CN103670492B - 一种双流体磁化泡沫降尘系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种双流体磁化泡沫降尘系统及方法，属于煤矿降尘系统及方法。降尘系统包括发泡液体所组成的液体管路及井下压风管路组成的一定压力的空气管路。其中，一条空气管路连入磁化发泡装置用于发泡；另一路管路连入双流体泡沫喷嘴用于泡沫的喷洒。所述磁化泡沫发泡装置，包括扰流管和壳体两部分。扰流管沿着介质流动方向包括溶液介质腔，介质混合腔以及连通空气介质腔和介质混合腔的连通孔。扰流管溶液介质腔外壁缠绕有磁性管或者磁化金属管，壳体内部有一周磁铁。介质混合腔的出口端，均匀分布有扰流孔的半球形扰流板。双流体磁化泡沫除尘方法，通过泡沫的磁化，提高泡沫降尘的降尘能力，利用双流体泡沫喷嘴，提高泡沫的喷射效果，从而提高降尘效率。

Description

一种双流体磁化泡沫降尘系统及方法

技术领域

本发明涉及一种煤矿降尘系统及方法，特别是一种双流体磁化泡沫降尘系统及方法。

背景技术

煤矿粉尘是指在煤矿建设和生产过程中，所产生的各种岩矿微粒。煤矿粉尘的危害主要表现在两个方面：一是对人体的危害。工人长期吸入矿尘后，轻者会患呼吸道炎症，重者会患尘肺病，而尘肺病引起的矿工致残和伤亡人数，在国内外都是十分惊人的。世界各国都在积极开展预防和治疗尘肺病的工作。煤矿粉尘的另一个危害是燃烧和爆炸。如：煤尘，其能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸，并且形成相当大的危害，而对于瓦斯矿井，有可能发生瓦斯和煤尘同时爆炸的事故，造成更大的人员伤亡和财产损失。除此之外，煤尘粉尘还能加速机械的磨损，降低精密仪器的使用精度、减少使用时间，同时，使工作现场的能见度降低，给安全生产带来隐患。

目前，国内外在矿井粉尘防治技术上均有了大量的研究和实践，虽然达到了一定的降尘效果，但效率仍有较大的提升空间，并且有很多不完善的地方，特别是在实践效果较好的水力除尘技术方面，仍有较大的提高和发展空间。

针对现有的实践结果，找到并开发出一种更完备、更可靠的降尘系统及装置，成为本发明想要解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种双流体磁化泡沫除尘系统及方法，通过提高煤矿粉尘除尘效果和除尘效率，保证煤矿的生产和煤矿工作人员的人身安全。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：双流体磁化泡沫降尘系统，在井下除尘管路的发泡液体管路上，依次串联有水泵、第一调节阀门、第一压力表、第一流量计、磁化泡沫发生装置、第二调节阀门和双流体雾化喷嘴；井下压风管路上依次安装第二压力表和压力调节阀门；空气管路分为两路，第一空气管路中的空气，依次通过第三调节阀门和第二流量计连接到磁化泡沫发生装置的空气介质入口。

所述磁化泡沫发生装置包括扰流管和发泡器壳体两个部分；发泡器壳体的二端分别有溶液介质入口和混合介质出口，在发泡器壳体的中间部位有空气介质入口；所述扰流管设置在发泡器壳体内，发泡器壳体与扰流管直接，形成了空气介质腔；扰流管沿着介质传播方向，依次分布有溶液介质腔、介质混合腔以及连通介质混合腔和连通孔，所述的连通孔是空气介质腔23的连通孔。

所述的发泡装置壳体为圆柱桶形腔，扰流管为文丘里管型；所述文丘里管位于空气介质腔内，并和发泡器壳体同轴设置，文丘里管沿着溶液介质输送的方向，依次包括圆锥收缩段，圆柱形喉管段和圆锥台形的扩散段，所述圆锥台形扩散段，所述圆锥台扩散段的锥面与圆锥收缩段的锥面圆心在同一轴上，且锥面相互对应。

所述的扰流管的介质混合腔出口端，有均匀分布着扰流孔的半球形扰流板。

所述的发泡装置外壳体的腔体内部有一圆周的固定磁铁。

所述的文丘里型的扰流管圆锥收缩段，腔体外壁上缠绕磁质管，或者是磁性金属管，用来磁化溶液介质。

双流体磁化泡沫降尘方法的运行步骤：

打开第一调节阀门和第二调节阀门，打开水泵，通过调节第一调节阀门，使第一压力表，第一流量计，显示稳定的读数为压力0.2MPa～1Mpa，流量200L/h～800L/h；调节空气压力调节阀，使第二压力表显示稳定的读数为0.1MPa～0.8Mpa；同时调节第三调节阀门和第四调节阀门、第五调节阀门，调节两条第一空气管路和第二空气管路中的空气流量，使第二流量计和流量计显示稳定的读数为160L/h～640L/h；双流体雾化泡沫喷嘴所喷出的泡沫，喷洒到降尘用的地点，完成降尘工作。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比：发泡溶液和压缩空气以一定的比例进入泡沫发生装置以及双流体泡沫喷嘴。利用文丘里原理，对发泡液体进行高速压缩，再通过高速压缩空气，将发泡溶液经行冲击，使空气与发泡溶液经行充分的混合。气液混合介质，通过半球形的介质扰流板，从而产生泡沫。在发泡液体流入泡沫发生装置的过程中，利用永久磁体，即磁质管或者磁性金属管，对参与泡沫形成的发泡溶液经行磁化，并且在泡沫发生装置内，也放置永久磁铁，对发泡装置内产生的泡沫进行磁化。磁化后的泡沫，对粉尘有更高的捕捉和吸附能力。利用高速压缩空气，将一定速度的雾化泡沫撕裂成细小的泡沫微粒，减小除尘泡沫的粒径，提高泡沫与粉尘的吸附能力。具体优点有：

1、在发泡装置内，装有永久磁铁和磁质管，对参与发泡液和产生的泡沫经行磁化。磁化后的泡沫，对粉尘有更高的捕捉和吸附能力。

2、双流体泡沫喷嘴的使用，利用高速压缩空气，将一定速度的雾化泡沫撕裂成细小的泡沫微粒，提高，泡沫与粉尘的吸附能力。

3、使用磁化细微泡沫降尘，有较高的除尘效率和较好的除尘效果，并且用水量与一般的水力降尘措施相比要少。

附图说明

图1是本发明的双流体磁化泡沫降尘系统。

图2是本发明的磁化泡沫发生装置。

图中，1、水泵；2、发泡溶液管路；3、第一调节阀门；4、第一压力表；5、第一流量计；6、磁化泡沫发生装置；7、第二调节阀门；8、双流体泡沫雾化喷嘴；9、第二压力表；10、压力调节阀；11、第一空气管路；12、第二空气管路；13、第三调节阀门；14、第四调节阀门；15、第二流量计；16、第三流量计；17、第五调节阀门；18、溶液介质入口；19、发泡器壳体；20、混合介质泡沫出口；21、空气介质入口；22、溶液介质腔；23、空气介质腔；24、圆柱形喉管段；25、介质混合腔；26、磁铁；27、磁性管或者磁化金属管；28、带有扰流孔的半球形板；29、连通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步说明；

实施例1：本发明的双流体磁化泡沫降尘系统，具体包括：在井下除尘管路的发泡液体管路2上，依次串联有水泵1、第一调节阀门3、第一压力表4、第一流量计5、磁化泡沫发生装置6、第二调节阀门7和双流体雾化喷嘴8。井下压风管路上依次安装第二压力表9和压力调节阀门10。空气管路分为两路，第一空气管路11中的空气，依次通过第三调节阀门13，第二流量计15，连接到空气介质入口21，进入磁化泡沫发生装置6，参与泡沫的产生。并且在泡沫产生过程中，磁化泡沫发生装置6对泡沫进行磁化。第二空气管路12中的空气，依次通过第四调节阀门14，第三流量计16，进入双流体泡沫雾化喷嘴8，在一定压力的空气的作用下，将从泡沫磁化发生装置6中产生的磁化泡沫，进行进一步的雾化，提高泡沫的喷射效果。

所述的磁化泡沫发生装置6包括扰流管和发泡器壳体19两个部分；发泡器壳体19的二端分别有溶液介质入口18和混合介质出口20，在发泡器壳体的中间部位有空气介质入口21；所述扰流管设置在发泡器壳体19内，发泡器壳体19与扰流管直接，形成了空气介质腔23；扰流管沿着介质传播方向，依次分布有溶液介质腔22、介质混合腔25以及连通介质混合腔和连通孔29，所述的连通孔29是空气介质腔23的连通孔29。

所述的发泡装置壳体为圆柱桶形腔，扰流管为文丘里管型；所述文丘里管位于空气介质腔23内，并和发泡器壳体同轴设置，文丘里管沿着溶液介质输送的方向，依次包括圆锥收缩段22，圆柱形喉管段24和圆锥台形的扩散段25，所述圆锥台形扩散段，所述圆锥台扩散段的锥面与圆锥收缩段的锥面圆心在同一轴上，且锥面相互对应。

所述的扰流管的介质混合腔出口端，有均匀分布着扰流孔的半球形扰流板28。

所述的发泡装置外壳体的腔体内部有一圆周的固定磁铁26。

所述的文丘里型的扰流管圆锥收缩段，腔体外壁上缠绕磁质管，或者是磁性金属管27，用来磁化溶液介质。

系统中所述的磁化泡沫发生装置，具体包括：

如图2所示，发泡溶液介质通过溶液介质入口18，进入溶液介质锥形腔22，在磁性管或者磁化金属管27的作用下，对发泡液进行初步磁化。初步磁化后的发泡溶液，通过圆柱形的喉管24，经过压缩，形成高速溶液射流，射流高速进入介质混合腔25。空气介质通过空气介质入口21，进入空气介质腔23。空气介质通过介质混合腔25圆锥形壁面上的联通孔29，进入介质混合腔25。在介质混合腔25内，空气介质和发泡液体进行湍流混合。靠近介质混合腔的出口端，有带有扰流孔的半球形板28，混合后的介质撞击带有孔的半球形扰流板28，一部分介质反弹发散，另一部分介质进入扰流孔内，并在出口处成膜发发泡，生成的泡沫从混合介质泡沫出口20喷出。整个泡沫生成过程，都在磁体26的磁化作用下进行。介质在混合腔内均匀混合，经过扰流孔板发泡，介质成膜率高，发泡倍数及泡沫均匀度较好。产生的泡沫，通过混合介质腔的出口20，进入双流体泡沫喷嘴中。

双流体磁化泡沫降尘方法的运行步骤：

首先打开第一调节阀门3和第二调节阀门7，打开水泵1，通过调节第一调节阀门3，使第一压力表4，第一流量计5，显示稳定的读数为压力0.2MPa～1Mpa，流量200L/h～800L/h。调节空气压力调节阀10，使第二压力表9显示稳定的读数为0.1MPa～0.8Mpa。同时调节第三调节阀门13和第四调节阀门14、第五调节阀门17，调节两条第一空气管路11和第二空气管路12中的空气流量，使第二流量计15和流量计16显示稳定的读数为160L/h～640L/h。双流体雾化泡沫喷嘴8所喷出的泡沫，喷洒到降尘用的地点，完成降尘工作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做等效变化或修饰，都应涵在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种双流体磁化泡沫降尘系统，其特征是：双流体磁化泡沫降尘系统，在井下除尘管路的发泡液体管路上，依次串联有水泵、第一调节阀门、第一压力表、第一流量计、磁化泡沫发生装置、第二调节阀门和双流体雾化喷嘴；井下压风管路上依次安装第二压力表和压力调节阀门；空气管路分为两路，第一空气管路中的空气，依次通过第三调节阀门和第二流量计连接到磁化泡沫发生装置的空气介质入口；

所述磁化泡沫发生装置包括扰流管和发泡装置壳体两个部分；发泡装置壳体的二端分别有溶液介质入口和混合介质出口，在发泡装置壳体的中间部位有空气介质入口；所述扰流管设置在发泡装置壳体内，发泡装置壳体与扰流管直接，形成了空气介质腔；扰流管沿着介质传播方向，依次分布有溶液介质腔、介质混合腔，在介质混合腔上设置有连通介质混合腔的连通孔，所述的连通孔是空气介质腔的连通孔；

所述的发泡装置壳体为圆柱桶形腔，扰流管为文丘里管型；所述文丘里管位于空气介质腔内，并和发泡装置壳体同轴设置，文丘里管沿着溶液介质输送的方向，依次包括圆锥收缩段，圆柱形喉管段和圆锥台形的扩散段，所述圆锥台扩散段的锥面与圆锥收缩段的锥面圆心在同一轴上，且锥面相互对应；

所述的扰流管的介质混合腔出口端，有均匀分布着扰流孔的半球形扰流板；

所述的发泡装置壳体的腔体内部有一圆周的固定磁铁；

所述的文丘里型的扰流管圆锥收缩段，腔体外壁上缠绕磁质管，或者是磁性金属管，用来磁化溶液介质；

系统中所述的磁化泡沫发生装置，具体包括：

发泡溶液介质通过溶液介质入口，进入溶液介质锥形腔，在磁性管或者磁化金属管的作用下，对发泡液进行初步磁化；初步磁化后的发泡溶液，通过圆柱形的喉管，经过压缩，形成高速溶液射流，射流高速进入介质混合腔；空气介质通过空气介质入口，进入空气介质腔；空气介质通过介质混合腔圆锥形壁面上的连通孔，进入介质混合腔；在介质混合腔内，空气介质和发泡液体进行湍流混合；靠近介质混合腔的出口端，有带有扰流孔的半球形板，混合后的介质撞击带有孔的半球形扰流板，一部分介质反弹发散，另一部分介质进入扰流孔内，并在出口处成膜发泡，生成的泡沫从混合介质泡沫出口喷出；整个泡沫生成过程，都在磁体的磁化作用下进行；介质在混合腔内均匀混合，经过扰流孔板发泡，介质成膜率高，发泡倍数及泡沫均匀度较好；产生的泡沫，通过混合介质腔的出口，进入双流体泡沫喷嘴中。

2.采用权利要求1所述的双流体磁化泡沫降尘系统的方法，其特征是：降尘系统的方法步骤为：

打开第一调节阀门和第二调节阀门，打开水泵，通过调节第一调节阀门，使第一压力表，第一流量计，显示稳定的读数为压力0.2MPa～1Mpa，流量200L/h～800L/h；调节空气压力调节阀，使第二压力表显示稳定的读数为0.1MPa～0.8Mpa；同时调节第三调节阀门和第四调节阀门、第五调节阀门，调节两条第一空气管路和第二空气管路中的空气流量，使第二流量计和流量计显示稳定的读数为160L/h～640L/h；双流体雾化泡沫喷嘴所喷出的泡沫，喷洒到降尘用的地点，完成降尘工作。