(10-3)，吸气混合筒体(10-1)上设有吸气孔(10-4)。
4.根据权利要求1所述的采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，其特征在于:所述的圆弧形泡沫喷头(14)包括半圆形泡沫喷腔体(14-1)、设在半圆形泡沫喷腔体(14-1)内壁上的锥形导流体(14-2)，半圆形泡沫喷腔体(14-1)的出口经锥形导流体(14-2)构成弧形喷槽(14-3)，弧形喷槽(14-3)的宽度为4 6mm。
5.根据权利要求1所述的采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，其特征在于:所述的分配器(11)包括扇形分配腔体(11-1)、设在扇形分配腔体(11-1)进口端的泡沫输入通道接口(11-2)、设在扇形分配腔体(11-1)出口端的泡沫输出通道接口 I (11-3)和泡沫输出通道接口 II (11-4);泡沫输入通道接口(11-2)的直径为51mm，泡沫输出通道接口 I (11_3)和泡沫输出通道接口 II (11-4)的直径分别为38mm、19mm。
6.根据权利要求1所述的采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，其特征在于:所述的泡沫输送管I (12)与直径为38mm的泡沫输出通道接口 I (11_3)相匹配，泡沫输送管II(13)与直径为19mm的泡沫输出通道接口 II (11_4)相匹配。
全文摘要
一种采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，尤其适用于综采工作面或综放工作面的粉尘治理。它主要由高压水管、调压阀、储液罐、发泡剂添加装置、自吸空气旋流发泡装置、调节阀、圆弧形泡沫喷头等部件组成。采煤工作面防尘供水系统中的压力水，接入高压水管，经调压阀调节至适当压力后，依靠发泡剂添加装置自动将储液罐中的发泡剂吸入水管路，形成发泡剂溶液，由安设于采煤机上的自吸空气旋流发泡装置制备出气液两相泡沫，圆弧形泡沫喷头将泡沫喷射至采煤机左右滚筒截割尘源。该系统无需压风管路，结构简单，安装、操作方便，不含电气部件，安全可靠，并可提高采煤工作面的粉尘治理效果。
文档编号B01D47/06GK103089262SQ201310054528
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月21日 优先权日2013年2月21日
发明者王德明, 王和堂, 王庆国, 贾志强, 陈贵, 司卫彬 申请人:中国矿业大学