一种井下气体监测设备用除尘装置的制作方法

本实用新型属于矿井气体除尘装置技术领域，具体涉及一种井下气体监测设备用除尘装置。

背景技术：

地面空气进入井下后，井下爆破、开采、运输过程中所产生的的煤、岩尘和其它微小杂尘混入井下空气中，易产生矿尘和矿灰。矿井大型除尘设备的除尘区域限于面积较大区域，仍存在除尘不全面的问题，使位于除尘范围以外的区域仍然存在灰尘和矿灰。煤矿大部分采用湿式除尘技术，相对湿度大，矿尘被气泵吸入气管后灰尘与水结合易附着在气管壁上导致气管堵塞或当矿灰被气泵抽进监测气室时阻塞传感器薄膜，从而影响传感器对气体的吸收检测。气体中水分含量过大导致传感器电路板模块、电源和数据传输模块电路板腐蚀或造成短路，引起火灾发生。现有气管过滤装置是在管路进气口处安装滤网，滤网更换时间不固定，并且大多数为手动更换。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种井下气体监测设备用除尘装置，其结构设计合理，过滤除尘装置可以与气体监测设备设置于同一外壳内，安装位置灵活，减少矿井资源浪费，多级筛网、螺旋式除尘器和过滤吸收装置可以组合起来对进入监测气室内的待测气体进行预先干式除尘，避免了湿式除尘易造成气管和传感器薄膜堵塞的问题，保证传感器监测数据准确性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：包括设置在外壳内的螺旋式除尘器和过滤吸收装置，所述螺旋式除尘器的一侧设置有气泵，所述气泵的出气管连接在螺旋式除尘器的进口端，所述气泵的进气管伸出至外壳的外侧后与多级筛网连接，所述螺旋式除尘器的出口端设置有用于分隔气体和矿尘的隔板，所述螺旋式除尘器的出口端通过隔板分隔为气体出口端和矿尘出口端，所述过滤吸收装置的进气口通过第一连接管与螺旋式除尘器的气体出口端连接，所述过滤吸收装置的出气口端设置有用于与监测气室的进气口相连的第二连接管，所述过滤吸收装置内由进气口向出气口依次设置有初效过滤棉、高效过滤网和硅胶，所述螺旋式除尘器的矿尘出口端设置有矿尘收集箱。

上述的一种井下气体监测设备用除尘装置，其特征在于：所述螺旋式除尘器为由pe硅芯管螺旋弯曲而成的螺旋状管道，所述隔板为与螺旋式除尘器相配合的弧形隔板，所述pe硅芯管的外端作为螺旋式除尘器的进口端，所述pe硅芯管的内端作为螺旋式除尘器的出口端。

上述的一种井下气体监测设备用除尘装置，其特征在于：所述第一连接管与螺旋式除尘器的气体出口端之间的连接处设置有进气阀，所述进气阀位于螺旋式除尘器的中心。

上述的一种井下气体监测设备用除尘装置，其特征在于：所述多级筛网包括锥形壳体，所述锥形壳体上横截面尺寸较小的一端设置有用于与气泵的进气管连接的进气通道，所述锥形壳体内由横截面尺寸较大的一端向横截面尺寸较小的一端依次布设有多个孔径不同的筛网，多个所述筛网均位于进气通道的同一端。

上述的一种井下气体监测设备用除尘装置，其特征在于：所述进气管与进气通道之间通过pvc软管相连接，所述筛网通过螺栓固定在锥形壳体内。

上述的一种井下气体监测设备用除尘装置，其特征在于：所述过滤吸收装置的前侧设置有推拉式透明玻璃窗。

上述的一种井下气体监测设备用除尘装置，其特征在于：所述过滤吸收装置的内腔包括一个圆柱形腔体和两个对称布设在所述圆柱形腔体两侧的圆锥形腔体，两个所述圆锥形腔体的小径端分别作为过滤吸收装置的进气口端和出气口端，所述初效过滤棉、高效过滤网和硅胶均位于圆柱形腔体内。

上述的一种井下气体监测设备用除尘装置，其特征在于：所述矿尘收集箱通过出尘管与螺旋式除尘器的矿尘出口端相连通，所述出尘管的一端与螺旋式除尘器的矿尘出口端相连接，所述出尘管的伸出至外壳的外侧后连接在矿尘收集箱上。

上述的一种井下气体监测设备用除尘装置，其特征在于：所述矿尘收集箱为钢化玻璃箱，所述矿尘收集箱内设置有粉尘浓度传感器和声光报警器。

上述的一种井下气体监测设备用除尘装置，其特征在于：所述监测气室位于外壳内，所述监测气室的出气口连接有排气管道，所述排气管道的一端连接在监测气室的出气口，所述排气管道的另一端伸出至外壳的外侧，所述排气管道伸出至外壳外侧的节段上设置有单向阀。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过在气泵的出气管上连接一个螺旋式除尘器，同时将螺旋式除尘器的出口端通过隔板分隔为气体出口端和矿尘出口端，能够根据矿尘和待测气体质量的不同，在螺旋式除尘器的管道内部产生离心运动的方向不同，实现矿尘和待测气体的分离，能有效消除粉尘污染，同时螺旋式除尘器性能稳定，容易保养，操作简单。

2、本实用新型通过在气泵的进气管上连接一个多级筛网，可过滤掉粒径较大的矿尘，避免粒径较大的矿尘对气泵的结构产生破坏，能有效提高气泵的使用寿命。

3、本实用新型通过将多级筛网、螺旋式除尘器和过滤吸收装置组合起来进行含尘待测气体的除尘，可使不同粒径的矿尘微粒依次通过多级筛网、螺旋式除尘器和过滤吸收装置后进行多次过滤，进而实现干式除尘，可以对进入监测气室内的气体预先除尘，避免了气体管路或传感器薄膜堵塞，提高了监测数据的准确性，同时还解决了湿式除尘易造成气管堵塞的情况。

4、本实用新型通过在过滤吸收装置的出气口端设置有用于与监测气室的进气口相连的第二连接管，便于将除尘处理过的待测气体输送至监测气室内，能有效提高气体监测设备的使用寿命。

综上所述，本实用新型结构设计合理，过滤除尘装置可以与气体监测设备设置于同一外壳内，安装位置灵活，减少矿井资源浪费，多级筛网、螺旋式除尘器和过滤吸收装置可以组合起来对进入监测气室内的待测气体进行预先干式除尘，避免了湿式除尘易造成气管和传感器薄膜堵塞的问题，保证传感器监测数据准确性。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型进气阀在螺旋式除尘器内的安装结构示意图。

图3为本实用新型过滤吸收装置去掉初效过滤棉、高效过滤网和硅胶后的结构示意图。

附图标记说明:

1—外壳；2—螺旋式除尘器；3—气泵；

4—pvc软管；5-1—锥形壳体；5-2—进气通道；

6—进气管；7—出气管；8—粉尘浓度传感器；

9—矿尘收集箱；10—声光报警器；11—排气管道；

12—监测气室；13—气体监测设备；14—单向阀；

15—第一连接管；16—过滤吸收装置；16-1—圆柱形腔体；

16-2—圆锥形腔体；17—初效过滤棉；18—高效过滤网；

19—硅胶；20—第二连接管；21—出尘管；

22—隔板；23—进气阀。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型包括设置在外壳1内的螺旋式除尘器2和过滤吸收装置16，所述螺旋式除尘器2的一侧设置有气泵3，所述气泵3的出气管7连接在螺旋式除尘器2的进口端，所述气泵3的进气管6伸出至外壳1的外侧后与多级筛网连接，所述螺旋式除尘器2的出口端设置有用于分隔气体和矿尘的隔板22，所述螺旋式除尘器2的出口端通过隔板22分隔为气体出口端和矿尘出口端，所述过滤吸收装置16的进气口通过第一连接管15与螺旋式除尘器2的气体出口端连接，所述过滤吸收装置16的出气口端设置有用于与监测气室12的进气口相连的第二连接管20，所述过滤吸收装置16内由进气口向出气口依次设置有初效过滤棉17、高效过滤网18和硅胶19，所述螺旋式除尘器2的矿尘出口端设置有矿尘收集箱9。

实际使用时，通过在气泵3的出气管7上连接一个螺旋式除尘器2，同时将螺旋式除尘器2的出口端通过隔板22分隔为气体出口端和矿尘出口端，能够根据矿尘和待测气体质量的不同，在螺旋式除尘器2的管道内部产生离心运动的方向不同，实现矿尘和待测气体的分离，能有效消除粉尘污染，同时螺旋式除尘器2性能稳定，容易保养，操作简单。

需要说明的是，通过在气泵3的进气管6上连接一个多级筛网，可过滤掉粒径较大的矿尘，避免粒径较大的矿尘对气泵3的结构产生破坏，能有效提高气泵3的使用寿命。

本实施例中，进行含尘待测气体的除尘时，可使不同粒径的矿尘微粒依次通过多级筛网、螺旋式除尘器2和过滤吸收装置16后进行多次过滤，进而实现干式除尘，解决了湿式除尘易造成气管堵塞的情况。

本实施例中，所述初效过滤棉17可过滤吸收粒径大于5μm的微尘，所述高效过滤网18优选的为hepa高效过滤网，可过滤吸收粒径大于0.3μm的微尘，所述硅胶19内含有氯化钴，硅胶19可根据吸水量呈现不同颜色，硅胶19未吸水时呈蓝色，硅胶19吸水量达到饱和时呈粉红色。

本实施例中，通过在过滤吸收装置16的出气口端设置有用于与监测气室12的进气口相连的第二连接管20，便于将除尘处理过的待测气体输送至监测气室12内，能有效提高气体监测设备13的使用寿命；气体监测设备13位于监测气室12内，可同时监测多组分气体，气体监测设备13通过无线通信模块将井下灾变区域气体浓度信息传输到监测主机中。

实际使用时，由于在矿井易发生灾变区域如巷道、采空区，均需要设置气体监测设备13对井下气体组分及浓度参数进行监测，通过设置该除尘装置，可以对进入监测气室12内的气体预先除尘，避免了气体管路或传感器薄膜堵塞，提高了监测数据的准确性。

本实施例中，所述螺旋式除尘器2为由pe硅芯管螺旋弯曲而成的螺旋状管道，所述隔板22为与螺旋式除尘器2相配合的弧形隔板，所述pe硅芯管的外端作为螺旋式除尘器2的进口端，所述pe硅芯管的内端作为螺旋式除尘器2的出口端。

实际使用时，pe硅芯管气密性好、强度高、内壁光滑、摩擦系数小，待测气体进入到螺旋式除尘器2后，含尘气体随着螺旋式除尘器2管道半径的减小速度不断增加，矿尘和待测气体因质量不同做不同方向的离心运动并在隔板22处分离，隔板22焊接固定在pe硅芯管中心处管道尾端，经过螺旋式除尘器2分离的待测气体通过第一连接管15进入到过滤吸收装置16中，经过螺旋式除尘器2分离的矿尘通过出尘管21进入到矿尘收集箱9中。

本实施例中，当含尘气体沿半径方向所受到的合外力小于做圆周运动时所需要的向心力时，含尘气体围绕中心旋转时会受到离心力的作用，物体做离心运动，又由于矿尘的质量比待测气体质量大，矿尘将向外管壁偏移。

实际使用时，螺旋式除尘器2气体出口端位于矿尘出口端的内侧。

本实施例中，所述第一连接管15与螺旋式除尘器2的气体出口端之间的连接处设置有进气阀23，所述进气阀23位于螺旋式除尘器2的中心。

实际使用时，通过在第一连接管15与螺旋式除尘器2的气体出口端之间的连接处设置进气阀23，进气阀23每隔一定时间可以自动启闭，可以控制气体进入过滤吸收装置16的时间间隔，避免气泵3长时间处于工作状态造成资源浪费。

本实施例中，当螺旋式除尘器2的气体出口端无待测气体时，进气阀23处于关闭状态。

本实施例中，所述多级筛网包括锥形壳体5-1，所述锥形壳体5-1上横截面尺寸较小的一端设置有用于与气泵3的进气管6连接的进气通道5-2，所述锥形壳体5-1内由横截面尺寸较大的一端向横截面尺寸较小的一端依次布设有多个孔径不同的筛网，多个所述筛网均位于进气通道5-2的同一端。

实际使用时，所述锥形壳体5-1内设置有四个筛网，四个筛网从锥形壳体5-1上横截面尺寸较大的一端向横截面尺寸较小的一端依次为50目、100目、150目和200目，所述多级筛网可根据实际矿尘粒径分布情况更换目数。

本实施例中，50目筛网可阻挡粒径大于270μm的粗矿尘，100目筛网可阻挡粒径大于150μm的粗矿尘，150目筛网可阻挡粒径大于106μm的粗矿尘，200目筛网可阻挡粒径大于75μm的粗矿尘。

本实施例中，所述进气管6与进气通道5-2之间通过pvc软管4相连接，所述筛网通过螺栓固定在锥形壳体5-1内。

实际使用时，所述pvc软管4为超轻质pvc软管，其重量小可在井下风流的作用下晃动，连接在pvc软管4下部的所述多级筛网发生晃动，经过所述多级筛网阻挡的矿尘可从筛网中掉落，进而能够减少筛网的更换频率，提高筛网的使用寿命。

需要说明的是，通过螺栓将筛网安装在锥形壳体5-1内，便于对筛网进行更换。

本实施例中，所述过滤吸收装置16的前侧设置有推拉式透明玻璃窗。

实际使用时，通过在过滤吸收装置16前侧设置推拉式透明玻璃窗，可观察硅胶19的颜色，同时便于对初效过滤棉17、高效过滤网18和硅胶19进行更换。

如图3所示，本实施例中，所述过滤吸收装置16的内腔包括一个圆柱形腔体16-1和两个对称布设在所述圆柱形腔体16-1两侧的圆锥形腔体16-2，两个所述圆锥形腔体16-2的小径端分别作为过滤吸收装置16的进气口端和出气口端，所述初效过滤棉17、高效过滤网18和硅胶19均位于圆柱形腔体16-1内。

实际使用时，过滤吸收装置16的进气口端的圆锥形腔体16-2可以使待测气体均匀通过，减缓了待测气体对所述过滤吸收装置内部滤芯的冲击作用，避免气体只通过中间部分过滤装置导致滤芯利用率低和过滤效率低的问题。

本实施例中，所述矿尘收集箱9通过出尘管21与螺旋式除尘器2的矿尘出口端相连通，所述出尘管21的一端与螺旋式除尘器2的矿尘出口端相连接，所述出尘管21的伸出至外壳1的外侧后连接在矿尘收集箱9上。

本实施例中，所述矿尘收集箱9为钢化玻璃箱，所述矿尘收集箱9内设置有粉尘浓度传感器8和声光报警器10，所述粉尘浓度传感器8和声光报警器10均与气体监测设备13的控制器连接。

实际使用时，通过在矿尘收集箱9内设置有粉尘浓度传感器8和声光报警器10，可以检测矿尘收集箱9内的矿尘收集量，当矿尘收集箱9内矿尘收集到设定值时，声光报警器10可发出报警信号，进而提醒工作人员对矿尘收集箱9内的矿尘进行清理。

本实施例中，通过将矿尘收集箱9设置为钢化玻璃箱，便于工作人员查看矿尘收集箱9内部矿尘量，同时便于工作人员接收声光报警器10发出的光信号。

实际使用时，粉尘浓度传感器8优选的为型号为gp2y1014au0f的粉尘传感器，所述声光报警器10优选的为型号为dx-200的声光报警器。

本实施例中，所述监测气室12位于外壳1内，所述监测气室12的出气口连接有排气管道11，所述排气管道11的一端连接在监测气室12的出气口，所述排气管道11的另一端伸出至外壳1的外侧，所述排气管道11伸出至外壳1外侧的节段上设置有单向阀14。

实际使用时，通过在排气管道11上设置单向阀14，单向阀14可调节待测气体运动方向使待测气体单向流动，防止含尘待测气体流入监测气室12中。

本实用新型实际使用时，将本装置置于井下易发生矿井灾变的地方，井下的含尘待测气体被气泵3抽吸，经过多级筛网过滤粒径大的粗尘后由气泵3加速流动进入螺旋式除尘器2，含尘待测气体流动速度随螺旋式除尘器2管道弯曲半径的减小而不断增加，质量大的矿尘有趋于管道外圈运动的趋势，质量轻的待测气体有趋于管道内圈运动的趋势，矿尘最终通过出尘管21进入至矿尘收集箱9中，待测气体经过滤吸收装置16过滤后进入监测气室12内。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。