煤矿开采隧道钻爆二流体循序雾化远射除尘器的制作方法

1.本实用新型属于隧道除尘设备技术领域，具体是一种煤矿开采隧道钻爆二流体循序雾化远射除尘器。


背景技术：

2.目前，在地矿采掘过程中会产生悬浮于空气中的脉石、煤炭粉和二氧化硅颗粒，其特性决定它对井下作业人员健康的危害难以估量；同样在钻爆法隧道项目的具体实施过程中，隧道爆破掘进、弃碴装运、喷锚支护等施工作业过程中也会产生严重的粉尘污染，尤其是含一定浓度游离二氧化硅粉尘污染，对隧道施工作业人员身体健康的危害非常大。粉尘可以通过呼吸道进入人体，长期大量的吸入煤炭颗粒和二氧化硅粉尘会破坏人体的防御机能，同时，还会造成多种疾病的发生，如尘肺、慢性阻塞性肺病、上呼吸道炎症和肺癌等，尘肺病是一个没有医疗终结的致残性职业病。
3.据国家卫生计生委疾病预防控制局网站2014年6月30日发布的《关于2013年职业病防治工作情况的通报》，2013年共报告职业病26393例，其中尘肺病23152例
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尘肺病报告病例数占2013年职业病报告总例数的87.72%”，新发尘肺病病例年均增长率８．５％。综合信息推算，截止至2013年底，国家卫计委确认的我国尘肺病患者数量为： 750300人。尘肺病总报告例数占职业病总报告例数的90%。尘肺病的发病率居职业病之首。就目前的医学水平，尘肺病还只是一种只可预防不可治愈的“不治之症”，防治形势依然非常严峻。
4.目前，隧道钻爆作业消烟降尘主要采用压入式通风措施，其原理是，在洞口外设置大功率压风机，通过送风管将新鲜空气压送到掌子面，将洞内粉尘、有毒有害气体排出洞外。这种措施的缺点是，在将烟雾粉尘排出洞外的过程中大量可呼吸性粉尘会长时间弥漫污染整个隧道，使隧道内施工和技术管理人员皆受到危害。随着掘进深度的增加，送风量和送风时间也要不断增加和延长，送风难度也随之加大，但烟尘排放效果却不断降低，烟尘的浓度逐渐增高。辅助措施有水封爆破、掌子面洒水、装砟点喷雾洒水、捕尘器除尘、水雾帘幕降尘等，这些措施均能在一定程度上减少洞内烟尘含量，但这些措施存在降尘设备投入大、能耗高，不易操作，效果不佳，事倍功半的问题，在隧道施工现场很少见到。目前还没有发现一种能够彻底降除隧道钻爆烟尘的机器或设备。因此，降除隧道钻爆烟尘，改善隧道施工作业环境，让隧道施工人员远离尘肺，不仅关系到施工作业人员的健康和几百万个家庭的幸福，更是有利于社会的和谐稳定，迫在眉睫。
5.公知，二流体喷嘴也叫空气雾化喷嘴，作为喷嘴行业中的一个大分类，应用领域非常广泛，在工业中从小流量的喷雾加湿，润滑，消毒，到流量稍大的喷涂，喷流，再到使用于火力发电厂、化工厂水泥厂的脱硫除尘等，除此之外，还能使用在燃油当中，使燃油燃烧更充分。空气雾化喷嘴因为其自身的高效性和种类的多样性，再加上使用条件简单，因此得到了广泛的应用。
6.二流体雾化喷嘴喷头结构形式可分为内部混合型、外部混合型、内外混合相结合型，其结构简单，一般都由空气帽和液体帽组成，内部结构设计能使液体和气体均匀混合，
在不改变空气压力和液体压力的前提下，可以喷出符合要求的雾粒。
7.二流体喷嘴能够提供扇形和圆形两种喷雾模式，并有着广泛的流量范围。
8.但是，现有二流体喷头喷嘴在设计性能上更注重的是雾化效果，对喷射距离则很少顾及。通过对二流体雾化喷头实际应用观测（普通水质），虽然雾化程度能够满足要求，但雾滴大部分沉降在5米以内，尤其是大流量喷嘴，雾滴近距离沉降更为明显，雾化效果也难以保证，这对于既要有雾化程度和流量又要有喷射远距离的要求则不能满足。如：隧道钻爆消烟除尘，需要雾化喷射加弥散距离达50米以上，在距掌子面爆破点60米的位置，喷射的水雾要能够覆盖到掌子面，在持续的喷射水雾过程中爆破，将爆破扬起的烟尘从源头上消除，现有二流体喷嘴喷头却不能做到。


技术实现要素：

9.本实用新型为了解决上述问题，提供一种煤矿开采隧道钻爆二流体循序雾化远射除尘器。
10.本实用新型采取以下技术方案：一种煤矿开采隧道钻爆二流体循序雾化远射除尘器，包括一多通路介质分配器的二级雾化件，二级雾化件的一个端口设置有一级雾化件，二级雾化件包括气水混合腔，气水混合腔的前后两直通端分别为喷口和直通口，直通口装有直单孔或直多孔气体喷嘴，气水混合腔侧口为单侧口或多侧口，气水混合腔侧口为用于连接一级雾化件的水雾进口端，侧口与后端直通口接入夹角为锐角或直角。
11.进一步的，一级雾化件为内装导流芯的雾化喷嘴或单孔、多孔喷嘴，包括雾化喷嘴进水端以及与水雾进口端连接的雾化喷嘴喷口端。
12.进一步的，还包括三级雾化件和四级雾化件，二级雾化件的喷口与三级雾化件连接，三级雾化件为内部雾化喷射管，四级雾化件与三级雾化件连通，四级雾化件为水雾远射枪。
13.进一步的，三级雾化件包括贯通薄壁管，贯通薄壁管一端为连接二级雾化件喷口的对丝状后端，贯通薄壁管另一端为前端喷口。
14.进一步的，四级雾化件包括为单端或多端的进气端、气体缓冲腔、喷射口、主远射管体和后端口，气体缓冲腔套在贯通薄壁管外侧，气体缓冲腔与贯通薄壁管隔绝，气体缓冲腔外侧为主远射管体，主远射管体一端为后端口，后端口与插入的三级雾化件端密封连接，主远射管体另一端为喷射口，进气端与后端口接入夹角为锐角或直角，主远射管体侧面设有进气端。
15.进一步的，二级雾化件接入的雾化喷嘴喷口端喷孔与气体喷嘴喷孔横截面积比为1：1～1：2，雾化喷嘴喷口端喷孔与气体喷嘴喷孔的两孔横截面积之和与三级雾化件贯通薄壁管内孔横截面积比为1：1.5～1：2，雾化喷嘴喷口端喷孔与气体喷嘴喷孔的两孔横截面积之和跟主远射管体内壁与贯通薄壁管外壁间缝隙横截面积比为1：2～1：4。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
17.1、雾化效果好，经过四级雾化，雾粒细微，成悬浮状；
18.2、喷射距离远，水雾喷射弥散距离远，覆盖范围广，雾粒在空中滞留时间长，与尘埃碰撞几率高，降尘效果好。用于隧道钻爆除尘更能发挥和凸显其远距离喷射水雾的优势；
19.3、结构简单，容易组装和拆卸；
20.4、不堵赛，维护方便，经久耐用；
21.5、成本低廉。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例2结构示意图；
24.图中1
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一级雾化件，2
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二级雾化件，3
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三级雾化件，4
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四级雾化件，1.1
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喷嘴喷口端，1.2
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喷嘴进水端，2.1
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气体喷嘴，2.2
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气水混合腔，2.3
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喷口，2.4
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水雾进口端，2.5
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直通口，3.1
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对丝状后端，3.2
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贯通薄壁管，3.3
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前端喷口，4.1
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进气端，4.2
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气体缓冲腔，4.3
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喷射口，4.4
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主远射管，4.5
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后端口。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.实施例1：如图1所示，一种煤矿开采隧道钻爆二流体循序雾化远射除尘器，包括一多通路介质分配器的二级雾化件2，二级雾化件2的一个端口设置有一级雾化件1，二级雾化件2包括气水混合腔2.2，气水混合腔2.2的前后两直通端分别为喷口2.3和直通口2.5，直通口2.5装有直单孔或直多孔气体喷嘴2.1，气水混合腔2.2侧口为单侧口或多侧口，气水混合腔2.2侧口为用于连接一级雾化件1的水雾进口端2.4，侧口与后端直通口2.5接入夹角为锐角或直角。
27.一级雾化件1为内装导流芯的雾化喷嘴或单孔、多孔喷嘴，包括雾化喷嘴进水端1.2以及与水雾进口端2.4连接的雾化喷嘴喷口端1.1。
28.实施例2：如图2所示，一种煤矿开采隧道钻爆二流体循序雾化远射除尘器，包括一多通路介质分配器的二级雾化件2，二级雾化件2的一个端口设置有一级雾化件1，二级雾化件2包括气水混合腔2.2，气水混合腔2.2的前后两直通端分别为喷口2.3和直通口2.5，直通口2.5装有直单孔或直多孔气体喷嘴2.1，气水混合腔2.2侧口为单侧口或多侧口，气水混合腔2.2侧口为用于连接一级雾化件1的水雾喷口端2.4，侧口与后端直通口2.5接入夹角为锐角或直角。还包括三级雾化件3和四级雾化件4，二级雾化件2的喷口2.3与三级雾化件3连接，三级雾化件3为内部雾化喷射管，四级雾化件4与三级雾化件3连通，四级雾化件4为水雾远射枪。
29.一级雾化件1为内装导流芯的雾化喷嘴或单孔、多孔喷嘴，包括雾化喷嘴进水端1.2以及与水雾进口端2.4连接的雾化喷嘴喷口端1.1。
30.三级雾化件3包括贯通薄壁管3.2，贯通薄壁管3.2一端为连接二级雾化件喷口2.3的对丝状后端3.1，贯通薄壁管3.2另一端为前端喷口3.3。
31.四级雾化件4包括为单端或多端的进气端4.1、气体缓冲腔4.2、喷射口4.3、主远射管体4.4和后端口4.5，气体缓冲腔4.2套在贯通薄壁管3.2外侧，气体缓冲腔4.2与贯通薄壁管3.2隔绝，气体缓冲腔4.2外侧为主远射管体4.4，主远射管体4.4一端为后端口4.6，后端
口4.6与插入的三级雾化件3端密封连接，主远射管体4.4另一端为喷射口4.3，进气端4.1与后端口4.6接入夹角为锐角或直角，主远射管体4.4侧面设有进气端4.1。
32.二级雾化件2接入的喷嘴喷口端1.1喷孔与气体喷嘴2.1喷孔横截面积比为1：1～1：2，喷嘴喷口端1.1喷孔与气体喷嘴2.1喷孔的两孔横截面积之和与三级雾化件贯通薄壁管3.2内孔横截面积比为1：1.5～1：2，喷嘴喷口端1.1喷孔与气体喷嘴2.1喷孔的两孔横截面积之和跟主远射管体4.4内壁与贯通薄壁管3.2外壁间缝隙横截面积比为1：2～1：4。
33.其雾化过程是：当具有一定压力的水接入喷嘴进水端1.2，进入的水通过喷嘴内部旋芯加转或多孔从喷口喷出，此时喷出的雾粒较大，喷射速度慢距离短，此为第一级雾化；第二级雾化件是一只三通接头型多通路介质分配器，共有三个端口，侧口为第一级水雾接口端，侧口与后端直通口2.5接入夹角为锐角或直角，连接一级雾化件喷嘴喷口端1.1，后端直通口装有气体喷嘴2.1，气体喷嘴2.1为单直孔或多直孔，内部为气水混合腔，另一直通端为前端喷口3.3，其雾化过程是：当第一级雾化水从侧口端喷入混合腔，被直通口气体喷嘴射出的压缩气体撞击、摩擦，雾粒进一步破碎并与压缩气体混合，因管状混合腔内横截面积大于两接口气水喷嘴横截面积之和，混合体喷射速度大于初级雾化喷射速度，但仍低于压缩气体喷射速度，从混合腔喷口端喷出，此为第二级雾化。三级雾化件为内部雾化喷射管，贯通薄壁管3.2一端为对丝状后端3.1连接二级雾化件喷口2.3。其雾化过程是：当第二级雾化体流入管腔从喷口喷出，喷出瞬间由于流体与外部存在较大压差，流体瞬间膨胀爆裂，雾粒被更大程度的解体破碎，此为第三级雾化。第四级雾化件为水雾远射枪，包括进气端口、气体缓冲腔、主远射管、后端口，后端口与插入的第三级雾化件对丝端密封连接，第三级贯通薄壁管从主远射管口中间穿出，贯通薄壁管外壁与主喷射管内壁间设有压缩气体远射间隙，喷口与主远射管口平齐，其雾化过程是：第三级雾化流体从贯通薄壁管口喷出，由于其流体压力与流速仍低于压缩气体，在喷出爆裂后仍被主喷射管与贯通薄壁管间隙射出的压缩气体再次撞击、摩擦，雾粒再次被解体破碎，达到雾粒细微，喷射弥散距离远，悬浮漂移时间长，空间雾粒密度高，与粉尘碰撞、吸附几率大，粉尘滤除率更高，此为第四级雾化。雾化形式上前二次为内部雾化，后两次为外部雾化，总体为内外部混合雾化方式。
34.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。