CN103696767B - 一种掘进机机载泡沫降尘支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掘进机机载泡沫降尘支架，由弧形主体（2）构成的支架主体（13）直接安装于掘进机截割臂（12）之上；在弧形主体（2）上安装有泡沫入口接头（1），弧形主体（2）的出液口处通过固定法兰（4）和螺栓（5）固定有球形喷嘴安装底座（3）；弧形主体（2）的两端分别通过连接轴（6）连接有连接块（7），通过连接块（7）和连接螺杆（8）将弧形主体（2）连接成支架主体（13）。本发明缩短了泡沫喷嘴与产尘关键区域的距离，避免了因为喷射距离过长而导致泡沫流场的分岔现象，降低了泡沫用量，提高泡沫利用率；同时便于调节，稳固耐用，适用于不同型号的掘进机。

Description

一种掘进机机载泡沫降尘支架

技术领域

本发明涉及一种掘进机机载泡沫降尘支架，属于煤矿安全技术领域，尤其适用于煤矿掘进工作面的泡沫降尘。

背景技术

随着我国采煤机械化程度的提高，煤炭产量大幅提升的同时工作面的产尘量也成倍增加。粒径10微米以下的粉尘能够在矿井空气中长期悬浮，被吸入人体后会滞留在肺泡中，引发尘肺病等一系列疾病。同时，由于煤是可燃物，破碎形成的煤尘比表面积增加上千倍，与氧气的反应速率大大提高，研究表明，一定浓度的煤尘在空气中遇到点火源有发生爆炸的危险。我国是世界上尘肺病发病人数最高的国家，多年来我国的尘肺病防治工作一直受到国际社会的诟病。煤矿开采行业是尘肺病发病的重灾区，并且由于粉尘浓度超标而导致的煤尘爆炸在我国也时有发生。提高矿井除尘效率是保障劳动人员的人身安全和身体健康的基本要求。

目前比较成熟的除尘措施包括通风除尘、除尘器除尘、煤层注水、喷雾除尘、泡沫除尘等。通风除尘能够利用风流稀释和排出一定量的粉尘，但是除尘效果有限，对呼吸性粉尘的抑制效果不佳，并且矿井中的风流时常发生变化，导致通风除尘的效果不稳定；除尘器运行稳定、对大颗粒粉尘的抑制效果较好，但除尘器体积庞大，对呼吸性粉尘抑制效果有限；煤层注水对粉尘的产生有一定的抑制作用，但是工序较为复杂，除尘效率同样难以达到要求；喷雾除尘技术的除尘效果比较稳定、运行和维护比较简单，但受到除尘机理的限制，小颗粒的粉尘难以被水润湿，除尘效率难以进一步提高；泡沫除尘技术具有设备体积小、运行方便、容易维护的优点，更重要的是发泡液中的表面活性剂能够显著降低水的表面张力，提高液体与粉尘间的亲和程度，特别对于颗粒极小的呼吸性粉尘有良好的润湿和粘附效果，并且经过发泡装置产生的泡沫，发泡倍数达到数十倍，不仅用水量少而且覆盖面积大、连续性强，对粉尘源形成面状的包裹层，使得泡沫与粉尘的接触几率大大提高。

煤矿掘进工作面是矿井中最主要的产尘点之一，产尘量大。掘进机截割头所在位置是产尘的关键区域，现有的泡沫降尘喷嘴都布置在掘进机主体的前端，由于掘进机主体横截面呈矩形且面积较大，因而喷嘴的布置位置往往不均匀且喷嘴间的距离较大，使得泡沫的覆盖区域远远大于甚至偏离产尘的关键区域，泡沫利用率低，一旦粉尘从产尘点逃逸，捕集就更加困难；此外掘进机主体与截割头的距离较远，泡沫流场会随着喷射距离的增大而发生扩散、分岔，形成空洞和薄弱面，以至于难以对产尘的掘进机截割头形成严密、有效的包裹、覆盖。以上原因导致现有的泡沫除尘设备泡沫用量较大、除尘效果难以进一步提高；此外由于煤矿现场使用的掘进机型号多种多样，掘进机主体的形状和尺寸也有差异，使得每次使用喷嘴的个数和喷嘴安装的位置都要根据不同的掘进机型号重新测量、设计、调试，安装周期长；并且由于各个喷嘴之间的距离较远，布置的整体保护罩占用空间大，安装困难、遮挡视线且强度不足，喷嘴容易因为振动和碰撞而发生损坏和松动，现有设备的可靠性不高、耐用性不强；现有的喷嘴安装完成后无法方便地调整喷射角度，为设备的调试和检修带来极大的不便。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种掘进机机载泡沫降尘支架，大大缩短泡沫喷嘴与产尘关键区域的距离，避免因为喷射距离过长而导致泡沫流场的分岔现象，降低泡沫用量，提高泡沫利用率；同时便于调节，稳固耐用，能够用于不同型号的掘进机。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：由弧形主体构成的支架主体直接安装于掘进机主体的截割臂之上；

在所述弧形主体上安装有泡沫入口接头，弧形主体的出液口处通过固定法兰和螺栓固定有球形喷嘴安装底座；球形喷嘴安装底座能够在一定角度范围内进行转动，从而调节泡沫喷嘴的喷射角度。

所述弧形主体的两端分别通过连接轴连接有连接块，通过连接块和连接螺杆将弧形主体连接成支架主体。

所述泡沫入口接头的其中一端是外螺纹，与弧形主体的进液口连接，另一端是快速接头，连接输送泡沫的高压软管。

所述弧形主体内部设有导液腔，导液腔使进液口与出液口连通，进液口处设有内螺纹，与泡沫入口接头连接；出液口呈一个内凹的半球面，使球形喷嘴安装底座与出液口紧密接触。

所述球形喷嘴安装底座为一个金属球沿直径被钻开一个导液孔，孔的一端设有内螺纹，用于连接泡沫喷嘴，另一端与弧形主体的内凹半球出液口紧密接触并连通；球形喷嘴安装底座能够在其导液孔与弧形主体的内凹半球出液口连通的情况下，在一定角度范围内进行转动。

在所述弧形主体的内侧中部安装有橡胶垫。

在所述弧形主体的喷嘴安装处焊接有保护罩，保护罩的长度稍大于喷嘴长度，且保护罩不会限制泡沫射流的覆盖范围。

所述连接轴的中部设有固定槽，所述连接螺杆上两端的螺纹旋转方向相反，连接块的一端是与连接螺杆连接的内螺纹，另一端是与连接轴连接的连接圆孔，连接圆孔的侧面设有螺纹孔，通过螺栓顶住连接轴中部的固定槽，将连接轴固定在连接圆孔内；支架主体安装完成后，顶住连接轴上固定槽的螺栓处于弧形主体与连接块的夹缝中，当螺栓有松动的趋势时，弧形主体会顶住螺栓尾部防止其松动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的泡沫降尘支架直接安装在掘进机的截割臂之上，缩短了泡沫喷嘴与产尘关键区域的距离，避免了因为喷射距离过长而导致泡沫流场的分岔现象；并且数个喷嘴沿圆周方向均匀布置，能够360度严密包裹掘进机截割头，增加了粉尘与泡沫的碰撞几率，直接在产尘点消灭粉尘，降低了泡沫用量，提高了泡沫利用率；

2、本发明采用的球形喷嘴安装底座不仅能够与弧形主体上球面状的液体出口紧密地接触，而且能够方便地调节喷嘴的角度，调节好角度后通过固定法兰锁紧后，喷嘴的角度能够保持不变，不会漏液；

3、本发明弧形主体内的导液腔容积大、形状设计合理，泡沫在导液腔中不会形成强烈的湍流，泡沫损耗低，同时液体流过的通道截面积足够大，不会发生堵塞；

4、本发明弧形主体上的橡胶垫受压能够产生形变，使得弧形主体能够与截割臂直径不同的掘进机紧密地接触，并且有利于缓冲掘进机工作时产生的振动；

5、本发明弧形主体上安装喷嘴的位置都设计了坚固的保护罩，既能够保证喷嘴不受到岩石的碰撞又不限制泡沫射流的覆盖范围；

6、本发明设计的连接螺杆以及连接块通过连接轴与弧形主体的连接方式，不仅使得设备安装更加方便，而且避免了支架的松动，使得支架使用时间长、性能稳定。

附图说明

图1是支架主体的示意视图；

图2是弧形主体的侧视图；

图3是支架主体的安装示意图。

图中：1、泡沫入口接头，2、弧形主体，3、球形喷嘴安装底座，4、固定法兰，5、螺栓，6、连接轴，7、连接块，8、连接螺杆，9、橡胶垫，10、保护罩，11、掘进机主体，12、掘进机截割臂，13、支架主体，14、掘进机截割头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1、图2和图3所示，本发明设计的一种掘进机机载泡沫降尘支架是由弧形主体2构成的支架主体13直接安装于掘进机的截割臂12之上；

在所述弧形主体2上安装有泡沫入口接头1，弧形主体2的出液口处通过固定法兰4和螺栓5固定有球形喷嘴安装底座3；

所述弧形主体2的两端分别通过连接轴6连接有连接块7，通过连接块7和连接螺杆8将弧形主体2连接成支架主体13。

进一步，所述泡沫入口接头1的其中一端是外螺纹，与弧形主体2的进液口连接，另一端是快速接头，连接输送泡沫的高压软管；

所述弧形主体2内部设有导液腔，导液腔使进液口与出液口连通，进液口处设有内螺纹，与泡沫入口接头1连接；出液口呈一个内凹的半球面，使球形喷嘴安装底座3与出液口紧密接触，以达到不漏液的效果，并且这种结构使得球形喷嘴安装底座3能够在一定角度范围内进行转动，从而调节泡沫喷嘴的喷射角度。

进一步，所述球形喷嘴安装底座3为一个金属球沿直径被钻开一个导液孔，孔的一端设有内螺纹，用于连接泡沫喷嘴，另一端与弧形主体2的内凹半球出液口紧密接触并连通。

进一步，在所述弧形主体2的内侧中部安装有橡胶垫9，该橡胶垫9能够受压产生形变，使支架主体13能够与直径不同的截割头、截割臂紧密接触，并且有利于缓冲掘进机工作时产生的震动。

进一步，在所述弧形主体2的喷嘴安装处焊接有保护罩10，保护罩10的长度稍大于喷嘴长度，其直径足够大，不会限制泡沫射流的覆盖范围。

进一步，所述连接轴6的中部设有固定槽，所述连接螺杆8上两端的螺纹旋转方向相反，连接块7的一端是与连接螺杆8连接的内螺纹，另一端是与连接轴6连接的连接圆孔，连接圆孔的侧面设有螺纹孔，通过螺栓5顶住连接轴6中部的固定槽，将连接轴6固定在连接圆孔内。将弧形主体2通过连接轴6与连接块7连接好后，转动连接块7能够使固定连接轴6的螺栓5进入弧形主体2的连接槽中，连接槽壁能够顶住螺栓5的尾部，使得螺栓5不发生松动；当弧形主体2连接构成支架主体13时，螺栓5同样会被弧形主体2的连接槽壁顶住，不松动。所述连接螺杆8上两端的螺纹旋转方向相反，并分别配有螺母，将连接螺杆8两端同时插入连接块7的内螺纹孔中并沿同一方向旋转，连接螺杆8能够同时旋入连接块7中，旋转到位后能够用螺母将连接螺杆8锁死。当弧形主体2连结构成支架主体3时，如果其中一个连接螺杆8有松动的趋势，其他连接螺杆8便会受到挤压，从而形成反作用力而阻止该连接螺杆8的松动。

本发明的工作过程是：将支架主体13安装在掘进机主体11上的截割臂12之上，在泡沫入口接头1上接入输送泡沫的高压软管，然后在球形喷嘴安装底座3上旋入泡沫喷嘴，打开开关喷射降尘泡沫，观察泡沫对截割头的包裹效果，根据情况调节喷嘴角度，使泡沫包裹效果达到最佳，最后锁紧固定法兰4上的螺栓5，在掘进机进行掘进作业时启动泡沫发生装置进行除尘。

本发明经过现场试验，在未使用本发明进行掘进作业时，掘进司机处能见度低于0.8m，即使利用矿灯直射煤壁也难以观察到截割头截割煤壁时的情况；使用本发明进行掘进作业时，除尘泡沫对截割头实现了良好的包裹效果，整个煤壁的截割情况清晰可见，白色的泡沫不仅包裹住了掘进机钻头并且喷射到了煤壁上，大大提高了与粉尘的接触几率，直接在产尘点消灭了粉尘。

Claims (5)

1.一种掘进机机载泡沫降尘支架，其特征在于，由弧形主体(2)构成的支架主体(13)直接安装于掘进机的截割臂(12)之上；

在所述弧形主体(2)上安装有泡沫入口接头(1)，弧形主体(2)的出液口处通过固定法兰(4)和螺栓(5)固定有球形喷嘴安装底座(3)；

所述弧形主体(2)的两端分别通过连接轴(6)连接有连接块(7)，通过连接块(7)和连接螺杆(8)将弧形主体(2)连接成支架主体(13)；

所述连接轴(6)的中部设有固定槽，所述连接螺杆(8)上两端的螺纹旋转方向相反，连接块(7)的一端是与连接螺杆(8)连接的内螺纹，另一端是与连接轴(6)连接的连接圆孔；

在连接块(7)上的连接圆孔侧面设有螺纹孔，通过螺栓(5)顶住连接轴(6)中部的固定槽，将连接轴(6)固定在连接圆孔内，支架主体(13)安装完成后，顶住连接轴(6)上固定槽的螺栓(5)处于弧形主体(2)与连接块(7)的夹缝中。

2.根据权利要求1所述的一种掘进机机载泡沫降尘支架，其特征在于，所述泡沫入口接头(1)的其中一端是外螺纹，与弧形主体(2)的进液口连接，另一端是快速接头，连接输送泡沫的高压软管；

所述弧形主体(2)内部设有导液腔，导液腔使进液口与出液口连通，进液口处设有内螺纹，与泡沫入口接头(1)连接；出液口呈一个内凹的半球面，使球形喷嘴安装底座(3)与出液口紧密接触。

3.根据权利要求1或2所述的一种掘进机机载泡沫降尘支架，其特征在于，所述球形喷嘴安装底座(3)为一个金属球沿直径被钻开一个导液孔，孔的一端设有内螺纹，用于连接泡沫喷嘴，另一端与弧形主体(2)的内凹半球出液口紧密接触并连通。

4.根据权利要求3所述的一种掘进机机载泡沫降尘支架，其特征在于，在所述弧形主体(2)的内侧中部安装有橡胶垫(9)。

5.根据权利要求4所述的一种掘进机机载泡沫降尘支架，其特征在于，在所述弧形主体(2)的喷嘴安装处焊接有保护罩(10)，保护罩(10)的长度稍大于喷嘴长度。