泡沫除尘装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种泡沫除尘装置，包括射流比例混合装置和发泡装置；射流比例混合装置包括射流比例器、压力水进口和发泡剂进口；射流比例器包括射流比例器输出口、喷嘴和设置在喷嘴外围的吸液室；压力水进口与射流比例器的喷嘴连通，发泡剂进口与吸液室连通，发泡装置包括发泡室，发泡室设有进液口、压力气体进口和泡沫出口；压力气体进口和泡沫出口相对设置；发泡室内设有螺旋喷嘴和发泡网，螺旋喷嘴与所述进液口连通，设置在压力气体进口和泡沫出口之间的通路上；发泡网设置在螺旋喷嘴和泡沫出口之间；压力气体为氮气或空气；射流比例器输出口与进液口连通。本实用新型可利用压力空气作为输送动力，进行发泡，并且将泡沫输送到尘源位置。
【专利说明】泡沬除尘装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于综掘面及工作面除尘【技术领域】，涉及一种泡沫除尘装置。
【背景技术】
[0002]煤尘是煤矿五大灾害之一，《煤矿安全规程》中明确规定各开采矿井必须做到“一通三防”。进入90年代以来，随着综掘技术的迅猛发展，尤其是高产、高效工作面的广泛应用，致使综掘工作面的粉尘浓度居高不下，随之而来的便是煤尘爆炸。在我国煤矿开采史上，过去发生过无数次煤尘爆炸伤亡事故，造成了重大经济损失。矿尘是矿山生产过程中所产生的矿石与岩石的微细颗粒。煤尘是矿尘的一种，综掘面的粉尘浓度一般可以达到1000?3000mg/m3，煤尘爆炸指数在36.28%?46.85%之间，具有很强的爆炸性，当具有爆炸性的煤尘浓度达到45?2000g/m3，遇700?800°C高温火源时会发生爆炸，并产生大量的有毒有害气体(如CO)，甚至还能引起瓦斯爆炸和矿井火灾，另外矿尘还会使长期接触矿尘的职工患尘肺病。
[0003]根据国家对煤矿井下作业环境的相关政策要求，全国各煤矿企业正全面开展矿井粉尘的治理工作，以确保企业的安全生产、并提高经济、社会、环境、安全效益。但目前采用的粉尘治理技术包括风、水、密、净和护等5个方面，并以风、水为主。风就是通风除尘；水就是湿式作业；密是指密闭抽沉；净是净化风流；护是采取个体防护措施。湿式作业包括煤层注水，煤机内外喷雾，架间喷雾以及转载点喷雾等，其喷雾降尘机理不外乎水雾结合漂浮在空气中的粉尘微粒，使其重力增加而加速沉降。其降尘率只能达到60%左右，对呼吸性粉尘的降尘效果更低，仅仅达到28%的降尘率，其原因是由于煤、岩粉都有一定程度的疏水性。一般煤矿采用传统的除尘措施达不到理想的效果，其粉尘浓度高于国家规定的标准1mg/m3。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种泡沫除尘装置，它结合矿井实际应用条件，利用泡沫对煤尘润湿、拦截、粘附、沉降等机理，对综掘面的煤尘起到很好的消除作用。本实用新型的思路是:将发泡剂和抑尘剂通过射流比例器与水进行一定比例的混合，通过发泡装置，利用压力空气作为输送动力，进行发泡，并且将泡沫输送到尘源位置。
[0005]本实用新型的技术解决方案如下:
[0006]泡沫除尘装置，其特殊之处在于:包括射流比例混合装置和发泡装置；
[0007]射流比例混合装置包括射流比例器、压力水进口和发泡剂进口 ；其中，射流比例器包括射流比例器输出口、喷嘴和设置在喷嘴外围的吸液室；所述压力水进口与射流比例器的喷嘴连通，发泡剂进口与吸液室连通，使得压力水由压力水进口进入到射流比例器，经喷嘴喷出，在吸液室形成负压，在负压环境下，发泡剂由发泡剂进口吸入，与压力水混合随同压力水由射流比例器输出口输出；
[0008]所述发泡装置包括发泡室，发泡室设有进液口、压力气体进口和泡沫出口 ；所述压力气体进口和泡沫出口相对设置；发泡室内设有螺旋喷嘴和用于产生气泡的发泡网，螺旋喷嘴与所述进液口连通，设置在压力气体进口和泡沫出口之间的通路上；发泡网设置在螺旋喷嘴和泡沫出口之间；压力气体为氮气或空气；
[0009]所述射流比例器输出口与所述进液口连通。
[0010]基于上述技术方案，本实用新型还做出以下优化和限定:
[0011]上述发泡室包括至少3个依次连通的连接管，位于两端的连接管分别设置有所述压力气体进口和泡沫出口，各个连接管之间通过法兰连接，所述发泡网卡在任意两个连接管之间的法兰连接处。
[0012]上述泡沫除尘装置还包括防爆外壳，所述发泡室设置在防爆外壳内。
[0013]上述发泡室的底部设有排液口。
[0014]上述螺旋喷嘴为螺旋实心圆锥形喷嘴。
[0015]上述射流比例器输出口与进液口之间焊接。
[0016]上述射流比例器还包括扩散管和与吸液室连通的喉管，扩散管的一端与喉管连通，另一端为射流比例器输出口 ；喉管长度为喉管半径7倍，扩散管长度为喉管半径的8倍，喷嘴到喉管的距离与喉管半径相等。
[0017]压力水进口的管道上和发泡剂进口的管道上均设有截止阀、滤网和涡街流量计，压力气体进口的管道上设置有涡街流量计和截止阀。
[0018]本实用新型具有以下技术效果:
[0019]I)本实用新型安全可靠，发泡室的进液口与射流比例器输出口连通，采用射流比例器的负压抽吸原理，可以有效控制发泡剂和水的比例，进而提高发泡倍数，可以在发泡剂中加入一定量的抑尘剂，以压力水和压缩空气作为输送动力，将产生的泡沫喷洒到尘源上。
[0020]2)不但兼有一般喷雾和化学抑尘的优点，而且还具有以下特点:(I)当泡沫喷洒到岩石或料堆上时，造成无空隙的泡沫体覆盖尘源，从根本上阻止粉尘向外界扩散；(2)当泡沫液喷洒到含尘空气中，则形成大量的泡沫粒子群，其总体积和总面积增大，增加了与尘粒的碰撞效率；(3)泡沫的液膜含有的发泡剂,能大幅度降低水的表面张力，发泡剂分子在水溶液和粉尘颗粒接触的界面上吸附，迅速改变粉尘的湿润性能，增加了粉尘被湿润的速度；(4)泡沫具有很好的粘性，粉尘一旦和泡沫接触将会迅速被泡沫黏附，从而也增加了泡沫和粉尘的黏附效率，(5)加入一定量的抑尘剂，有效地提高了除尘效率。
[0021]3)本实用新型具有发泡效果好，输送距离远，对发泡剂的利用率高等优点，并且发泡网能够卡在任意两个连接管之间的法兰连接处，因此发泡网到喷嘴的距离可以调节，利用井下压缩空气作为动力，很好的解决了泡沫的输送问题。
[0022]4)本实用新型的射流比例器对发泡剂、抑尘剂和水进行混合，可利用井下高压水以及高压气体作为动力，不需要水泵，进而也不需要用到电，保证了井下的安全。
[0023]5)本实用新型提供的泡沫除尘装置体积小，结构简单，操作方便，运行安全，稳定可靠，使用动力可以采用井下正常使用的供水、供气系统，在高瓦斯矿井使用更安全可靠，且对环境和人员没有任何负面影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的工作原理图；
[0025]图2为本实用新型的结构示意图；
[0026]附图标记:
[0027]1-射流比例器；2-压力水进口 ；3_矿用截止阀；4-滤网；5_涡街流量计；6-压力气体进口 ；7-喷嘴；8_吸液室；9_喉管；10_扩散管；11_射流比例器输出口 ；12_发泡剂进口 ；13_防爆外壳；14-螺旋喷嘴；15-发泡网；16_泡沫出口 ；17_排液口 ；18_进液口。
【具体实施方式】
[0028]本实用新型提供了一种泡沫除尘装置，如图2所示，包括射流比例混合装置和发泡装置；
[0029]射流比例混合装置包括射流比例器1、压力水进口 2和发泡剂进口 12 ;其中，射流比例器包括射流比例器输出口 11、喷嘴7和设置在喷嘴外围的吸液室8 ;压力水进口与喷嘴连通，发泡剂进口与吸液室连通，使得压力水由压力水进口进入到射流比例器，经喷嘴喷出，在吸液室形成负压，在负压环境下，发泡剂由发泡剂进口吸入，与压力水混合随同压力水由射流比例器输出口输出。
[0030]发泡装置包括发泡室，发泡室上设有进液口 18、压力气体进口 6和泡沫出口 16 ;所述压力气体进口和泡沫出口相对设置；发泡室内设有螺旋喷嘴14和用于产生气泡的发泡网15，螺旋喷嘴与进液口连通，设置在压力气体进口和泡沫出口之间的通路上；发泡网设置在螺旋喷嘴和泡沫出口之间；压力气体为氮气或空气；考虑到对井下工作环境的影响，优选空气。氮气或空气的压力为0.6?1.0MPa。
[0031]射流比例器输出口与发泡室的进液口连通。
[0032]螺旋喷嘴可以采用螺旋实心圆锥形喷嘴，射流比例器输出口与进液口之间可以焊接，发泡室可以设置在防爆外壳13内，发泡室包括至少3个依次连通的连接管，位于两端的连接管分别设置有所述压力气体进口和泡沫出口，各个连接管之间通过法兰连接，可以将发泡网卡在任意两个连接管之间的法兰连接处，因此发泡网到喷嘴的距离是可以调节的，以保证更好的发泡效果，发泡网到喷嘴的距离可根据实际需要进行调节，还便于安装与更换螺旋喷嘴。
[0033]由于本实用新型在工作时，在发泡过程中会产生液体，影响发泡工作，为了防止发泡室内积液过多，影响发泡效果，在发泡室的底部设置了排液口 17。
[0034]射流比例器还包括扩散管10和与吸液室连通的喉管9，扩散管的一端与喉管连通，另一端为射流比例器输出口 ；喉管长度为喉管半径7倍，扩散管长度为喉管半径的8倍，喷嘴到喉管的距离与喉管半径相等。当压力水的压力为0.6?1.2Mpa时，发泡剂与压力水的体积流量比为3: 97或6: 94。
[0035]为了实时记录射流比例混合器装置管道上液体的压力和流量，还为了保证发泡质量，防止杂质进入到发泡装置，在压力水进口的管道上和发泡剂进口的管道上均设有截止阀、滤网4、压力表和流量计，在压力气体进口的管道上设置有流量计、压力表和截止阀；或者在压力水进口的管道上和发泡剂进口的管道上均设有截止阀、滤网和涡街流量计5，压力气体进口的管道上设置有涡街流量计和截止阀。本实用新型各个管道的端头采用了矿用快速接头，工作人员可以根据煤矿深度的具体情况，灵活的增加、拆卸或安装本实用新型。
[0036]如图1所示，综掘面新型泡沫除尘装置的使用流程图，把本实用新型安置在综掘面需要除尘的位置，利用井下专用压力水输送管路，L OMpa压力水由压力水进口进入射流比例器的喷嘴，在喷嘴处由于压力水射流和空气之间的黏滞作用，把喷嘴附近的空气带走，使吸液室形成负压，喷嘴附近也形成负压(主流的流速增加，位能降低，动能增加)，在环境大气压力作用下，被抽送的发泡剂经吸液室被吸上来(发泡剂与压力水的体积流量比为
3: 97或6: 94)，并随同压力水一同进入喉管内，在喉管内两股液体发生动量交换，压力水将一部分能量传递给被抽送的发泡剂，压力水流速减慢，被抽送的发泡剂速度加快，到达喉管末端时两股液体的速度渐趋一致，混合过程基本完成，形成发泡混合液进入扩散管，在扩散管内流速逐渐降低(动能逐渐减小)，位能(压力)逐渐增高，到扩散管出口处发泡剂混合液的压力高于被抽送的发泡剂体流入喉管的压力，低于压力水流入喉管的压力，最后发泡剂混合液从DN20_的扩散管排出，通过螺旋实心喷嘴，进入发泡装置。
[0037]在发泡室内，经过螺旋喷嘴，发泡剂混合液喷洒到发泡网上，压力气体通过压力气体进口进入到发泡室，通过发泡网，发泡剂混合液进行发泡，动力水的流量为3m3/h，压缩空气流量为300?600m3/h，按照3: 97或6: 94的比例进行计算，则每小时消耗的发泡剂为0.093mVh或0.191m3/h，进入发泡装置的发泡剂混合液的流量为3.093m3/h或3.191m3/ho经过发泡装置后，经试验测定发泡倍数可达100?200倍，产生的泡沫量为360?600m3/h，稳泡时间大于30小时，各项性能指标均达到很好的状态。
[0038]如图1所示，经过发泡装置发泡以后，通过气动输送装置，将泡沫输送到产尘区域，利用泡沫对煤尘润湿、拦截、粘附、沉降等作用机理，对综掘面的煤尘起到很好的消除作用，通过粉尘测试仪，测定其除尘效率。
【权利要求】
1.泡沫除尘装置，其特征在于:包括射流比例混合装置和发泡装置； 射流比例混合装置包括射流比例器、压力水进口和发泡剂进口 ；其中，射流比例器包括射流比例器输出口、喷嘴和设置在喷嘴外围的吸液室；所述压力水进口与射流比例器的喷嘴连通，发泡剂进口与吸液室连通，使得压力水由压力水进口进入到射流比例器，经喷嘴喷出，在吸液室形成负压，在负压环境下，发泡剂由发泡剂进口吸入，与压力水混合随同压力水由射流比例器输出口输出； 所述发泡装置包括发泡室，发泡室设有进液口、压力气体进口和泡沫出口 ；所述压力气体进口和泡沫出口相对设置；发泡室内设有螺旋喷嘴和用于产生气泡的发泡网，螺旋喷嘴与所述进液口连通，设置在压力气体进口和泡沫出口之间的通路上；发泡网设置在螺旋喷嘴和泡沫出口之间；压力气体为氮气或空气； 所述射流比例器输出口与所述进液口连通。
2.根据权利要求1所述的泡沫除尘装置，其特征在于:所述发泡室包括至少3个依次连通的连接管，位于两端的连接管分别设置有所述压力气体进口和泡沫出口，各个连接管之间通过法兰连接，所述发泡网卡在任意两个连接管之间的法兰连接处。
3.根据权利要求2所述的泡沫除尘装置，其特征在于:所述泡沫除尘装置还包括防爆外壳，所述发泡室设置在防爆外壳内。
4.根据权利要求3所述的泡沫除尘装置，其特征在于:所述发泡室的底部设有排液口。
5.根据权利要求4所述的泡沫除尘装置，其特征在于:所述螺旋喷嘴为螺旋实心圆锥形喷嘴。
6.根据权利要求5所述的泡沫除尘装置，其特征在于:所述射流比例器输出口与进液口之间焊接。
7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的泡沫除尘装置，其特征在于: 所述射流比例器还包括扩散管和与吸液室连通的喉管，扩散管的一端与喉管连通，另一端为射流比例器输出口 ；喉管长度为喉管半径7倍，扩散管长度为喉管半径的8倍，喷嘴到喉管的距离与喉管半径相等。
8.根据权利要求7所述的泡沫除尘装置，其特征在于:压力水进口的管道上和发泡剂进口的管道上均设有截止阀、滤网和涡街流量计，压力气体进口的管道上设置有涡街流量计和截止阀。
【文档编号】E21F5/02GK204082202SQ201420419876
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】马砺, 吴林峰, 王伟峰, 李珍宝, 孟清华, 刘庚, 李贝, 蔡琪, 胡安鹏 申请人:西安科技大学