CN103225514A - 一种混合型矿用降尘剂自动添加装置 - Google Patents

Abstract

一种混合型矿用降尘剂自动添装置是矿井水管水通过定量阀和导流波纹管驱动叶轮机旋转，叶轮机的出水口通过水流弯管进入叶轮搅拌器后输出；其中在水流弯管上设置有加剂管并连通有液箱，在加剂管上设置有流量计、单向阀和齿轮定量泵；在驱动叶轮机的输出轴上连接有无极变速器，无极变速器一输出轴连接有叶轮搅拌器的蜗轮蜗杆机构；另一输出轴连接有齿轮定量泵。通过调节叶轮机的叶片角度实现转速调节，通过调节无级变速器实现流量计的精确显示。本装置结构简单，性能可靠，调节精度高，操作方便，特别适用于煤矿井下除尘。

Description

一种混合型矿用降尘剂自动添加装置

技术领域

本发明涉及一种降尘剂自动添加装置，具体涉及一种用于煤矿井下喷雾降尘中降尘剂的自动添加装置。

背景领域

随着机械化程度的提高，采煤过程中产生的煤尘也越来越多，尘源主要来自于采煤工作面、掘进工作面、煤炭运输以及转载点等。产生的大量粉尘，不仅影响作业环境，而且严重影响矿工的身体健康，更重要的是煤尘达到一定浓度时容易引起瓦斯爆炸，后果及其严重。

鉴于煤矿井下粉尘的严重性，现有国内外除尘均采用湿式除尘，但在湿式除尘时，由于煤尘具有疏水性，水的表面张力较高，使得煤尘不易润湿，除尘效果不理想，通过向水中添加除尘剂，可有效降低水表面张力，提高除尘效果。

现有矿用降尘剂的自动添加装置，多为电机带动泵工作，不足之处是利用外界动力源，降尘剂添加次数比较频繁，耗能耗力；还有降尘剂的自动添加装置是通过射流负压抽吸实现添加，添加的浓度把握不准，混合不均匀，影响降尘效果，而且易造成喷嘴堵塞。

发明内容

本发明利用井下现有水管的水压，提供一种混合型矿用降尘剂自动添加装置，以进一步提高井下除尘效果，实现井下无尘化开采的工作环境。

上述本发明所提供的一种混合型矿用降尘剂自动添装置，含有进水管、导流波纹管、叶轮机、无极变速器、定量泵、流量计、蜗轮蜗杆机构和叶轮搅拌器；其特征在于：

所述进水管连通有矿井水管，并通过定量阀和导流波纹管驱动叶轮机旋转；叶轮机的出水口通过水流弯管进入叶轮搅拌器后输出；其中： 

在所述水流弯管上设置有加剂管并连通有液箱；在所述加剂管上设置有流量计、单向阀和齿轮定量泵；在所述液箱上设置有加液口、放液口、液位计和滤液网；  

在所述驱动叶轮机旋转的输出轴上连接有无极变速器，无极变速器的一输出轴连接有叶轮搅拌器的蜗轮蜗杆机构；另一输出轴连接有齿轮定量泵。

在上述技术方案的基础上，进一步的附件技术方案还在于：

所述无极变速器、叶轮搅拌器和齿轮定量泵的动力源是矿井水管的水压通过驱动叶轮机旋转输入的。

所述导流波纹管是由集流室A、紊流室B和扩散室C连通构成；所述集流室A为圆锥腔，构成收缩流道；所述紊流室B是圆柱腔，构成紊流流道；所述扩散室C是与叶轮机的进水口相连通。

所述叶轮机是在螺旋轴上开有双螺旋槽，并将固定有叶片的叶片轴安装在双螺旋槽中构成。

所述叶轮搅拌器是由蜗轮蜗杆机构带动固定有搅拌叶轮的搅拌轴构成。

实现本发明上述的一种混合型矿用降尘剂自动添加装置，通过进水管、导流波纹管、叶片可调式叶轮机、无极变速器、定量泵、流量计、蜗轮蜗杆机构和叶轮搅拌器等主要构件按照一定顺序的有效组合构成了一个完整的井下降尘剂自动添加装置。主要利用煤矿井下水作为动力源，通过动力传递带动各个组件顺序运转，有效实现了井下水管水压自动注入降尘剂的过程，利用添加降尘剂的溶液降尘，大大提高了除尘效率，改善了井下作业环境。该装置具有结构集成简单，性能可靠，调节精度准确，混合效率高，操作方便等优点，适用于各种矿山井下降尘。

附图说明

图1是矿用降尘剂自动添加装置的整体结构示意图。

图2是图1的叶轮搅拌器的剖视结构示意图。

图3是图2的叶轮搅拌器的左视结构示意图。

图4是图1的导流波纹管的内部结构示意图。

图5是图1的叶轮机结构示意图。

图中：1、进水管，2、定量阀，3、导流波纹管，4、叶轮机，5、水流弯管，6、叶轮搅拌器，7、出水管，8、蜗轮蜗杆机构，9、联轴器Ⅰ，10、加剂管，11、流量计，12、单向阀，13、齿轮定量泵，14、液位计，15、滤液器，16、放液口，17、加液口，18、液箱，19、联轴器Ⅱ，20、无级变速器，21、联轴器Ⅲ，22、搅拌器外壳，23、搅拌叶轮，24、搅拌轴，25、搅拌轴承，26、涡轮，27、蜗杆，28、叶轮机主体，29、螺旋轴，30、叶片轴，31、叶片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细说明。

如图1 ~图5，实施本发明所提供的一种混合型矿用降尘剂自动添加装置，主要由进水管、导流波纹管、叶轮机、无极变速器、齿轮定量泵、流量计、蜗轮蜗杆机构和叶轮搅拌器组成。含有进水管、导流波纹管、叶轮机、无极变速器、齿轮定量泵、流量计、蜗轮蜗杆机构和叶轮搅拌器构成；其构成如下：

将进水管1连通到现有矿井巷道中设置的水管上，并在进水管1的水管上设置有定量阀2和导流波纹管3，且通过进水管1的水压驱动叶轮机4旋转；叶轮机4的出水口通过水流弯管5进入叶轮搅拌器6后输出；其中： 

在水流弯管5上设置有加剂管10连通有液箱18；并在所述加剂管10上设置有流量计11、单向阀12和齿轮定量泵13；在所述液箱18上设置有加液口17、放液口16、液位计14和滤液网15；  

在所述驱动叶轮机4旋转的输出轴上连接有无极变速器20，无极变速器20的一输出轴连接有叶轮搅拌器6的蜗轮蜗杆机构8；另一输出轴连接有齿轮定量泵13。

上述方案在具体实施时，其中的无极变速器20、叶轮搅拌器6和齿轮定量泵13的动力源由矿井水管的水压通过驱动叶轮机4旋转而驱动无极变速器20、叶轮搅拌器6和齿轮定量泵13。

其中的导流波纹管3、叶轮机4和叶轮搅拌器（6）的构成如下：

所述导流波纹管3是由集流室A、紊流室B和扩散室C连通构成；其中，集流室A为圆锥腔，构成收缩流道；所述紊流室B是圆柱腔，构成紊流流道；所述扩散室C是与叶轮机4的进水口相连通。

所述叶轮机4是在螺旋轴29上开有双螺旋槽，并将固定有叶片31的叶片轴30安装在双螺旋槽中构成。

所述叶轮搅拌器6是由蜗轮蜗杆机构8带动固定有搅拌叶轮23的搅拌轴24构成。

上述具体实施方式的工作过程如下：

将进水管1直接连接在矿井巷道中所设置的水管管路上，利用水管中的水压力作为动力源，推叶轮机4旋转为整个系统装置提供动力；通过叶轮机4螺旋轴实现叶片90°的旋转，实现水流对叶轮机冲力的粗调；齿轮定量泵13负责将将除尘剂添加到水流弯管中与矿井自来水混合，并通过加剂管10上的流量计11显示数据，通过无级变速器20调节齿轮定量泵13的转速，实现降尘剂的添加量的精调；叶轮搅拌器6使得降尘剂与矿井自来水进一步充分混合，形成均匀的降尘剂溶液，降尘剂溶液直接供给喷雾降尘设备，最终完成利用矿井自来水与降尘剂混合实现有效降尘的目的。

本发明将进水管1与导流波纹管3相连通，并将导流波纹管3设置为三部分构成，即集流室A，紊流室B和扩散室C。集流室A为圆锥腔形成收缩流道，紊流室B为圆柱腔形成紊流流道，扩散室C与叶轮机的进水口相连通。其中导流波纹管3实现对水流的平缓引导，避免对叶轮机的震荡冲击。经导流的水流推动叶轮机4的叶片31旋转运动，通过叶轮机螺旋轴29实现叶片轴30的选装，带动叶片31角度的调节。

将叶轮机4的伸出轴通过联轴器21与无级变速器20的输入轴相连，无极变速器20一个输出轴通过联轴器19与齿轮定量泵13相连，另一个输出轴通过联轴器9与和蜗轮蜗杆机构8相连。无极变速器上有调节手柄，根据流量计11显示的数据，调节无级变速器20的输出轴的转速，进而调节齿轮定量泵13的转速，控制降尘剂的添加量，实现配制不同浓度降尘剂溶液的目的。

齿轮定量泵13的进液口通过管路与滤液器15相连通，出液口通过加剂管10依次连接单向阀12和流量计11，加剂管10为矿用阻燃抗静电软管；滤液器15位于液箱底部，用于过滤液体；液箱18用于盛放降尘剂，由加液口17添加降尘剂后，通过齿轮定量泵13和加剂管10将降尘剂输送到水流弯管5中，同时由流量计11和无极变速器20精确控制降尘剂的添加量；放液口16用于放空液体清洗液箱。

混合的液体经过叶轮搅拌器6，无级变速器20带动蜗杆27转动，蜗杆27带动涡轮26转动，涡轮26带动叶轮搅拌器的搅拌轴24转动，搅拌轴24带动搅拌叶轮23转动，实现对混合液体的搅拌作用，然后由出水管7直接输送到喷雾装置，以实现使用添加有降尘剂的溶液有效喷雾降尘的目的。

实际使用时，混合型矿用降尘剂自动添加装置可以根据降尘的需要灵活调整其安装位置，并将进水管1与井下水管连通。井下水管首先进入进水管1，并通过齿轮定量阀2控制后进入导流波纹管3，经导流波纹管导流的水流进入叶轮机4，水流推动叶轮机旋转产生动力。叶轮机产生的动力一部分经无极调速器20传递到齿轮定量泵13，带动齿轮定量泵13运转，将降尘剂输送到水流弯管5中，并根据加剂管路10上流量计11显示的数据，调节无极变速器20，控制齿轮定量泵的转速，进而控制降尘剂的添加量，再根据水管上的齿轮定量阀2控制的水流量配制出所需要的降尘剂溶液浓度；另一部分动力经无极变速器20传递到蜗轮蜗杆机构8，然后再由蜗轮蜗杆机构8传递到叶轮搅拌器6，带动叶轮搅拌器6旋转，实现矿井自来水和降尘剂的充分混合，混合的降尘剂溶液通过出水管7直接接喷雾装置。至此，该装置有效实现了利用矿井自来水自动添加降尘剂的过程，利用添加了降尘剂的水进行喷雾，大大提高了降尘效率，保证了除尘的可靠性。而当需要关闭该矿用降尘剂自动添加装置时，可以关闭进水管路上的齿轮定量阀2，切断动力源即可。由于本发明混合型矿用降尘剂自动添加装置是利用井下静压水作为动力源，不仅实现了井下资源的有效利用，而且安装灵活，操作简单，性能稳定，特别适合于在矿山井下除尘系统中运用。

Claims (5)

1.一种混合型矿用降尘剂自动添装置，含有进水管、导流波纹管、叶轮机、无极变速器、定量泵、流量计、蜗轮蜗杆机构和叶轮搅拌器；其特征在于：

所述进水管（1）连通有矿井水管，并通过齿轮定量阀（2）和导流波纹管（3）驱动叶轮机（4）旋转；叶轮机（4）的出水口通过水流弯管（5）进入叶轮搅拌器（6）后输出；其中： 

在所述水流弯管（5）上设置有加剂管（10）并连通有液箱（18）；在所述加剂管（10）上设置有流量计（11）、单向阀（12）和齿轮定量泵（13）；在所述液箱（18）上设置有加液口（17）、放液口（16）、液位计（14）和滤液网（15）；  

在所述驱动叶轮机（4）旋转的输出轴上连接有无极变速器（20），无极变速器（20）的一输出轴连接有叶轮搅拌器（6）的蜗轮蜗杆机构（8）；另一输出轴连接有齿轮定量泵（13）。

2.如权利要求1所述的混合型矿用降尘剂自动添加装置，其特征在于：所述无极变速器（20）、叶轮搅拌器（6）和齿轮定量泵（13）的动力源是矿井水管的水压通过驱动叶轮机（4）旋转而输入。

3.如权利要求1所述的混合型矿用降尘剂自动添加装置，其特征在于：所述导流波纹管（3）是由集流室A、紊流室B和扩散室C连通构成；所述集流室A为圆锥腔，构成收缩流道；所述紊流室B是圆柱腔，构成紊流流道；所述扩散室C是与叶轮机（4）的进水口相连通。

4.如权利要求1、2或3所述的混合型矿用降尘剂自动添加装置，其特征在于：所述叶轮机（4）是在螺旋轴（29）上开有双螺旋槽，并将固定有叶片（31）的叶片轴（30）安装在双螺旋槽中构成。

5.如权利1要求所述的混合型矿用降尘剂自动添加装置，其特征在于，所述叶轮搅拌器（6）是由蜗轮蜗杆机构（8）带动固定有搅拌叶轮（23）的搅拌轴（24）构成。 

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