采煤工作面降温除尘控制设备的制作方法
【专利摘要】一种采煤工作面降温除尘控制设备，包括局部制冷机组及冷却水循环设备、末端空冷器设备、自动风门设备。其中，局部制冷机组安放在采煤工作面进风巷末端，末端空冷器设备安放在空闲地，局部制冷机组和末端空冷器设备由冷却水管连接，冷却水管把局部制冷机组制取的冷量传给末端空冷器，自动风门设备系统控制末端空冷器的开关，作业人员进入到末端空冷器控制范围内，风门开启，对局部环境进行降温除尘，作业人员离开末端空冷器控制范围，风门自动关闭。本发明的采煤工作面降温除尘控制设备通过其末端空冷器进行合理的局部降温除尘控制，提高了降温除尘设备的利用效率，既保证了良好的降温除尘效果，又减少了冷量的浪费。
【专利说明】采煤工作面降温除尘控制设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种降温除尘控制设备，尤其涉及一种采煤工作面降温除尘控制设备。
【背景技术】
[0002]中国专利申请200610069373.X公开了适于深井工作面高温热害环境降温处理的一种矿井工作面降温系统，由地面制冷机组及冷却水循环设备、冷风制备装置、冷风输送管路组成。其采用的技术方案主要为，通过地面制冷系统及冷却水循环系统等制备冷风，并送至井下工作面进行降温。其优点是，利用冷媒水喷淋实现大风量、大温差、大焓差处理制备冷风，可减少热交换过程次数，降低传热温差，提高整体效率，减少中间过程冷量浪费。
[0003]上述技术方案未涉及采煤工作面粉尘如何处理的技术问题。
[0004]但是，上述技术方案也存在一定程度的不足:一方面由于其需要对整个工作面进行降温，一定程度上无谓地增加了能量负荷，进而影响了采煤工作面的降温效率；另一方面，其送风距离长，存在较多的冷量消耗或损失。
[0005]现实中，对于采煤工作面的特殊作业环境，有效除尘与降温缺一不可。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是，提供一种降温除尘一体的控制设备，其采用自动控制手段，通过缩短冷却水输送距离和针对作业人员对采煤工作面进行局部自动降温除尘的工作方式，在保证降温效果的基础上，提高冷量的利用效率，降低能量损失。
[0007]本发明要解决的技术问题，如何对采煤工作面进行合理降温除尘，在保证降温效果的基础上，提高冷量的利用效率，尽可能降低能量损失的技术问题。
[0008]本发明为解决上述技术采用的技术方案是，一种采煤工作面降温除尘控制设备，包括局部制冷机组、冷却水循环系统、末端空冷器设备、自动风门设备；其中，局部制冷机组包括压缩机4、制冷剂输送泵8、冷凝器3、膨胀阀2、换热器5和清水泵7 ;其特征在于，
[0009]所述局部制冷机组I及冷却水循环设备由压缩机4、冷凝器3、制冷剂输送泵8、膨胀阀2和换热器5依次连接形成一个闭路循环系统；
[0010]所述冷却水循环设备由所述清水泵7与外部冷却水系统连接，用于向所述冷凝器3供送冷却用水；
[0011]所述末端空冷器设备6包括进风栅15、进风口 28、喷雾排管16、离心喷雾嘴17、风机39、挡水板20、出风口 27，其利用制冷机组I制取的冷媒水喷雾对空气同时进行降温和除尘处理；
[0012]所述末端空冷器设备6的一侧是进风口 28，进风口 28处设有进风栅15，与进风口28相对的一侧是出风口 27 ；
[0013]所述喷雾排管16是位于进风口 28和出风口 27之间成排的立管，所述喷雾排管16与冷媒水进水管21连接，所述冷媒水进水管21与局部制冷机组换热器5的冷水出管12连接；
[0014]所述离心喷雾嘴17安装在所述喷雾排管16上；
[0015]所述喷雾排管16的下方设有喷雾落水池23，所述喷雾落水池23的内部安装有出水管22 ；
[0016]所述出水管22通过过滤器38、水泵9与所述局部制冷机组的换热器5的冷媒水入口连接；
[0017]所述风机39包括风机叶轮18和防爆防水电机19，其位于所述喷雾排管16和所述出风口 27之间；
[0018]所述挡水板20位于所述出风口 27的一侧；所述出风口 27与所述的自动风门设备的风门29连接；
[0019]所述的自动风门设备包括有风门29，以及用于控制该风门29开闭的依次连接的传感器31、控制系统32和动力源33。
[0020]作为优选，上述局部制冷机组I与所述末端空冷器设备6分离设置，并通过冷却水管连接；
[0021]所述局部制冷机组I布置于采煤工作面进风巷末端，所述末端空冷器设备6安装在采煤工作面的液压支架49之间空闲位置处；
[0022]所述末端空冷器设备6包括有若干个空冷器，其具体数量根据需要选择。
[0023]进一步优选，上述末端空冷器设备6的每个空冷器内有多个并列设置的喷雾排管16,每个喷雾排管16包括有多组两两相互成反方向对称分布的离心喷雾嘴17。
[0024]进一步优选，上述的风机39用于提供出风压头和对喷雾处理后的空气脱水；上述的挡水板20的材质为玻璃钢或PVC。
[0025]进一步优选，上述换热器5为板式换热器或盘管式蒸发器，用于制备冷媒水。
[0026]进一步优选，上述排污管25的污水排入污水槽26。
[0027]进一步优选，上述自动风门设备的风门29形状为长方形或正方形。
[0028]进一步优选，上述的自动风门设备的传感器31选用红外线感应器或微波雷达。
[0029]进一步优选，上述的自动风门设备的控制系统32包括有控制面板，所述控制面板用于自动/手动进行风门29的开或关的控制。
[0030]本发明的采煤工作面降温除尘控制设备具有以下有益技术效果:
[0031]降温除尘一体设备可同时实现降温和除尘处理；
[0032]通过缩短冷却水输送距离和针对作业人员对采煤工作面进行局部自动降温除尘，可提高采煤工作面降温效果、有效降低不必要的能量损失。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本发明采煤工作面降温除尘控制设备与采煤工作面相对位置关系示意图；
[0034]图2为本发明采煤工作面降温除尘控制设备工作原理结构示意图；
[0035]图3为本发明采煤工作面降温除尘控制设备的末端空冷器设备和自动风门设备结构图；
[0036]图4为本发明采煤工作面降温除尘控制设备的控制系统的控制面板结构示意图。
[0037]图中:1-局部制冷机组；2_膨胀阀；3_冷凝器；4_压缩机；5_换热器；6_末端空冷器设备；7-清水泵；8-制冷剂输送泵；9-水泵；10_煤层；11_冷水进管；12_冷水出管；13-采空区；14_防爆外壳；15_进风栅；16_喷雾排管；17_离心喷雾嘴；18_风机叶轮；19-防爆防水电机；20_挡水板；21_冷媒水进水管；22_出水管；23_喷雾落水池；24_自动补水管；25_排污管；26_排污水槽；27_出风口 ；28_进风口 ；29_风门；30_传感器感应线；31-传感器；32_控制系统；33_动力源；34_控制器开关；35_功能键；36_显示屏；37_键盘。
【具体实施方式】
[0038]一种采煤工作面降温除尘控制设备，通过局部制冷机组制取冷媒水，冷媒水通过冷却水管到达末端空冷器设备，冷媒水在空冷器中对空气进行降温除尘处理，利用风机将冷风送入采煤工作面，并由自动风门设备控制冷风的输送。
[0039]图1为本发明采煤工作面降温除尘控制设备与采煤工作面相对位置关系示意图。如图1所示，局部制冷机组I布置于采煤工作面进风巷末端，末端空调器6安装在采煤工作面的液压支架49之间空闲位置处，局部制冷机组I与末端空冷器设备6分离布置；其中，局部制冷机组I与冷水进管11、末端空调器6、风门29、冷水出管12依次连接。
[0040]图2为本发明采煤工作面降温除尘控制设备工作原理结构示意图。如图2所示，局部制冷机组I由压缩机4、冷凝器3、制冷剂输送泵8、膨胀阀2和换热器5依次连接形成一个闭路循环系统；
[0041]冷却水循环设备由清水泵7与外部冷却水系统连接，用于向所述冷凝器3供送冷却用水；
[0042]压缩机4将吸收过热负荷的低压气态制冷剂吸入并压缩为高压高温蒸汽，通过局部制冷机组I中的冷凝器将热量传递给冷却水，同时制冷剂变为低温高压液体。而后低温高压状态下的制冷剂通过膨胀阀2进入换热器5。制冷剂通过制冷剂输送泵8送入换热器5，在换热器5中通过蒸发进行制冷/吸热，将换热器5内另通道中的冷媒水进行冷却降温。喷雾排管6与过滤器38、水泵9换热器5依次连接形成一个闭路循环，喷雾排管6靠近出风口一侧安装有风机39用于向外送风。
[0043]图3为本发明采煤工作面降温除尘控制设备的末端空冷器设备和自动风门设备结构图。如图3所示，末端空冷器设备6利用局部制冷机组I制取的冷媒水喷雾对空气进行降温和除尘两方面的处理，末端空冷器设备6包括进风栅15、进风口 28、喷雾排管16、离心喷雾嘴17、风机39、挡水板20、出风口 27 ;末端空冷器设备6的一侧是进风口 28，进风栅15位于进风口 28处，与进风口 28相对的一侧是出风口 27，喷雾排管16是位于进风口 28和出风口 27之间成排的立管，各喷雾排管16与冷媒水进水管21连接，进水管21与局部制冷机组换热器5的冷水出管12连接，离心喷雾嘴17安装在喷雾排管16上；喷雾落水池23位于喷雾排管16的下方，内部安装有出水管22 ;出水管22与图2中的过滤器38连接、水泵9与局部制冷机组的换热器5冷媒水入口连接；
[0044]其中，末端空冷器设备6包括有若干个空冷器，其具体数量根据需要选择。
[0045]如图2、图3所示，主要由风机叶轮18和防爆防水电机19组成的风机39安装在喷雾排管16和出风口 27之间，在风机39与出风口 27之间安装有挡水板20 ;挡水板20位于风机39出风口 27的一侧；出风口 27与所述的自动风门设备的风门29连接。
[0046]局部制冷机组提供5°C左右的冷媒水，在末端空冷器设备6内冷媒水在水压作用下通过喷雾排管16和离心喷雾嘴17，喷淋成雾散开，空气与冷媒水充分接触，温度由35°C左右降到7°C左右，空气通过这一过程达到降温除尘的目的。由于设备的气流流速很快，经过雾化喷淋后的空气必然会严重带水，空气经过风机处，利用风机的离心作用和空冷器6尾部的挡水板，共同对空气进行脱水处理。风机使空冷器内产形成负压，产生风流，使空气由进风口进风，由出风口出风。
[0047]所述的自动风门设备包括风门29、传感器31、控制系统32、动力源33 ;传感器31、控制系统32、动力源33依次连接，控制风门29的开闭。
[0048]图4为本发明采煤工作面降温除尘控制设备的控制系统的控制面板结构示意图。如图4所示，本发明采煤工作面降温除尘控制设备，其控制系统32的控制面板上包括有控制器开关34，功能键35、显示屏36以及键盘37，其中功能键35提供“自动”和“手动”两种选择方式。
[0049]控制系统32自动控制方式如下:末端空冷器设备6两端的采煤工作面壁上分别安装传感器31，在空冷器6的两端一定范围形成检测线，当作业人员由工作面任一方进入时，传感器31自动检测并为控制系统32提供信号，控制系统32发出指令，动力源33通电，风门29开启。当作业人员由另一端出去时，传感器31把信号传给控制系统32，控制系统32控制动力源33，风门29关闭。
[0050]风门29还可以手动控制，键盘37中的“开” “关”键表示风门29的开闭，数字键表示与末端空冷器设备6包括的多个空冷器所对应的那个空冷器的序号。使用时，按下手动键，接着按下需要开启风门的序号，选择“开”键或者“关”键。可以同时选择两个或者两个以上的风门29。
【权利要求】
1.一种采煤工作面降温除尘控制设备，包括局部制冷机组、冷却水循环系统、末端空冷器设备、自动风门设备；其中，局部制冷机组包括压缩机(4)、制冷剂输送泵(8)、冷凝器(3)、膨胀阀(2)、换热器(5)和清水泵(7);其特征在于， 所述局部制冷机组(1)及冷却水循环设备由压缩机(4)、冷凝器(3)、制冷剂输送泵(8)、膨胀阀(2)和换热器(5)依次连接形成一个闭路循环系统； 所述冷却水循环设备由所述清水泵(7)与外部冷却水系统连接，用于向所述冷凝器(3)供送冷却用水； 所述末端空冷器设备(6)包括进风栅(15)、进风口(28)、喷雾排管(16)、离心喷雾嘴(17),风机(39)、挡水板(20)、出风口(27)，其利用制冷机组(I)制取的冷媒水喷雾对空气同时进行降温和除尘处理； 所述末端空冷器设备(6)的一侧是进风口(28)，进风口(28)处设有进风栅(15)，与进风口(28)相对的一侧是出风口(27)； 所述喷雾排管(16)是位于进风口(28)和出风口(27)之间成排的立管，所述喷雾排管(16)与冷媒水进水管(21)连接，所述冷媒水进水管(21)与局部制冷机组换热器(5)的冷水出管(12)连接； 所述离心喷雾嘴(17)安装在所述喷雾排管(16)上； 所述喷雾排管(16)的下方设有喷雾落水池(23)，所述喷雾落水池(23)的内部安装有出水管(22)； 所述出水管(22)通过过滤器(38)、水泵(9)与所述局部制冷机组的换热器(5)的冷媒水入口连接； 所述风机(39)包括风机叶轮(18)和防爆防水电机(19)，其位于所述喷雾排管(16)和所述出风口(27)之间； 所述挡水板(20)位于所述出风口(27)的一侧；所述出风口(27)与所述的自动风门设备的风门(29)连接； 所述的自动风门设备包括有风门(29)，以及用于控制该风门(29)开闭的依次连接的传感器(31)、控制系统(32)和动力源(33)。
2.根据权利要求书I所述的采煤工作面降温除尘控制设备，其特征在于，所述局部制冷机组(1)与所述末端空冷器设备(6)分离设置，并通过冷却水管连接； 所述局部制冷机组(1)布置于采煤工作面进风巷末端，所述末端空冷器设备(6)安装在采煤工作面的液压支架(49)之间空闲位置处； 所述末端空冷器设备(6)包括有若干个空冷器。
3.根据权利要求书I所述的采煤工作面降温除尘控制设备，其特征在于，所述末端空冷器设备(6)的每个空冷器内有多个并列设置的喷雾排管(16)，每个喷雾排管(16)包括有多组两两相互成反方向对称分布的离心喷雾嘴(17)。
4.根据权利要求书1所述的采煤工作面降温除尘控制设备，其特征在于，所述的风机(39)用于提供出风压头和对喷雾处理后的空气脱水；所述的挡水板(20)的材质为玻璃钢或 PVC。
5.根据权利要求书I所述的采煤工作面降温除尘控制设备，其特征在于，所述换热器(5)为板式换热器或盘管式蒸发器，用于制备冷媒水。
6.根据权利要求书I所述的采煤工作面降温除尘控制设备，其特征在于，所述喷雾落水池(23 )内有自动补水管(24)和排污管(25 ),所述排污管(25 )的污水排入污水槽(26 )。
7.根据权利要求书I所述的采煤工作面降温除尘控制设备，其特征在于，所述自动风门设备的风门(29)形状为长方形或正方形。
8.根据权利要求书I所述的采煤工作面降温除尘控制设备，其特征在于，所述的自动风门设备的传感器(31)选用红外线感应器或微波雷达。
9.根据权利要求书I所述的采煤工作面降温除尘控制设备，其特征在于，所述的自动风门设备的控制系统(32)包括有控制面板，所述控制面板用于自动/手动进行风门的开或关的 控制。
【文档编号】E21F5/04GK103643981SQ201310544782
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】李西安, 苗德俊, 葛星, 冯步欣, 曹毅, 宋迪, 王诗海 申请人:山东科技大学