一种除尘装置及相应的除尘方法与流程

本发明涉及一种铁路线路轨道吸污工程车辆，尤其涉及对铁路线路上运行的运送煤炭的车辆散落在钢轨两侧的煤渣、煤灰进行收集作业而产生的煤灰粉尘进行除尘的装置及相应的除尘方法。

技术背景

铁路上运送煤炭的车辆在运行过程中，会散落而堆积一些煤渣、煤灰在铁路道床上的钢轨两侧，当堆积到一定程度后，会影响到列车的行车安全；此外，散落的煤渣、煤灰也是有用的矿产，仍可回收利用，不然就是一种浪费。此时就需要用作业车(吸煤车)对铁路道床进行吸污、吸煤处理。传统的吸煤车在吸煤作业时，会将煤灰扬起，尤其在隧道内作业时，扬起的煤灰粉尘浓度会在隧道内迅速弥漫至起爆的限度值，具有极大的安全隐患。能否有效地除尘并将粉尘浓度控制在安全的范围内，是吸煤车能否在隧道内进行吸煤作业的前提条件。

技术实现要素：

除尘装置是能有效地降低粉尘浓度，使作业车(吸煤车)能在隧道内安全地进行吸煤作业的一种自动化机电控制装置。本发明提供一种有效降低吸煤作业粉尘浓度的除尘装置及相应的除尘方法。

本发明第一方面提供一种除尘装置，其包括储水装置，该储水装置连接液压泵，该液压泵的出口端连接雾化喷头，该雾化喷头设置于吸煤管道的侧壁，该吸煤管道的入口设置清扫装置，该清扫装置包括安装于所述吸煤管道入口的驱动装置，该驱动装置的输出端设置连接座，该连接座末端连接刷把，所述吸煤管道的出口设置于空气和粉尘的分离装置(未示出，作用是将空气和粉尘、煤尘分离)的前端，所述吸煤管道的出口与所述空气和粉尘的分离装置之间设置抽吸装置，以便将从道床上吸上来的湿化的粉尘、煤尘收集并运送至指定地点。

优选的是，所述清扫装置外侧包括隔离罩。

可选的是，储水装置中的水还可以由压缩空气送入雾化喷头(此时取消液压泵，或者说液压泵由压缩空气取代)。

在上述任一方案中优选的是，所述隔离罩与所述吸煤管道的边缘之间无缝连接。

优选的是，所述隔离罩与所述吸煤管道之间为一体结构，即吸煤管道末端再继续延伸构成隔离罩。

在上述任一方案中更优选的是，所述隔离罩的侧壁从根部向末端呈放射状结构。

在上述任一方案中更优选的是，所述隔离罩底部的前端a与地面p之间的间距为h，h≥2cm，所述隔离罩底部的后端b的边缘与地面p平齐。

优选的是，所述隔离罩底部的沿作业方向的前端a与地面p的间距为h，h≥2cm，所述隔离罩底部的沿作业方向的后端b的边缘与地面p的间距为h，h≤5mm。

优选的是，所述吸煤管道的中心轴线与轨道平面垂直。

在上述任一方案中优选的是，所述吸煤管道的入口处设置粉尘传感器，以便监测粉尘的含量，并根据粉尘量通过控制系统确定雾化喷头的喷水量。所喷之水由液压泵计量送入，或可由0.3mpa～0.5mpa的压缩空气带入，其中喷水量q按照下列公式计算：

式中：

q：为喷水量，单位l/min

l：粉尘浓度，单位kg/m³

s:吸煤管道横截面积，单位㎡

在上述任一方案中更优选的是，在所述吸煤管道的侧壁设置五组(级)雾化喷头，每组(级)雾化喷头包括沿所述吸煤管道侧壁同一圆周上均布的四个雾化喷头。

在上述任一方案中更优选的是，相邻两组(级)雾化喷头的轴向位置沿所述吸煤管道侧壁圆周交错布置。

在上述任一方案中更优选的是，所述吸煤管道中在所述五组(级)雾化喷头的上游还设置至少一个粉尘传感器，其作用是检测管道中的粉尘浓度，以便按照不同的浓度喷入不同的水量。

在上述任一方案中更优选的是，所述驱动装置上部还连接伸缩装置，以便所述清扫装置升降，从而适应清扫作业的需要。

本发明第一方面所述除尘装置的工作过程是：所述液压水泵将储水装置中储存的水输送至雾化喷头，然后由雾化喷头向吸煤管道内喷射雾化水，从而使从吸煤口d处吸上来的煤灰粉尘能够在管道内与水雾进行混合后形成较大的颗粒，这样的颗粒具有一定的湿度及质量，难以在空中弥漫飞行，进而达到除尘的作用；另一方面，带有一定湿度的煤灰粉尘不易爆炸，具有较好的传输安全性，所述除尘装置装于作业车上。

本发明第二方面提供一种除尘方法，其包括：

a.在待清扫地点将清扫装置依据作业需求下放置与钢轨合适的距离；

b、作业车走行带动吸煤管道以速度v向前走行，隔离罩的前端a点高于地面p一个高度h，后端b与地面p刚好接触或略高；这样在风压的作用下，地面p的煤灰粉尘被流入的空气一并带入吸煤管道内；

c、吸煤管道入口d处的刷把在驱动装置作用下转动，将煤灰粉尘扫起，从吸煤管道的入口d吸入的煤灰粉尘沿煤灰粉尘运动方向在管道内传输，根据粉尘传感器测量的浓度值，由控制系统计算出吸入粉尘所需要的喷水量；

d、控制系统根据计算结果，控制安装在管道壁上的的雾化喷头喷出的水雾的多少(与管道内的煤灰粉尘的吸入量成正比)，从而使吸煤管道内的煤灰粉尘能得到适当的湿度；

e、潮湿的煤灰粉尘在吸煤管道的末端经由收集系统运送至指定的收集地点；

依a－e的步骤依次执行。

优选的是，本发明第二方面所述的除尘方法采用本发明第一方面所述的除尘装置。

隔离罩被布置成一种前高后低的状态，避免安装于吸煤管道入口处的隔离罩与地面p过度接触而扬起粉尘。

靠近管道的入口附近设置有i～v级雾化喷头，每级雾化喷头喷射雾化水量的多少依据管道内的煤灰粉尘的浓度而自动调节。煤灰粉尘的浓度由安装在管道上的煤灰粉尘进行检测。另一方面，为了增加喷头喷射的雾化水与煤灰粉尘混合度，级与级之间的雾化喷头交错布置。

干燥的煤灰粉尘与水雾的混合物具有适当的湿度，便于在管道内安全而低粉尘浓度地传输。湿度较小，煤灰粉尘仍有一定的弥漫性，会通过传输线路上的结合部位的缝隙散播出来，使作业车周围的空气中的粉尘浓度达到爆炸的危险值；湿度较大，则会渗出较多的水来，从而给煤灰粉尘的吸食与传输带来不便；因而，对于湿度的控制尤为关键。

本发明提供的一种除尘装置及相应的除尘方法，其包括作业车和至少一套除尘装置，按照一定的除尘方法操控除尘装置，可以有效地将作业车吸煤管道中的煤灰粉尘浓度降低。试设想，如果不对吸煤管道5内的煤灰粉尘8进行除尘处理，则高浓度、干燥的煤灰粉尘与吸入的空气9混合后，一旦碰到火星(如干燥的煤灰粉尘8与管道5的摩擦产生的静电而出现的火星)，则管道5内的高浓度煤灰粉尘会直接爆炸。

附图说明

图1是本发明第一方面所述的除尘装置的一优选实施例的平面结构示意图；

图2是图1所示实施例的侧面方向的视图；

图3是图1所示实施例的雾化喷头布置示意图；

图4是图1所示实施例的雾化喷头的布置示意图，其与图3所示的布置方式交错布置。

图1-图4中的数字标记的含义为:

1水箱2液压泵3雾化水管路4雾化喷头5吸煤管道

6雾化水7煤灰粉尘方向8煤灰粉尘9吸入口气流方向10刷把

11隔离罩12连接座13驱动装置14粉尘传感器

15雾化水与煤灰粉尘混合物。

具体实施方式

实施例1.1:一种除尘装置，如图1所示其包括水箱1，该水箱1连接液压泵2，液压泵2的出口端通过管路3连接雾化喷头4，雾化喷头4设置于吸煤管道5的侧壁，吸煤管道5的入口设置清扫装置，该清扫装置包括安装于吸煤管道5入口的驱动装置13，驱动装置13的输出端设置连接座12，连接座12末端连接刷把10，吸煤管道5的出口设置于空气和粉尘的分离装置(附图中未示出，作用是将空气和粉尘、煤尘分离)的前端，吸煤管道5的出口与所述空气和粉尘的分离装置之间设置抽吸装置，以便将从道床上吸上来的湿化的粉尘、煤尘收集并运送至指定地点。

所述清扫装置外侧包括隔离罩11；隔离罩11与吸煤管道5的边缘之间无缝连接。本实施例中，隔离罩11的侧壁从根部向末端呈放射状结构。如图2所示，隔离罩11底部的前端a与地面p之间的间距为h，h＝2cm，所述隔离罩11底部的后端b的边缘与地面p平齐。

所述吸煤管道5的中心轴线与轨道平面垂直。所述吸煤管道5的入口处设置粉尘传感器14，以便监测粉尘的含量，并根据粉尘量通过控制系统确定雾化喷头4的喷水量。所喷之水由0.3mpa的压缩空气带入，其中喷水量q按照下列公式计算：

式中：

q：为喷水量，单位l/min

l：粉尘浓度，单位kg/m³

s:吸煤管道横截面积，单位㎡

所述吸煤管道5的侧壁设置五级雾化喷头4，每级雾化喷头4包括沿吸煤管道5侧壁同一圆周上均布的四个雾化喷头4，如图3、图4所示，相邻两级雾化喷头4的轴向位置沿吸煤管道5侧壁圆周交错布置。

吸煤管道5中在所述五级雾化喷头4的上游还设置一个粉尘传感器14，其作用是检测管道中的粉尘浓度，以便按照不同的浓度喷入不同的水量。

驱动装置13上部还连接伸缩装置，以便所述清扫装置升降，从而适应清扫作业的需要。

实施例1.1.1:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于：隔离罩11底部的前端a与地面p之间的间距为h，h＝2.5cm。

实施例1.1.2:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于：隔离罩11底部的前端a与地面p之间的间距为h，h＝2.8cm。

实施例1.1.3:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于：隔离罩11底部的前端a与地面p之间的间距为h，h＝3.0cm。

实施例1.1.4:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于：隔离罩11底部的前端a与地面p之间的间距为h，h＝3.5cm。

实施例1.1.5:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于：隔离罩11底部的前端a与地面p之间的间距为h，h＝2.2cm。

实施例1.2:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于：隔离罩11与吸煤管道5之间为一体结构，即吸煤管道5末端再继续延伸构成隔离罩11。

实施例1.3.1:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于：隔离罩11底部的沿作业方向的后端b的边缘与地面p的间距为h，h＝5mm。

实施例1.3.2:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于：隔离罩11底部的沿作业方向的后端b的边缘与地面p的间距为h，h＝1mm。

实施例1.3.3:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于：隔离罩11底部的沿作业方向的后端b的边缘与地面p的间距为h，h＝2mm。

实施例1.3.4:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于：隔离罩11底部的沿作业方向的后端b的边缘与地面p的间距为h，h＝3mm。

实施例1.3.5:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于：隔离罩11底部的沿作业方向的后端b的边缘与地面p的间距为h，h＝4mm。

实施例1.4:一种除尘装置，同实施例1.1，不同之处在于水箱1连接压缩气泵，该压缩气泵再连接雾化喷头4，即，取消液压泵2，改用压缩空气将水箱1中的水压入管路进而通过雾化喷头4喷出。

上述实施例所述除尘装置的工作过程是：液压水泵2将储水装置1中储存的水输送至雾化喷头4，然后由雾化喷头4向吸煤管道5内喷射雾化水6，从而使从吸煤口d处吸上来的煤灰粉尘8能够在管道5内与水雾6进行混合后形成较大的颗粒15，这样的颗粒15具有一定的湿度及质量，难以在空中弥漫飞行，进而达到除尘的作用；另一方面，带有一定湿度的煤灰粉尘15不易爆炸，具有较好的传输安全性，所述除尘装置装于作业车上。

实施例2.1:一种除尘方法，其包括：

a.在待清扫地点将清扫装置依据作业需求下放置与钢轨合适的距离；

b、作业车走行带动吸煤管道5以速度v向前走行，隔离罩11的前端a点高于地面p一个高度h，后端b与地面p刚好接触；这样在风压的作用下，地面p的煤灰粉尘被流入的空气9一并带入吸煤管道5内；

c、吸煤管道入口d处的刷把10在驱动装置作用下转动，将煤灰粉尘扫起，从吸煤管道5的入口d吸入的煤灰粉尘沿煤灰粉尘运动方向7在管道5内传输，根据粉尘传感器测量的浓度值，由控制系统计算出吸入粉尘所需要的喷水量；

d、控制系统根据计算结果，控制安装在管道壁上的的雾化喷头4喷出的水雾6的多少，水雾6的量与管道内的煤灰粉尘8的吸入量成正比，从而使吸煤管道5内的煤灰粉尘8能得到适当的湿度；

e、潮湿的煤灰粉尘8在吸煤管道5的末端经由收集系统运送至指定的收集地点；

依a－e的步骤依次执行。

本实施例中优选的是，采用实施例1.1或1.2或1.1.1-1.1.2或1.3.1-1.3.5任一个实施例所述的除尘装置。