一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置及其应用方法
【专利摘要】一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置及其应用方法，属于矿山生产过程安全环保装备领域，其特征在于是一种以压力流体为动力源的工作设备在控制单元的支配下在煤炭生产转运过程中，当所运输的煤炭发生物流方向改变时，产生的煤尘污染时，通过装置实现各种动作或节奏，实现工作现场煤尘降尘的目的，本发明一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置及其应用方法，广泛适用于矿山、石油化工、冶金、电力、环保等系统及行业的各种以压力流体为灭尘工作介质的控制执行装置。
【专利说明】一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置及其应用方法
【技术领域】
[0001] 本发明一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置及其应用方法，属于矿山生产过程 安全环保装备领域，具体涉及一种以压力流体为动力源的工作设备在控制单元的支配下在 煤炭生产转运过程中，当所运输的煤炭发生物流方向改变时，产生的煤尘污染时，通过装置 实现各种动作或节奏，实现工作现场煤尘降尘的目的，本发明一种矿用限定空间内空气水 雾降尘装置及其应用方法广泛适用于矿山、石油化工、冶金、电力、环保等系统及行业的各 种以压力流体为灭尘工作介质的控制执行装置。
【背景技术】
[0002] 煤炭生产转运过程中物流方向发生变化时，原来处于相对稳定的物流空间位 置将发生明显位移变化，在这一过程中也将产生推动力，这样煤尘就获取了动能量在空 中漂移和扩散，煤尘物流转向过程中污染形成了，由于转向过程中粉尘的形成机理决定 了位能和动能转换梯度大的环节采用集气罩和水雾方式灭尘，正如专利申请(专利）号 CN201320188102取得了一定的效果，但是由于投资及可操作性差，限制了其的更进一步 推广和应用，正如申请(专利）号：CN201220536851关注的是一些大的粉尘和煤尘影响， 在煤矿大多数工作场所导致其工作可靠性低，应用场合越来越少的局面，导致呼吸性粉尘 (Respirable dust)简称"呼尘"危害在上述生产过程中非常突出，而且治理手段不得力，正 如专利申请(专利）号：CN201220262101，其在恶劣环境使用中存在的问题是易堵易失效，迫 切需要一种适应性强、制作成本低、能在上述环境下全天候免维护长期稳定工作的一种矿 用限定空间内空气水雾降尘方法及其装置，实现对装运和转运煤的过程中煤尘污染的可靠 控制，保证生产过程中环境工作需要。
【发明内容】
[0003] 本发明一种矿用限定空间内压缩空气水雾降尘装置及其应用方法目的在于，为解 决上述现有技术中存在和无法解决的问题，从而公开一种简单可靠、不易损坏、能够及时准 确地将煤炭转运过程中产生的粉尘消除，实现工作环境的无尘化和环境友好，并通过环境 监测传感器测量结果回控进水量和压力气体的配比量调整雾化效果及雾化能量实现可靠 降尘的在线监测监控装置。
[0004] 本发明一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置，其特征在于是一种通过环境监测 传感器测量结果回控进水量和压力气体的配比量调整雾化效果及雾化能量实现在一限定 空间内可靠、安全、经济和有序降尘的在线监测监控装置，该装置由进水口 4、进气口 5、经 纬布置的管线与填充物玻璃钢或聚氨酯轻质耐磨、耐静电、阻燃型材料组成的盖板7、雾化 除尘喷嘴2、盖板安装槽1、槽内密封材料6、盖板固定压紧装置3、粉尘传感器8、水量调节 装置9、风量调节装置10、水路控制阀11、气路控制阀12、供水主水路13、供气总气路14、智 能控制器15和运输设备启停信号16组成；其进水口 4不仅是整个降尘装置的起分配水量 作用的供水网络，而且该供水网络是盖板7的主骨架，决定了盖板7的外形尺寸和安装方 式，还与以进气口 5为代表所组成的供气网路一起组成盖板7的辅助骨架的经纬线使得盖 板7更加坚固，进气口 5的管路和进水口 4管路形成的交叉点均布置雾化除尘喷嘴2,该布 置数量根据在限定空间内雾化除尘能量和效果决定，进水口 4及进气口 5与外管路连接点 分置盖板两侧，与物流方向相交，即便于现场安装而且两个进水点和两个进气点互为备用， 可一用一备，易于检修和维护；气管路和水管路构成盖板的经纬线，中间空余部分添加玻璃 钢、聚氨酯轻质耐磨、耐静电或阻燃型材料，这样就形成了限定空间顶部位置的盖板7,其轻 质和阻燃特性决定了盖板7可方便地安装于任意防尘场所，不必考虑地基、承载、空间和防 火的因素；粉尘传感器8安装于雾化除尘盖板7后其实施区外的与喷嘴2高度和空间高度 相对应的位置，监测反馈雾化除尘后环境效果，其信号连接到智能控制器15,并由智能控制 器15根据粉尘传感器8反馈的数据通过调节位于外管路与进水口 4连接处的水量调节装 置9动态调节在限定空间内雾化除尘能量和效果，智能控制器15根据粉尘传感器8反馈的 数据通过调节位于外管路与进气口 5连接处的风量调节装置10动态调节在限定空间内雾 化除尘能量和效果，通过水量调节装置9和风量调节装置10的共同作用保证除尘能满足环 境监测标准要求；调节水量装置9、调节风量装置10通过水路控制阀11和气路控制阀12分 别与供水主水路13、供气总气路14相连接；为满足限定空间的要求可以在刮板输送机两侧 邦加装安装槽1及槽内密封材料6、盖板固定压紧装置3保证盖板9能方便地安装，并实现 在限定空间内的除尘工作；运输设备启停信号16安装于运输设备控制装置该信号通过线 缆传递到智能控制器15中。
[0005] 上述一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置，其特征在于所述的雾化除尘喷嘴2 的个数为：3个、6个、9个或12个，侧面进水和进气，覆盖于物料输送通道的上方，每个喷嘴 2工作空间范围为250毫米到400毫米喷淋范围，根据喷嘴2布置位置和角度的调整不断改 变其除尘效果。
[0006] 上述一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置的应用方法，其特征在于将盖板安装 槽1装在运输设备的两侧使得喷淋高度工作空间范围为250毫米到400毫米，将盖板9通 过槽内密封材料6和盖板固定压紧装置3安装在盖板安装槽1上，这样沿物流转运方向就 形成了相对独立的限定空间，在盖板9上布置喷嘴完成物流前方、后方和盖板7覆盖范围内 这一限定空间内的压缩空气水雾尘装置主体，在盖板7两侧接通调节水量装置9、调节风量 装置10,再接通水路控制阀11和气路控制阀12实现供水主水路13及供气总气路14,在盖 板7后部喷淋区外与中部安装的喷嘴2位置高度对应的地方安装粉尘传感器8并与智能控 制器15连接，智能控制器15控制信号分别接通调节水量装置9、调节风量装置10、水路控 制阀11和气路控制阀12,运输设备启停信号16接入智能控制器15中；当运输设备启动时， 运输设备启停信号16将启动信号传递到智能控制器15,智能控制器15发命令打开水路控 制阀11和气路控制阀12,调节水量装置9和调节风量装置10工作于初始工作位置，压缩空 气和水分别通过进水口 4与进气口 5进入到盖板7上分布的气路和水路网络，安装于其上 的喷嘴开始工作，由喷嘴2产生的压缩空气水雾开始降尘；粉尘传感器8反馈的信号传递到 智能控制器15如果粉尘浓度不超标，调节水量装置9和调节风量装置10继续工作于初始 工作位置，如果粉尘浓度不超标调节水量装置9和调节风量装置10将工作于调节位置，将 调节水量、风量和分水配比量，这样水雾形状和强度、能量发生变化，除尘效果也发生变化， 直到粉尘浓度不超标，调节水量装置9和调节风量装置10继续工作于现工作位置；当运输 设备停止时，运输设备启停信号16将启停止信号传递到智能控制器15,智能控制器15发命 令关闭水路控制阀11和气路控制阀12,盖板7上的喷嘴2将停止工作。
[0007] 本发明一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置，其优点在于以压力流体为动力源 的工作设备在控制单元的支配下在煤炭生产转运过程中，当所运输的煤炭发生物流方向改 变时，产生的煤尘污染时，通过装置实现各种动作或节奏，实现工作现场煤尘降尘的目的， 该装置广泛适用于矿山、石油化工、冶金、电力、环保等系统及行业的各种以压力流体为灭 尘工作介质的控制。所述的粉尘被完全限定在有限的空间内；入口处轻质喷淋覆盖板和水 幕墙决定了这一限定空间内粉尘运动、漂移、扩散的动能是递减的，来自外界的捕捉粉尘能 量是通过气化水雾能体现的，可以有效捕捉移动的粉尘；粉尘的动能在碰撞中消失，扩散性 在凝结力的作用下也趋于稳定的静态。水雾能量可调足以抵消粉尘的动能和扩散特性使粉 尘安定而且不会造成二次污染，工作空间范围为250毫米到400毫米喷淋范围，用水量相对 少，耗水量小，水压小，水雾动力主要由气压调节和施加。为保证降尘效果和效率，采用逐级 分布式水雾气化喷淋结构形式，以保证在限定空间内实现降尘之目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为矿用限定空间内压缩空气水雾降尘装置总体结构示意图 图中标号为：1、盖板安装槽 2、雾化除尘喷嘴 3、盖板固定压紧装置4、进水口 5、进气口 6、槽内密封材料 7、盖板 8、粉尘传感器 9、水量调节装置 10、风量调节装置 11、水路控制阀 12、气路控制阀 13、供水主水路 14、供气总气路 15、智能控制器 16、运输设备启停信号。
【具体实施方式】 [0009] 实施方式1 该装置由进水口 4、进气口 5、经纬布置的管线与填充物玻璃钢或聚氨酯轻质耐磨、耐 静电、阻燃型材料组成的盖板7、雾化除尘喷嘴2、盖板安装槽1、槽内密封材料6、盖板固定 压紧装置3、粉尘传感器8、水量调节装置9、风量调节装置10、水路控制阀11、气路控制阀 12、供水主水路13、供气总气路14、智能控制器15和运输设备启停信号16组成；其进水 口 4不仅是整个降尘装置的起分配水量作用的供水网络，而且该供水网络是盖板7的主骨 架，决定了盖板7的外形尺寸和安装方式，还与以进气口 5为代表所组成的供气网路一起 组成盖板7的辅助骨架的经纬线使得盖板7更加坚固，进气口 5的管路和进水口 4管路形 成的交叉点布置雾化除尘喷嘴2共12个，工作范围400毫米，进水口 4及进气口 5与外管 路连接点分置盖板两侧，与物流方向相交；气管路和水管路构成盖板的经纬线，中间空余部 分添加玻璃钢，这样就形成了限定空间顶部位置的盖板7;粉尘传感器8安装于雾化除尘盖 板7后其实施区外的与中线喷嘴高度和空间高度相对应的位置，监测反馈雾化除尘后环境 效果，其信号连接到智能控制器15,并由智能控制器15根据粉尘传感器8反馈的数据通过 调节位于外管路与进水口 4连接处的水量调节装置9动态调节在限定空间内雾化除尘能量 和效果，智能控制器15根据粉尘传感器8反馈的数据通过调节位于外管路与进气口 5连接 处的风量调节装置10动态调节在限定空间内雾化除尘能量和效果，通过水量调节装置9和 风量调节装置10的共同作用保证除尘能满足环境监测标准要求；调节水量装置9、调节风 量装置10通过水路控制阀11和气路控制阀12分别与供水主水路13、供气总气路14相连 接；为满足限定空间的要求可以在刮板输送机两侧邦加装安装槽1及槽内密封材料6、盖板 固定压紧装置3保证盖板9能方便地安装，并实现在限定空间内的除尘工作；运输设备启停 信号16安装于运输设备控制装置该信号通过线缆传递到智能控制器15中。
[0010] 工作时步骤为： 第一步安装： 将盖板安装槽1装在运输设备的两侧使得喷淋高度工作空间范围为400毫米，将盖板 9通过槽内密封材料6和盖板固定压紧装置3安装在盖板安装槽1上，这样沿物流转运方向 就形成了相对独立的限定空间，在盖板9上布置喷嘴完成物流前方、后方和盖板7覆盖范围 内这一限定空间内的压缩空气水雾尘装置主体；在盖板7两侧接通调节水量装置9、调节风 量装置10,再接通水路控制阀11和气路控制阀12实现供水主水路13及供气总气路14,在 盖板7后部喷淋区外与中部安装的喷嘴2位置高度对应的地方安装粉尘传感器8并与智能 控制器15连接，智能控制器15控制信号分别接通调节水量装置9、调节风量装置10、水路 控制阀11和气路控制阀12,运输设备启停信号16接入智能控制器15中； 第二步启动： 当运输设备启动时，运输设备启停信号16将启动信号传递到智能控制器15,智能控制 器15发命令打开水路控制阀11和气路控制阀12,调节水量装置9和调节风量装置10工作 于初始工作位置，压缩空气和水分别通过进水口 4与进气口 5进入到盖板7上分布的气路 和水路网络，安装于其上的喷嘴开始工作，由喷嘴2产生的压缩空气水雾开始降尘；粉尘传 感器8反馈的信号传递到智能控制器15如果粉尘浓度不超标，调节水量装置9和调节风量 装置10继续工作于初始工作位置，如果粉尘浓度不超标调节水量装置9和调节风量装置10 将工作于调节位置，将调节水量、风量和分水配比量，这样水雾形状和强度、能量发生变化， 除尘效果也发生变化，直到粉尘浓度不超标，调节水量装置9和调节风量装置10继续工作 于现工作位置； 第三步停止： 当运输设备停止时，运输设备启停信号16将启停止信号传递到智能控制器15,智能控 制器15发命令关闭水路控制阀11和气路控制阀12,盖板7上的喷嘴2将停止工作。
[0011] 实施方式2 :雾化除尘喷嘴2的个数为9个，侧面进水和进气，覆盖于物料输送通 道的上方，喷嘴2工作空间范围为300毫米喷淋范围；气管路和水管路构成盖板的经纬线， 中间空余部分添加聚氨酯轻质耐磨和耐静电材料。
[0012] 实施方式3 :雾化除尘喷嘴2的个数为6个，侧面进水和进气，覆盖于物料输送通 道的上方，喷嘴2工作空间范围为350毫米喷淋范围；气管路和水管路构成盖板的经纬线， 中间空余部分添加阻燃型材料。
[0013] 实施方式4 :雾化除尘喷嘴2的个数为3个，侧面进水和进气，覆盖于物料输送通 道的上方，喷嘴2工作空间范围为250毫米喷淋范围。气管路和水管路构成盖板的经纬线， 中间空余部分添加玻璃钢、聚氨酯轻质耐磨和耐静电型材料。
【权利要求】
1. 一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置，其特征在于是一种通过环境监测传感器测 量结果回控进水量和压力气体的配比量调整雾化效果及雾化能量实现在一限定空间内可 靠、安全、经济和有序降尘的在线监测监控装置，该装置由进水口（4)、进气口（5)、经纬布 置的管线与填充物玻璃钢或聚氨酯轻质耐磨、耐静电、阻燃型材料组成的盖板（7)、雾化除 尘喷嘴（2 )、盖板安装槽（1)、槽内密封材料（6 )、盖板固定压紧装置（3 )、粉尘传感器（8 )、水 量调节装置（9 )、风量调节装置（10 )、水路控制阀（11)、气路控制阀（12 )、供水主水路（13 )、 供气总气路（14)、智能控制器（15)和运输设备启停信号（16)组成；其进水口（4)不仅是整 个降尘装置的起分配水量作用的供水网络，而且该供水网络是盖板（7)的主骨架，决定了 盖板（7)的外形尺寸和安装方式，还与以进气口（5)为代表所组成的供气网路一起组成盖 板（7)的辅助骨架的经纬线使得盖板（7)更加坚固，进气口（5)的管路和进水口（4)管路形 成的交叉点均布置雾化除尘喷嘴（2)，该布置数量根据在限定空间内雾化除尘能量和效果 决定，进水口（4)及进气口（5)与外管路连接点分置盖板两侧，与物流方向相交，即便于现 场安装而且两个进水点和两个进气点互为备用，可一用一备，易于检修和维护；气管路和水 管路构成盖板的经纬线，中间空余部分添加玻璃钢或聚氨酯轻质耐磨、耐静电或阻燃型材 料，这样就形成了限定空间顶部位置的盖板（7)，其轻质和阻燃特性决定了盖板（7)可方便 地安装于任意防尘场所，不必考虑地基、承载、空间和防火的因素；粉尘传感器（8)安装于 雾化除尘盖板（7)后其实施区外的与中线喷嘴高度和空间高度相对应的位置，监测反馈雾 化除尘后环境效果，其信号连接到智能控制器（15)，并由智能控制器（15)根据粉尘传感器 (8)反馈的数据通过调节位于外管路与进水口（4)连接处的水量调节装置（9)动态调节在 限定空间内雾化除尘能量和效果，智能控制器（15)根据粉尘传感器（8)反馈的数据通过调 节位于外管路与进气口（5)连接处的风量调节装置（10)动态调节在限定空间内雾化除尘 能量和效果，通过水量调节装置（9)和风量调节装置（10)的共同作用保证除尘能满足环境 监测标准要求；调节水量装置（9)、调节风量装置（10)通过水路控制阀（11)和气路控制阀 (12)分别与供水主水路（13)、供气总气路（14)相连接；为满足限定空间的要求可以在刮板 输送机两侧邦加装安装槽（1)及槽内密封材料（6 )、盖板固定压紧装置（3 )保证盖板（9 )能 方便地安装，并实现在限定空间内的除尘工作；运输设备启停信号（16)安装于运输设备控 制装置该信号通过线缆传递到智能控制器（15)中。
2. 按照权利要求1所述一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置，其特征在于所述的雾 化除尘喷嘴（2)的个数为：3个、6个、9个或12个，侧面进水和进气，覆盖于物料输送通道的 上方，每个喷嘴（2)工作空间范围为250毫米到400毫米喷淋范围，根据喷嘴2布置位置和 角度的调整不断改变其除尘效果。
3. 权利要求1所述一种矿用限定空间内空气水雾降尘装置的应用方法，其特征在于将 盖板安装槽（1)装在运输设备的两侧使得喷淋高度工作空间范围为250毫米到400毫米， 将盖板（9 )通过槽内密封材料（6 )和盖板固定压紧装置（3 )安装在盖板安装槽（1)上，这样 沿物流转运方向就形成了相对独立的限定空间，在盖板（9)上布置喷嘴完成物流前方、后方 和盖板（7)覆盖范围内这一限定空间内的压缩空气水雾尘装置主体，在盖板（7)两侧接通 调节水量装置（9 )、调节风量装置（10 )，再接通水路控制阀（11)和气路控制阀（12 )实现供 水主水路（13)及供气总气路（14)，在盖板（7)后部喷淋区外与中部安装的喷嘴（2)位置高 度对应的地方安装粉尘传感器（8)并与智能控制器（15)连接，智能控制器（15)控制信号分 别接通调节水量装置（9)、调节风量装置（10)、水路控制阀（11)和气路控制阀（12)，运输设 备启停信号（16)接入智能控制器（15)中；当运输设备启动时，运输设备启停信号（16)将启 动信号传递到智能控制器（15)，智能控制器（15)发命令打开水路控制阀（11)和气路控制 阀（12)，调节水量装置（9)和调节风量装置（10)工作于初始工作位置，压缩空气和水分别 通过进水口（ 4 )与进气口（ 5 )进入到盖板（7 )上分布的气路和水路网络，安装于其上的喷嘴 开始工作，由喷嘴（2)产生的压缩空气水雾开始降尘；粉尘传感器（8)反馈的信号传递到智 能控制器（15)如果粉尘浓度不超标，调节水量装置（9)和调节风量装置（10)继续工作于初 始工作位置，如果粉尘浓度不超标调节水量装置（9)和调节风量装置（10)将工作于调节位 置，将调节水量、风量和分水配比量，这样水雾形状和强度、能量发生变化，除尘效果也发生 变化，直到粉尘浓度不超标，调节水量装置（9)和调节风量装置（10)继续工作于现工作位 置；当运输设备停止时，运输设备启停信号（16)将启停止信号传递到智能控制器（15)，智 能控制器（15)发命令关闭水路控制阀（11)和气路控制阀（12)，盖板（7)上的喷嘴（2)将停 止工作。
【文档编号】E21F5/04GK104061012SQ201410289368
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】郭建珠, 何艳, 姚美琴, 连清旺, 姚钰 申请人:太原理工大学