CN102748061A - 矿用表面活性剂自动添加装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用表面活性剂自动添加装置，包括供水系统、混合系统和气动系统，供水系统并联在井下静压水管的管路上，混合系统和气动系统分别连接在供水系统上，气动系统位于混合系统与供水系统输出端之间的管路上，气动系统的输入端与井下压风管路连通。整个系统利用井下现有压风管路提供动力，完成静压水与表面活性剂自动混合过程，实现了对井下静压管路内添加表面活性剂溶液的过程，大大改善了除尘效果，提高了除尘可靠性。具有结构简单、性能可靠、安装方便的优点，非常适合在煤矿、金属矿山等矿井中除尘使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿用表面活性剂自动添加装置，属于矿山技术领域。
背景技术
随着我国工业和社会的迅速发展，对矿产资源的需求越来越大。煤炭作为我国的基础能源，在国民经济中占有举足轻重的作用。据统计，1990年煤炭在一次能源消耗中占76％，2000年占70％，预计到2050年仍会占60％。随着煤矿开采强度的不断增大，生产事故的发生率也越来越高。其中，井下粉尘就是造成煤矿事故的重要原因之一。
粉尘的危害，一方面表现为：使大气、水质、周围环境等质量下降，能见度变差，机械设备等使用寿命降低，磨损严重，同时，在粉尘环境下长期作业还容易引发尘肺病，影响身体健康。截至2002年，全国累计检出尘肺病患者58万余例，累计因尘肺病死亡近14万人，病死率22％。另一方面，井下粉尘具有爆炸性，是煤矿中较严重的灾害之一。通常情况下，井下粉尘爆炸会伴随瓦斯一起发生爆炸，破坏力强，影响范围广，并且井下粉尘爆炸传播速度快，可达每秒数百米，甚至每秒1000m以上，对工人的人身安全影响较大，杀伤力更强。
在我国，矿井煤尘爆炸指数在45％以上的煤矿占16.3％，国有重点煤矿中具有煤尘爆炸危险性的煤矿占87.37％，其中具有强爆炸性的占60％以上。
因此，采取有效的防尘措施，降低采煤工作面粉尘浓度，对于我国煤矿来说已是迫在眉睫。
发明内容
鉴于上述现有情况和不足，本发明旨在提供一种矿用表面活性剂自动添加装置，以满足井下除尘需要，保证井下工作安全进行。
本发明专利是通过以下技术方案来实现的：
一种矿用表面活性剂自动添加装置，包括供水系统、混合系统和气动系统，供水系统并联在井下静压水管的管路上；混合系统和气动系统分别连接在供水系统上，气动系统位于混合系统与供水系统输出端之间的管路上，气动系统的输入端与井下压风管路连通。
所述供水系统包括供水管路，以及顺序连接在供水管路输入端到输出端之间的进水球阀、进水减压阀、进水压力表、进水流量计、出水压力表、出水单向阀和出水球阀；供水管路并联在井下静压水管的管路上。
所述供水系统还包括过滤器，过滤器串联在进水压力表和进水流量计之间的供水管路上。
所述混合系统包括比例添加器、加剂箱和加剂管，比例添加器串联在进水流量计和出水压力表之间的供水管路上；加剂箱通过加剂管与比例添加器连通。
所述加剂管为矿用阻燃抗静电高压软管。
所述气动系统包括气动液体增压泵、进气管路和进气球阀，气动液体增压泵串联在比例添加器与出水压力表之间的供水管路上；气动液体增压泵的气压输入端通过进气管路和进气球阀与井下压风管路连通。
本发明所述的一种矿用表面活性剂自动添加装置，通过供水系统、混合系统和气动系统构成一个完整的机械式添加系统，利用井下现有压风管路提供动力，完成静压水与表面活性剂自动混合过程，实现了对井下静压管路内添加表面活性剂溶液的过程，使以往利用静压水除尘过程转换为利用表面活性剂溶液进行除尘，大大改善了除尘效果，提高了除尘可靠性。整个装置结构简单、性能可靠、安装方便，充分利用了现有井下管路资源，投入成本低，能源利用率高，非常适合在煤矿、金属矿山等矿井中除尘使用。
附图说明
图1为本发明的结构框示图。
具体实施方式
下面结合图对本发明做进一步的详细描述：
本发明所述的一种矿用表面活性剂自动添加装置，包括供水系统、混合系统和气动系统。其中，供水系统并联在井下静压水管的管路上，供水系统负责将静压水管中的静压水引入到供水系统组成的并联支路上。混合系统负责将表面活性剂按比例自动添加到并联支路的供水系统中，形成所需浓度的表面活性剂溶液；气动系统用于推动混合后的表面活性剂溶液重新返回并混入静压水管的管路中，完成利用静压管路和溶液进行除尘的目的。
如图1所示，具体结构为：供水系统包括供水管路12，以及顺序连接在供水管路输入端到输出端之间的进水球阀14、进水减压阀13、进水压力表11、过滤器10、进水流量计8、出水压力表9、出水单向阀2和出水球阀1。其中，供水管路12并联在井下静压水管的管路上，形成对静压水的并联分流，为后续表面活性剂的混入做准备。进水球阀14、进水减压阀13、进水压力表11、过滤器10、进水流量计8、出水压力表9、出水单向阀2和出水球阀1串联在供水管路12上，形成对供水管路12的有效控制和监控。
混合系统包括比例添加器7、加剂箱6和加剂管15。比例添加器7串联在进水流量计8和出水压力表9之间的供水管路12上，比例添加器7可自动完成添加剂的按比例添加过程，使流入的静压水变成含有添加剂的溶液后送出。加剂箱6用于盛放表面活性剂，加剂箱6通过加剂管15与比例添加器7连通，支持比例添加器7对表面活性剂的使用。为保证井下使用安全，加剂管15采用矿用阻燃抗静电高压软管，以提高井下使用可靠性，保证耐用性。
气动系统包括气动液体增压泵5、进气管路3和进气球阀4。气动液体增压泵5串联在比例添加器7与出水压力表9之间的供水管路12上，气动液体增压泵5用于推动混合后的溶液重新注入到静压管路中，完成利用现有静压管路进行除尘的目的。为简化结构，充分利用井下现有资源，气动液体增压泵5的气压输入端通过进气管路3和进气球阀4与井下压风管路连通，利用密布的压风管路内的气压推动气动液体增压泵5工作。
实际使用时，矿用表面活性剂自动添加装置可根据实际除尘需要快速安装在不同位置的静压管路，并将进气管路3和压风管路连通。此时，开启进水球阀14和进气球阀4，静压水首先经供水管路12的输入端流入供水系统中，并在进水减压阀13的减压处理后，再经进水压力表11压力测试和过滤器10过滤，通过进水流量计8计量后流入混合系统的比例添加器7中，根据进水流量计8显示数据以及所需混合后溶液浓度，设定比例添加器7上的相关数据，比例添加器7会自动控制加剂箱6中的表面活性剂通过矿用阻燃抗静电高压软管添加到流入的静压水中，并在比例添加器7中形成所需浓度的表面活性剂溶液后输出。受井下静压管路内始终保持较高压力的影响，输出的表面活性剂溶液需增压后才能再次混入静压管路中，故输出的表面活性剂溶液首先被送入到气动液体增压泵5中，气动液体增压泵5的气压输入端与压风管路连通，在进气球阀4和进气管路3的支持和协调控制下，压风管路内的风压推动气动液体增压泵5工作，此时，出水球阀1开启，增压后的表面活性剂溶液输出后再次通过出水压力表9进行压力测试，以保证输出溶液的压力高于静压管路内的压力，同时，结合出水单向阀2的流向控制和出水球阀1的开关控制，最终实现了表面活性剂溶液对静压管路的回流注入，保证了除尘用水为带有表面活性剂的溶液，大大提高了除尘效果，保证了除尘可靠性。而当需要关闭整个矿用表面活性剂自动添加装置时，用户可顺序关闭进水球阀14、进气球阀4和出水球阀1，系统即可完全与井下静压管路和压风管路隔离，保证了原有管路的正常使用。由于本发明所述的一种矿用表面活性剂自动添加装置是纯机械装置，动力来源于井下压风系统，故使用过程简单、操作灵活、性能可靠。
Claims (6)
1.一种矿用表面活性剂自动添加装置，其特征在于，包括供水系统、混合系统和气动系统，所述供水系统并联在井下静压水管的管路上；所述混合系统和气动系统分别连接在供水系统上，气动系统位于混合系统与供水系统输出端之间的管路上，气动系统的输入端与井下压风管路连通。
2.根据权利要求1所述的矿用表面活性剂自动添加装置，其特征在于，所述供水系统包括供水管路，以及顺序连接在供水管路输入端到输出端之间的进水球阀、进水减压阀、进水压力表、进水流量计、出水压力表、出水单向阀和出水球阀；所述供水管路并联在井下静压水管的管路上。
3.根据权利要求2所述的矿用表面活性剂自动添加装置，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器串联在进水压力表和进水流量计之间的供水管路上。
4.根据权利要求1所述的矿用表面活性剂自动添加装置，其特征在于，所述混合系统包括比例添加器、加剂箱和加剂管，所述比例添加器串联在进水流量计和出水压力表之间的供水管路上；所述加剂箱通过加剂管与比例添加器连通。
5.根据权利要求4所述的矿用表面活性剂自动添加装置，其特征在于，所述加剂管为矿用阻燃抗静电高压软管。
6.根据权利要求1所述的矿用表面活性剂自动添加装置，其特征在于，所述气动系统包括气动液体增压泵、进气管路和进气球阀，所述气动液体增压泵串联在比例添加器与出水压力表之间的供水管路上；所述气动液体增压泵的气压输入端通过进气管路和进气球阀与井下压风管路连通。
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