一种地下洞室集尘泡沫除尘装置及除尘系统的制作方法
【专利摘要】一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，包括除尘装置和污水回收净化装置，除尘装置设除尘室，除尘室一端设有进风口，另一端与空气分离机连接，空气分离机另一端与风机连接，风机另一端设有出风口。本发明提供的一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，在掘进机一侧安装高压进风管，粉尘在高压进风管的作用下由进风口进入除尘室，发泡装置产生的泡沫和高压水管中的水通过喷头喷出除尘，经空气分离机分离后新鲜空气从出风口排出，污泥混合液净化后由回收进水管进入发泡装置循环使用。本发明结构简单易操作，体积小便于移动，拆装方便易清理，除尘效果比常规喷雾洒水除尘效率高2~5倍，用水量减少70%~80%，有效的节约了成本。
【专利说明】一种地下洞室集尘泡沬除尘装置及除尘系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种泡沫除尘装置，特别涉及一种用于地下洞室或隧道内的集尘泡沫除尘装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，地下洞室或隧道在开挖掘进过程中会产生大量粉尘，对作业人员的身心健康和地下洞室生产安全，甚至周围生态环境都有很大的危害。据测定，在洞室掘进时产生的粉尘中，呼吸性粉尘所占的比例很大，施工作业人员长期在此环境下工作必将吸入大量粉尘，容易患上尘肺病等呼吸性职业病。目前我们主要采用的除尘措施有喷雾除尘、通风除尘等，这些除尘方式在治理粉尘污染上作用不大，同时因为长隧道造成的空气循环速度降低会造成粉尘在隧道内的大面积扩散，导致隧道被全面污染，通风除尘由于排出洞外的空气并没有通过净化处理，排出的依旧是受污染的空气，易造成空气的二次污染，没有从根源上解决除尘的问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种地下洞室移动式集尘泡沫除尘装置及利用该装置的除尘系统，解决了现有除尘技术对于地下洞室或隧道掘进施工中产生的粉尘除尘效果不佳，不够节能的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，包括除尘装置和污水回收净化装置，所述的除尘装置设除尘室，除尘室一端设有进风口，另一端与空气分离机连接，空气分离机另一端与风机连接，风机另一端设有出风口，空气分离机底部设有污水输出管道，所述的污水回收净化装置中设有多级沉淀池，污水输出管道出口位于多级沉淀池上方，多级沉淀池通过多个溢流板隔开，第一级沉淀池与泥浆输出管道连接，最后一级沉淀池与清水池连接；
所述的除尘室里设有多个与喷淋主管道连接的喷头，喷淋主管道与发泡装置连接。
[0005]所述的发泡装置中设有发泡剂储液箱、水箱和内部设有发泡网的发泡器，水箱顶部进口设有补水管道，水箱底部设有与发泡剂储液箱顶部相连的输水管道，发泡剂储液箱顶部进口设有与清水池相连的回收进水管道，发泡剂储液箱底部设有与发泡器顶部相连的发泡剂溶液输出管道，发泡器一端设有高压风管，另一端与泡沫输出管道相连。
[0006]所述的喷头为双层喷头，外层喷头通过喷淋主管道与高压水输出管道相连，高压水输出管道与连接水箱的高压水管道相连，内层喷头通过喷淋主管道与泡沫输出管道相连。
[0007]所述的除尘室内倾斜设有防污垫层，防污垫层上端向喷头一侧倾斜，下端向空气分离机一侧倾斜，防污垫层下端与除尘室底部之间设有间隙。
[0008]所述的防污垫层为隔板或滤网。
[0009]所述的空气分离机内部设有多个滤网或挡板。
[0010]所述的空气分离机内部挡板为多排交错倾斜布置，挡板在轴线上的投影无间隙。
[0011]所述的水箱和发泡剂储液箱一侧分别设有储水箱液位计和发泡剂储液箱液位计，所述的发泡剂储液箱顶部还设有机械搅拌器和发泡剂添加漏斗。
[0012]所述的输水管道上依次设有水量调节阀、流量计、定量添加泵和止回阀，所述的回收进水管道上设有回收进水管调节阀，所述的高压水管道上依次设有高压水管调节阀、压力计和高压水泵。
[0013]位于掘进机一侧设有高压进风管，另一侧设有集尘泡沫除尘装置。
[0014]本发明提供的一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，在掘进机一侧安装高压进风管，掘进施工中产生的粉尘在高压进风管的作用下由进风口进入掘进机另一侧设置的集尘泡沫除尘装置的除尘室，通过发泡装置产生的泡沫和高压水管道中的水通过喷头喷出除尘，混沌的空气经空气分离机分离后新鲜空气从出风口排出，污泥混合液经污水回收净化装置净化后流入清水池经回收进水管道进入发泡装置循环使用。本发明结构简单易操作，体积小便于移动，即便在断面狭窄的环境也可使用，拆装方便易清理，除尘效果比常规喷雾洒水除尘效率高2飞倍，用水量减少70°/Γ80%，有效的节约了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
图1为本发明结构主视示意图。
[0016]图2为本发明结构俯视示意图。
[0017]图3为本发明中发泡装置5的结构示意图。
[0018]图4为本发明中喷头32的结构主视图。
[0019]图5为本发明中喷头32的结构仰视图。
[0020]图6为本发明工作状态示意图。
[0021]图7为本发明中空气分离机36内部挡板结构示意图。
[0022]图1-7中:高压进风管1，掘进机2，除尘装置3，污水回收净化装置4，发泡装置5，集尘泡沫除尘装置6，进风口 31，喷头32，外层喷头32a，内层喷头32b，喷淋主管道33，除尘室34，防污垫层35，空气分离机36，风机37，出风口 38，清水池41，多级沉淀池42，污水输出管道43，泥浆泵44，泥浆输出管道45，发泡器51，发泡网51a，高压风管51b，发泡剂储箱52，发泡剂储箱液位计52a，机械搅拌器52b，发泡剂添加漏斗52c，水箱53，水箱液位计53a，补水管道53b，高压水管道54，高压水管调节阀54a，压力计54b，高压水泵54c，输水管道55，水量调节阀55a，流量计55b，定量添加泵55c，止回阀55d，回收进水管道56，回收进水管调节阀56a，发泡剂输出管道57，发泡剂调节阀57a，泡沫输出管道58，高压水输出管道59。
【具体实施方式】
[0023]如图1-3中所示，一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，所述的除尘装置3设除尘室34，除尘室34 —端设有进风口 31，另一端与空气分离机36连接，空气分离机36另一端与风机37连接，风机37另一端设有出风口 38，空气分离机36底部设有污水输出管道43，所述的污水回收净化装置4中设有多级沉淀池42，污水输出管道43出口位于多级沉淀池42上方，多级沉淀池42通过多个溢流板隔开，第一级沉淀池经与泥浆输出管道45连接，最后一级沉淀池与清水池41连接；
所述的除尘室34里设有多个与喷淋主管道33连接的喷头32，喷淋主管道33与发泡装置5连接。
[0024]所述的发泡装置5中设有发泡剂储液箱52、水箱53和内部设有发泡网51a的发泡器51，水箱53顶部进口设有补水管道53b，水箱53底部设有与发泡剂储液箱52顶部相连的输水管道55，发泡剂储液箱52顶部进口设有与清水池41相连的回收进水管道56，发泡剂储液箱52底部设有与发泡器51顶部相连的发泡剂溶液输出管道57，发泡器51 —端设有高压风管51b，另一端与泡沫输出管道58相连。
[0025]如图6所示，所述的喷头32为双层喷头，外层喷头32a通过喷淋主管道33与高压水输出管道59相连，高压水输出管道59与连接水箱53的高压水管道54相连，内层喷头32b通过喷淋主管道33与泡沫输出管道58相连。喷头的双层设计可在除尘的过程中，喷头外层喷水，内层喷泡沫，利用水雾将泡沫笼罩在除尘区域内，大量粉尘被泡沫黏附而沉降下来，残留粉尘被水幕吸收，提高除尘效率。
[0026]由此结构，由发泡装置5产生的泡沫经泡沫输出管道58以及经高压水管道压入高压水输出管道59水同时流入喷淋主管道33后经喷头32喷出水雾和泡沫，由于泡沫具有粘附性、湿润性和稳定性，粉尘和泡沫结合后迅速落到除尘室底部，落入除尘室底部的污泥混合液经污水输出管道43流入多级沉淀池42，混沌空气经空气分离机36分离后新鲜空气由出风口 38排出，进入多级沉淀池42的污泥混合液经过自然沉淀后上层过滤液涌入清水池41中，清水池41中的水通过回收进水管道56流入发泡剂储液箱52内循环使用，多级沉淀池42底部沉淀的泥浆通过泥浆泵44经泥浆输出管道45排出。
[0027]所述的除尘室34内倾斜设有防污垫层35，防污垫层35上端向喷头32 —侧倾斜，下端向空气分离机36 —侧倾斜，防污垫层35下端与除尘室34底部之间设有间隙。斜防污垫层35的倾斜设计防止部分混合液在风流作用下进入空气分离机36而损害设备，污泥混合液在接触倾斜防污垫层35后由于自重作用而落到除尘室底部，通过防污垫层35下端与除尘室34底部之间的间隙流进污水输出管道43后进入污水回收净化装置4进行回收净化。
[0028]所述的防污垫层35为隔板或滤网。
[0029]所述的空气分离机36内部设有多个滤网或挡板。滤网或挡板的多个设计可对混沌的空气进行充分过滤，最终排出干净的空气。
[0030]如图7所示，所述的空气分离机36内部所设挡板为多排交错倾斜布置，挡板在轴线上的投影无间隙。多排挡板交错倾斜布置可改变空气的流动方向，达到充分过滤的目的。[0031 ] 所述的水箱53和发泡剂储液箱52 —侧分别设有储水箱液位计53a和发泡剂储液箱液位计52a，所述的发泡剂储液箱52顶部还设有机械搅拌器52b和发泡剂添加漏斗52c。液位计可观测箱内液体高度，保证其在正常深度下工作。
[0032]所述的输水管道55上依次设有水量调节阀55a、流量计55b、定量添加泵55c和止回阀55d，所述的回收进水管道56上设有回收进水管调节阀56a，所述的高压水管道54上依次设有高压水管调节阀54a、压力计54b和高压水泵54c。
[0033]通过定量添加泵55c向发泡剂储液箱52中添加一定比例的水，同时通过发泡剂添加漏斗30向发泡剂储液箱52中添加一定比例的发泡剂，水和发泡剂通过机械搅拌器52b搅拌混合均匀形成发泡剂溶液。
[0034]位于掘进机2 —侧设有高压进风管1，另一侧设有集尘泡沫除尘装置6。在掘进施工中高压进风管I和集尘泡沫除尘装置6的配合使用可达到更佳的除尘效果。
[0035]使用该装置在地下洞室对掘进施工中的粉尘进行除尘时，首先将集尘泡沫除尘装置6设置在掘进机2的一侧，掘进机2的另一侧设置高压进风管1，通过高压进风管I将洞外的空气送入洞内，从而将掘进施工中的粉尘随进入洞内的空气由进风口进入除尘室34。在发泡装置5中，输水管道55将水箱53里的水与通过发泡剂添加漏斗52c添加的发泡剂在发泡剂储液箱52中混合，并使用机械搅拌器52b搅拌均匀形成发泡剂溶液，发泡剂溶液通过发泡器51产生泡沫，通过发泡剂输出管道57流入与其连接的喷淋主管道33，同时，高压水泵54c将水箱53里的水经高压水管道54流入高压水输出管道59后流入与其连接的喷淋主管道33。喷淋主管道33内的水和泡沫通过除尘室34内的喷头32喷出，外层喷头32a喷水，内层喷头32b喷泡沫，对进入除尘室34内的粉尘进行除尘，粉尘与水雾和泡沫混合后，部分污泥混合物通过空气分离机36分离后，干净空气通过风机37由出风口排出，部分污泥混合物由于自重落入除尘室34底部，空气分离机36内的水滴和浮尘落入空气分离机下部，两者均通过空气分离机36下端设置的污水输出管道43进入污水回收净化装置4中的多级沉淀池42，进入多级沉淀池42的污泥混合液经过自然沉淀后上层过滤液涌入清水池41中，清水池41中的水通过与清水池41连接的回收进水管道56流入发泡剂储液箱52内循环使用，作为形成发泡剂溶液的补充用水，多级沉淀池42底部沉淀的泥浆通过泥浆泵44经泥浆输出管道45排出。
【权利要求】
1.一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，包括除尘装置(3)和污水回收净化装置(4)，其特征在于:所述的除尘装置(3)设除尘室(34)，除尘室(34) —端设有进风口(31)，另一端与空气分离机(36 )连接，空气分离机(36 )另一端与风机(37 )连接，风机(37 )另一端设有出风口(38)，空气分离机(36)底部设有污水输出管道(43)，所述的污水回收净化装置(4)中设有多级沉淀池(42 )，污水输出管道(43 )出口位于多级沉淀池(42 )上方，多级沉淀池(42 )通过多个溢流板隔开，第一级沉淀池与泥浆输出管道(45)连接，最后一级沉淀池与清水池(41)连接； 所述的除尘室(34)里设有多个与喷淋主管道(33)连接的喷头(32)，喷淋主管道(33)与发泡装置(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，其特征在于:所述的发泡装置(5 )中设有发泡剂储液箱(52 )、水箱(53 )和内部设有发泡网(5Ia)的发泡器(51)，水箱(53 )顶部进口设有补水管道(53b )，水箱(53 )底部设有与发泡剂储液箱(52 )顶部相连的输水管道(55 )，发泡剂储液箱(52 )顶部进口设有与清水池(41)相连的回收进水管道(56 )，发泡剂储液箱(52)底部设有与发泡器(51)顶部相连的发泡剂溶液输出管道(57)，发泡器(51)—端设有高压风管(51b),另一端与泡沫输出管道(58)相连。
3.根据权利要求1所述的一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，其特征在于:所述的喷头(32)为双层喷头，外层喷头(32a)通过喷淋主管道(33)与高压水输出管道(59)相连，高压水输出管道(59)与连接水箱(53)的高压水管道(54)相连，内层喷头(32b)通过喷淋主管道(33)与泡沫输出管道(58)相连。
4.根据权利要求1所述的一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，其特征在于:所述的除尘室(34)内倾斜设有防污垫层(35 )，防污垫层(35 )上端向喷头(32 ) —侧倾斜，下端向空气分离机(36) —侧倾斜，防污垫层(35)下端与除尘室(34)底部之间设有间隙。
5.根据权利要求4所述的一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，其特征在于:所述的防污垫层(35)为隔板或滤网。
6.根据权利要求1所述的一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，其特征在于:所述的空气分离机(36)内部设有多个滤网或挡板。
7.根据权利要求6所述的一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，其特征在于:所述的空气分离机(36)内部挡板为多排交错倾斜布置，挡板在轴线上的投影无间隙。
8.根据权利要求2所述的一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，其特征在于:所述的水箱(53)和发泡剂储液箱(52) —侧分别设有储水箱液位计(53a)和发泡剂储液箱液位计(52a),所述的发泡剂储液箱(52)顶部还设有机械搅拌器(52b)和发泡剂添加漏斗(52c)。
9.根据权利要求2或3所述的一种地下洞室集尘泡沫除尘装置，其特征在于:所述的输水管道(55)上依次设有水量调节阀(55a)、流量计(55b)、定量添加泵(55c)和止回阀(55d)，所述的回收进水管道(56)上设有回收进水管调节阀(56a)，所述的高压水管道(54)上依次设有高压水管调节阀(54a)、压力计(54b)和高压水泵(54c)。
10.一种地下洞室或隧道除尘系统，其特征在于:位于掘进机(2)—侧设有高压进风管(I )，另一侧设有集尘泡沫除尘装置(6)； 集尘泡沫除尘装置(6)包括除尘装置(3)和污水回收净化装置(4)，所述的除尘装置(3 )设除尘室(34 )，除尘室(34 ) —端设有进风口( 31)，另一端与空气分离机(36 )连接，空气分离机(36 )另一端与风机(37 )连接，风机(37 )另一端设有出风口( 38 )，空气分离机(36 )底部设有污水输出管道(43)，所述的污水回收净化装置(4)中设有多级沉淀池(42)，污水输出管道(43)出口位于多级沉淀池(42)上方，多级沉淀池(42)通过多个溢流板隔开，第一级沉淀池与泥浆输出管道(45)连接，最后一级沉淀池与清水池(41)连接； 所述的除尘室(34)里设有多个与喷淋主管道(33)连接的喷头(32)，喷淋主管道(33)与发泡装置(5)连接。
【文档编号】E21F5/02GK104196557SQ201410432059
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】燕乔, 屠丹, 李华斌, 李亚云, 陈婷, 徐枫, 宋志诚, 张利雷, 肖兵 申请人:三峡大学