一种煤矿用喷雾除尘装置及方法与流程

本发明属于煤矿安全生产技术领域，尤其涉及一种煤矿用喷雾除尘装置及方法。

背景技术：

近年来，随着煤炭工业的发展，我国煤炭开采与生产技术取得了巨大的进步，尤其是综采综掘技术、一次采全高综采技术与放顶煤开采技术的应用，使得煤炭产量大幅提高，同时也使采煤工作面粉尘大量产出，对工作人员的身心健康产生巨大威胁。据统计，我国每年由于硅肺病、尘肺病等造成的死亡病例已超过生产安全死亡人数的2倍。

粉尘也使采煤机等矿用机器的使用寿命缩短，导致煤矿经济受损。目前，矿井主要利用采煤机上的喷液除尘装置对工作面含尘气体进行洗涤，这种装置利用高压作用下液体在其内芯剧烈旋转后通过喷口喷出，从而达到喷雾除尘的目的。在喷口较好的情况下雾化效果较好，但喷口容易堵塞、使用寿命较短，且由于每个喷液除尘装置的宽度为定值，使得喷液除尘的范围受到限制。因此，为了较好的保护工作人员的身心健康、适应现代化煤炭开采技术的发展，迫切需要一种既可以减少喷口粉尘的污染、延长除尘装置的使用寿命，又可以极大范围地扩大喷液效果的除尘装置。

技术实现要素：

针对目前采煤机上喷液除尘装置喷口容易被粉尘封堵、抗污染能力差、喷雾范围局限、使用寿命短及工作可靠性低等缺陷，设计出一种煤矿用喷雾除尘装置及方法。该装置可以实现对不同矿井、不同采煤方法或不同准备方式的采煤工作面的高效降污除尘，从而降低粉尘对工作人员和采煤机器的不利影响。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种煤矿用喷雾除尘装置及方法主要包括防堵塞装置、自动旋转装置、指令发布装置及喷嘴装置等。

所述的防堵塞装置主要为喷口提供风流，并随时擦拭喷口。包括圆形气体通道3、上粉尘传感器18、下粉尘传感器19、上弧形三角毛刷板20a、下弧形三角毛刷板20b及三角毛刷21。

所述的防堵塞装置中的圆形气体通道3设置在喷嘴壳体1外周，后面空压机提供的气体围绕镍基合金喷口16圆周喷出，不仅可防止周围粉尘遗留在镍基合金喷口16上面，也可使喷口边角的液体传播的更远。

所述的防堵塞装置中的镍基合金喷口16的周围安装上弧形三角毛刷板20a与下弧形三角毛刷板20b，上弧形三角毛刷板20a的上表面安装上粉尘传感器18，下弧形三角毛刷板20b的上表面安装下粉尘传感器19，两个传感器径向设置。

所述的防堵塞装置中的两个弧形三角毛刷板的下表面均植有三角毛刷21，上弧形三角毛刷板20a的上边角和下弧形三角毛刷板20b的下边角均嵌有转子22。通过圆形气体通道喷出的气体与三角毛刷的密切配合，能更好地防止镍基合金喷口16被粉尘污染，以此来提高整个装置的寿命。

所述的自动旋转装置主要为整个喷液除尘装置提供旋转动力，包括第一齿轮4a、第二齿轮4b、旋转电机5、六角螺栓6、滚动轴承10、旋转轴14及旋转定子17等装置。

所述的自动旋转装置中的六角螺栓6是用来固定整个喷嘴壳体1的，由于整个喷嘴壳体1在工作中处于旋转状态，这要求六角螺栓6有较高的强度和硬度，且有一定的韧性。

所述的自动旋转装置中的第一齿轮4a与第二齿轮4b相啮合，第二齿轮4b设置在旋转轴14上，旋转电机5与第一齿轮4a通过旋转定子17连接，旋转电机5与信号接收电路板9b串联。

所述的自动旋转装置中的旋转轴14处于滚动轴承10中，滚动轴承10预埋在喷嘴底座11中，这样既避免了喷嘴壳体1在长时间旋转后导致旋转轴14不灵活的问题，同时减少了旋转轴14与喷嘴底座之间的摩擦，滚动轴承14在达到使用寿命后可以取出，更换新的滚动轴承。

所述的指令发布装置主要为整个喷液除尘装置发布命令之用，包括信号发射器7、信号接收器8、信号发射电路板9a和信号接收电路板9b等装置。

所述的指令发布装置中的信号发射电路板9a和信号接收电路板9b的形状为圆饼状。信号发射电路板9a固定于保护箱13上，信号接收电路板9b与旋转轴14连接，并跟随旋转轴14同时转动。

所述的指令发布装置中的信号发射电路板9a的俯视图如图2，其中有8个相同的传感信号发射器7，各个传感信号发射器的分布如图3，相邻两个传感信号发射器与圆心所成角度为45°，以便于喷嘴壳体1在粉尘范围内灵活转动。

所述的指令发布装置中的传感信号接收器8仅需一个，分布于信号接收电路板9b上，在信号接收电路板9b圆周上的位置与传感信号发射器7在信号发射电路板9a的位置相同。传感信号发射器7与传感信号接收器8为霍尔元件，并与保护箱13之外的调节旋钮开关相连。

所述的指令发布装置主要为旋转电机5传递磁信号，以此来改变旋转定子17的转向，进而改变喷嘴壳体1的旋转方向。

所述的喷嘴装置起分散水流的作用，主要包括筛网罩2、弧形弯槽15及镍基合金喷口16等装置。

所述的喷嘴装置中的筛网罩2可分离液体中颗粒较大的杂质，从而防止镍基合金喷口16从内部堵塞。镍基合金喷口16采用含镍合金，可较好地防止喷口生锈。

所述的喷嘴装置中的流体通道12设计成弧形，即弧形弯槽15，可明显减少传统喷嘴喷口处液体反弹阻力与流动摩擦阻力，提高除尘效果。

本发明具有如下优点：

（1）该装置通过空压机沿着圆形气体通道喷射气体及三角毛刷旋转清洗有效地解决了采煤机上喷液除尘装置的喷口容易被粉尘封堵、抗污染能力差、使用寿命短及工作可靠性低等缺陷，可以有效地提高除尘效果；

（2）利用其自动旋转的特性可以实现对不同矿井、不同采煤方法或不同准备方式的采煤工作面的高效降污除尘，从而有效地降低粉尘对工作人员和采煤机器的不利影响。

附图说明

图1是一种煤矿用喷雾除尘装置及方法示意图。

图2是图1中信号发射电路板俯视图。

图3是图1中传感信号发射器位置结构示意图。

图4是镍基合金喷口的右视图。

图5是三角毛刷板结构图。

具体实施方式

所述的弧形弯槽15制作成近似x形状，镍基合金喷口16是半径为12㎝的圆形片状体，周围安装弧形三角毛刷板20，且不影响喷口喷液，弧形三角毛刷板20连接着电路板及旋转器等。

当上粉尘传感器18或下粉尘传感器19感应到镍基合金喷口16上面沾有粉尘时，自动将感应命令传递到电路板，整个电路转变为连通状态，并带动旋转器旋转，此时上弧形三角毛刷板20a与下弧形三角毛刷板20b将左右旋转。给上、下粉尘传感器设置命令：只有当镍基合金喷口16停止喷液时，两个传感器才会将感应信号传递到电路板，且上粉尘传感器18先将信号传递到电路板，直到上弧形三角毛刷板停止旋转时，下粉尘传感器19才会将感应信号传递到电路板，此时下弧形三角毛刷板才会旋转。两个弧形三角毛刷板皆是通过固定在端部的转子22来旋转。

所述的圆形气体通道3为圆环形空腔，整个空腔的宽度为1㎝，外半径为16㎝，空压机提供的气体通过圆形气体通道3喷出，并随同喷嘴壳体1来回旋转，以此来防止粉尘粘在镍基合金喷口16边缘。

对信号发射电路板、信号接收电路板的连接线路进行检查，确保其可以正常通电与发射接收信号，所述的信号电路板9为圆饼状，其半径为10㎝，上面布置有传感信号发射/接收器，各传感信号发射/接收器为霍尔元件，分为上下两部分，上部分为长方体型，下部分为圆柱型，整体通过螺栓固定于信号电路板上；整个指令发布装置处于保护箱13中，该箱为长20㎝，宽15㎝，高15㎝的长方体，外壳用铝合金制成。利用霍尔元件的特性，当传感信号发射器正对传感信号接收器时，改变磁场方向，并使磁场方向与之前相反，此时旋转电机5中的旋转定子17反向旋转，第一齿轮4a与第二齿轮4b随之改变旋转方向，进而使喷嘴壳体1改变旋向。

每个传感信号发射器在保护箱13外面对应一个调节旋钮开关，调节旋钮开关具有启动与关闭两种状态，当调节旋钮启动时，传感信号发射器竖直发出信号，直到传感信号接收器8随旋转轴14旋转到任意开启状态的传感信号发射器正对位置时，旋转定子17反向旋转。信号接收电路板9b与旋转电机5电连接。

选择合适的滚定轴承，将其安装在喷嘴底座11上，并将底座固定于采煤机等矿用机械上，保持整个喷液除尘装置正直摆放，以免损坏部件。

如图2，a、b、c、d、e、f、g、h分别指代各个传感信号发射器，每个传感信号发射器分别固定于信号发射电路板相应位置，相邻两个传感信号发射器所成圆心角为45°，使整个喷液除尘装置的旋转角度调节可控。