专利名称：掘进机组合式外喷雾风水除尘装置的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种主要用于综掘工作面控制掘进机截割产尘的除尘装置，尤其涉及一种掘进机组合式外喷雾、风水联动除尘装置。
背景技术：
综掘工作面90%以上的粉尘都是由掘进机截割头截割煤、岩产生的，控制住掘进机截割产尘将会有效降低工作面的粉尘浓度，以解决综掘工作面粉尘浓度居高不下的难题。目前，控制截割头产尘向外扩散最为传统、有效的方式是喷雾除尘，截割头的喷雾系统属于一次除尘系统，它承担综掘工作面绝大部分的除尘任务，是综掘工作面采取的主要防尘措施之一。它不仅可以减少粉尘在作业场所的飞扬，而且能起到预先湿润煤块的作用，减少装载产尘；同时也能消除截割时产生摩擦火花。掘进机工作时的截割头喷雾有两种方式， 即内喷雾、外喷雾，由于内喷雾喷嘴易于堵塞而不能正常使用，所以截割时主要靠外喷雾除
/K土。实践证明，掘进机外喷雾的降尘效果，很大程度上取决于在掘进机的截割头周围是否能形成均勻的喷雾水幕，以阻止粉尘向截割头周围以外的空间扩散。从掘进机截割煤、 岩产尘的过程分析可知，截割中煤块、岩块被挤压粉碎而被截齿带走以及落煤在降落过程中会飞扬煤尘，同时由于截割头的旋转，使得飞扬的粉尘随气流围绕截割头运动。我国大多数掘进机外喷雾系统喷嘴安设位置是截割头的两耳部，这样雾流形状是水平面，致使综掘工作面的高浓度粉尘一致存在，而截割头附近的粉尘以环绕运动为主，这就造成平射雾流的降尘效果差。为了及时有效地捕获掘进机截割头的产尘，就必须设计出一种掘进机高效外喷雾除尘装置，使喷嘴所成雾流能将截割煤、岩时产生的粉尘完全覆盖，并从最大程度上发挥外喷雾除尘装置的作用。
实用新型内容本实用新型为解决上述现有技术中的缺陷提供了一种掘进机组合式外喷雾风水除尘装置，将喷雾与负压风水联动二次除尘相结合，能有效降低综掘工作面掘进机截割煤、 岩过程中产生的粉尘浓度。其技术解决方案是一种掘进机组合式外喷雾风水除尘装置，包括若干个外喷雾风水除尘器单元，上述各外喷雾除尘器单元安设在掘进机摇臂上，所有外喷雾风水除尘器单元组成一个框型部，将摇臂围包其中；就其中任何一个外喷雾风水除尘器单元来说，包括刚性供水管、喷嘴、 刚性锥形管、刚性引射筒与刚性吸风口，刚性锥形管与刚性吸风口布置在刚性引射筒的外壁上，刚性供水管布置在刚性引射筒的内部，喷嘴安设在刚性锥形管的圆心位置上，并与刚性供水管连接。上述外喷雾风水除尘器单元仅有两个，分别为第一外喷雾风水除尘器单元与第二外喷雾风水除尘器单元；第一外喷雾风水除尘器单元的整体轮廓成门字形，位于摇臂的左侧、顶部及右侧，第二外喷雾风水除尘器单元的整体轮廓成一字形，位于摇臂的底部。上述喷嘴朝向掘进机的截割头方向喷雾，喷嘴可根据截割头的尺寸及产尘范围， 沿圆周方向自由倾斜零至六十度，形成可覆盖整个截割头产尘的水雾幕，刚性锥形管与喷嘴倾斜相同的角度，喷嘴的喷口与刚性锥形管外边缘的距离为一厘米至六厘米。上述刚性供水管、刚性锥形管、刚性引射筒与刚性吸风口是由金属材料或硬性塑料制成的；上述金属材料包括但不限于铁、钢、铜或合金。上述刚性锥形管成外宽内窄的喇叭状，总长度为三厘米至十五厘米，最窄处圆的半径为二厘米，最宽处圆的半径为十厘米。 上述刚性吸风口的中轴线与摇臂垂直，刚性吸风口的口部朝外。本实用新型具有以下有益技术效果本实用新型采取若干个外喷雾风水除尘器单元，并组成一个框型部，将摇臂围包其中。诸如采取两个单元即第一外喷雾风水除尘器单元与第二外喷雾风水除尘器单元，第一外喷雾风水除尘器单元的整体轮廓成门字形，位于摇臂的左侧、顶部及右侧，第二外喷雾风水除尘器单元的整体轮廓成一字形，位于摇臂的底部。使用时将两个外喷雾风水除尘器单元与外部高压供水胶管相连接，喷嘴的喷口朝向截割头方向，由于安设在摇臂上的掘进机组合式外喷雾风水除尘装置可随截割头一起移动，喷口与截割头的位置始终相对恒定， 因此可一直产生覆盖整个截割头产尘的水雾幕，可以直接将绝大部分截割头产尘捕集、沉降。喷嘴喷雾时的射流将在喷嘴及形成的雾场周围产生负压，从而在刚性锥形管内形成一个较为明显的负压场，含有粉尘的风流将被从刚性吸风口处吸入刚性引射筒，然后再经过刚性锥形管流出，在这个过程中使粉尘与雾场充分混合，将风流中的粉尘净化，以进一步提高对掘进机截割产尘的沉降效率。由于吸风口与截割头、产尘源的距离始终保持在一定距离内，如一米范围内，并沿摇臂四周布置，可有效吸入摇臂四周的含尘风流，从而实现最大程度的捕集、沉降掘进机截割产尘。本实用新型在现场应用后，可沉降85% 95%的掘进机截割产尘，有效降低了综掘工作面的粉尘浓度，保障了井下工人的身体健康和巷道的安全高效掘进。
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型一种实施方式的结构原理示意图。图2为本实用新型中的第二外喷雾风水除尘器单元的俯视结构原理示意图。图中，1.高压供水胶管，2.三通，3.第一外喷雾风水除尘器单元，4.第二外喷雾风水除尘器单元，5、10.刚性供水管，6、11.喷嘴，7、12.刚性锥形管，8、13.刚性引射筒，9、 14.刚性吸风口，15.摇臂，16.截割头。
具体实施方式
实用新型提供了一种掘进机组合式外喷雾风水除尘装置，为了使本实用新型的目的、技术方案以及优点更清楚、明确，以下将结合附图与实施例，对本实用新型进一步详细说明。本实用新型提供了一种掘进机组合式外喷雾风水除尘装置，实现了一次喷雾降尘和负压二次吸风净化粉尘的有机结合，有效控制、沉降了综掘工作面的掘进机截割产尘。如
图1与图2所示的，上述掘进机组合式外喷雾风水除尘装置也可仅有两个外喷雾风水除尘器单元，分别为第一外喷雾风水除尘器单元3与第二外喷雾风水除尘器单元4。第一外喷雾风水除尘器单元3的整体轮廓成门字形，位于摇臂15的左侧、顶部及右侧，第二外喷雾风水除尘器单元4的整体轮廓成一字形，位于摇臂5的底部。第一外喷雾风水除尘器单元3包括刚性供水管5、喷嘴6、刚性锥形管7、刚性引射筒8与刚性吸风口 9，刚性材料包括各类金属及硬性塑料材料；第一外喷雾风水除尘器单元3的主体为刚性引射筒8，刚性锥形管7、刚性吸风口 9布置在刚性引射筒的外壁上，刚性供水管5布置在刚性引射筒的内部，喷嘴6朝向截割头16方向喷雾，喷嘴6可以根据截割头的尺寸及产尘范围，沿圆周方向自由倾斜零至六十度，从而形成可覆盖大部分截割头16产尘的水雾幕，喷嘴6安设在刚性锥形管7的圆心位置上，喷嘴6与刚性供水管连接，刚性锥形管7与喷嘴6倾斜相同的角度，喷嘴的喷口与刚性锥形管7外边沿的距离为一厘米至六厘米；刚性锥形管7为外宽内窄的喇叭状，总长度为三厘米至十五厘米，最窄处圆的半径可为二厘米，最宽处圆的半径可为十厘米，锥形管还可做成外宽内窄的其它形式；刚性吸风口 9的中轴线一般布置为与摇臂15垂直、吸口部朝向外侧的形式，吸风口还可根据具体情况倾斜零至九十度。第二外喷雾风水除尘器单元4包括刚性供水管10、喷嘴11、刚性锥形管12、刚性引射筒13与刚性吸风口 14，刚性材料包括各类金属及硬性塑料材料；第二外喷雾风水除尘器单元4的主体为刚性引射筒13，刚性锥形管12、刚性吸风口 14布置在刚性引射筒的外壁上，刚性供水管10布置在刚性引射筒的内部，喷嘴11朝向截割头16方向喷雾，喷嘴11可以根据截割头的尺寸及产尘范围，沿圆周方向自由倾斜零至六十度，从而形成可覆盖一部分截割头16产尘的水雾幕，喷嘴11安设在刚性锥形管12的圆心位置上，喷嘴11与刚性供水管连接，刚性锥形管12与喷嘴11倾斜相同的角度，喷嘴的喷口与刚性锥形管12外边沿的距离为一厘米至六厘米；刚性锥形管12 为外宽内窄的喇叭状，总长度为三厘米至十五厘米，最窄处圆的半径可为二厘米，最宽处圆的半径可为十厘米，锥形管还可做成外宽内窄的其它形式；刚性吸风口 14的中轴线一般布置为与摇臂15垂直、吸口部朝向外侧的形式，吸风口还可根据具体情况倾斜零至九十度。现场应用时，高压供水胶管1通过三通2分别与安设在掘进机摇臂15顶部及两侧的第一外喷雾风水除尘器单元3、安设在掘进机摇臂15底部的第二外喷雾风水除尘器4相连接。高压供水胶管1中的水依次经过三通2、刚性供水管5，最后从喷嘴6中喷出，形成雾场；高压供水胶管1中的水依次经过三通2、刚性供水管10，最后从喷嘴11中喷出，形成雾场。由于第一外喷雾风水除尘器单元3和第二外喷雾风水除尘器4均安设在可与截割头16 一起移动的掘进机摇臂15上，喷嘴喷口朝向截割头16方向，并与截割头16的位置始终相对恒定，因此可一直产生覆盖整个截割头16产尘的水雾幕，以直接将绝大部分截割头16产尘捕集、沉降。上述喷嘴6喷雾时的射流将在喷嘴6及形成的雾场周围产生负压，从而在刚性锥形管7内形成一个较为明显的负压场，含有粉尘的风流将被刚性吸风口 9吸入刚性引射筒 8，然后再经过刚性锥形管7流出，在这个过程中将粉尘与雾场充分混合，将风流中的粉尘净化。同理，上述喷嘴11喷雾时的射流将在喷嘴11及产生的雾场周围产生负压，从而在刚性锥形管12内形成一个较为明显的负压场，含有粉尘的风流将被刚性吸风口 14吸入刚性引射筒13，然后再经过刚性锥形管12流出，在这个过程中使粉尘与雾场充分混合，将风流中的粉尘净化。由于吸风口 9、14与截割头16、产尘源的距离可始终保持在一米范围内，并沿摇臂15四周布置，可有效吸入摇臂15四周的含尘风流，从而实现最大程度的捕集、沉降掘进机截割产尘。除上述方式外，掘进机组合式外喷雾风水除尘装置还可设置有三个或四个等外喷雾风水除尘器单元，只要所有外喷雾风水除尘器单元组成一个框型部，将摇臂围包其中即可。应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换、简单组合等多种变形，这些均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1.一种掘进机组合式外喷雾风水除尘装置，其特征在于包括若干个外喷雾风水除尘器单元，所述各外喷雾除尘器单元安设在掘进机摇臂上，所有外喷雾风水除尘器单元组成一个框型部，将摇臂围包其中；就其中任何一个外喷雾风水除尘器单元来说，包括刚性供水管、喷嘴、刚性锥形管、刚性引射筒与刚性吸风口，刚性锥形管与刚性吸风口布置在刚性引射筒的外壁上，刚性供水管布置在刚性引射筒的内部，喷嘴安设在刚性锥形管的圆心位置上，并与刚性供水管连接。
2.根据权利要求1所述的掘进机组合式外喷雾风水除尘装置，其特征在于所述外喷雾风水除尘器单元仅有两个，分别为第一外喷雾风水除尘器单元与第二外喷雾风水除尘器单元；第一外喷雾风水除尘器单元的整体轮廓成门字形，位于摇臂的左侧、顶部及右侧，第二外喷雾风水除尘器单元的整体轮廓成一字形，位于摇臂的底部。
3.根据权利要求2所述的掘进机组合式外喷雾风水除尘装置，其特征在于所述喷嘴朝向掘进机的截割头方向喷雾，喷嘴可根据截割头的尺寸及产尘范围，沿圆周方向自由倾斜零至六十度，形成可覆盖整个截割头产尘的水雾幕，刚性锥形管与喷嘴倾斜相同的角度， 喷嘴的喷口与刚性锥形管外边缘的距离为一厘米至六厘米。
4.根据权利要求1所述的掘进机组合式外喷雾风水除尘装置，其特征在于所述刚性供水管、刚性锥形管、刚性引射筒与刚性吸风口是由金属材料或硬性塑料制成的。
5.根据权利要求1所述的掘进机组合式外喷雾风水除尘装置，其特征在于所述刚性锥形管成外宽内窄的喇叭状，总长度为三厘米至十五厘米，最窄处圆的半径为二厘米，最宽处圆的半径为十厘米。
6.根据权利要求1所述的掘进机组合式外喷雾风水除尘装置，其特征在于所述刚性吸风口的中轴线与摇臂垂直，刚性吸风口的口部朝外。
专利摘要本实用新型公开了一种掘进机组合式外喷雾风水除尘装置，特征是包括若干个外喷雾风水除尘器单元，各外喷雾除尘器单元安设在掘进机摇臂上，所有外喷雾风水除尘器单元组成一个框型部，将摇臂围包其中；就其中任何一个外喷雾风水除尘器单元来说，包括刚性供水管、喷嘴、刚性锥形管、刚性引射筒与刚性吸风口，刚性锥形管与刚性吸风口布置在刚性引射筒的外壁上，刚性供水管布置在刚性引射筒的内部，喷嘴安设在刚性锥形管的圆心位置上，并与刚性供水管连接。本实用新型在现场应用后，可沉降85%～95%的掘进机截割产尘，有效降低了综掘工作面的粉尘浓度，保障了井下工人的身体健康和巷道的安全高效掘进。
文档编号E21C35/22GK202132042SQ20112020831
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者于岩斌, 亓玉栋, 吴立荣, 周刚, 崔向飞, 曹森, 杨俊磊, 王刚, 程卫民, 聂文, 陈连军, 马有营 申请人:山东科技大学