CN103878084A - 一种矿井采掘工作面超声雾化降尘装置 - Google Patents
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Abstract
一种矿井采掘工作面超声雾化降尘装置，适合在煤矿井下特殊环境中使用。它包括防尘空气压缩机、连接在防尘空气压缩机上的喷嘴，喷嘴上设有与水源相连接的超声雾化器；超声雾化器包括与水源相连接的水容器，水容器上设有超声波装置；在水容器两侧上设置两个超声波换能器，通过在其中一个超声波换能器与信号发生器之间设置反相器，使设置在水容器两侧的两个超声波换能器以反相频率发生高频振动，加强水容器中的超声波雾化效果；在空气压缩机进气口上设置不锈钢滤尘网，对进气口滤尘，同时在出气口上设置电磁阀B和吹尘喷嘴，可定期打开电磁阀B清除不锈钢滤尘网上积累的煤尘，使防尘空气压缩机可以持续正常工作。其结构简单、使用方便、降尘效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种降尘装置，尤其是一种适用于煤矿井下采掘工作面环境恶劣、煤尘严重的矿井采掘工作面超声雾化降尘装置。
背景技术
煤矿井下采掘工作面环境恶劣，煤尘严重，它不仅严重危及矿工的健康，而且还存在爆炸危险。现有的喷雾降尘方法大多是采用离心式或者是破碎式，也有部分采用超声雾化的研究，但是实际应用效果不理想，主要存在的问题是，目前采用非超声波原理的喷雾水的直径较大，不能充分吸附较细的煤尘；目前采用超声波的喷雾方法距离太短，不适应采掘工作面的远距离降尘；目前的超声波换能器雾化量小，而且使用寿命短，不适应长时间连续工作；超声波换能器的银电极在潮湿环境中容易腐蚀脱落。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、使用方便、降尘效率高、适合在煤矿井下特殊环境中使用的矿井采掘工作面超声雾化降尘装置。
为实现上述目的，本发明的矿井采掘工作面超声雾化降尘装置，包括防尘空气压缩机、连接在防尘空气压缩机上的喷嘴，所述的喷嘴上设有与水源相连接的超声雾化器；所述超声雾化器包括与水源相连接的水容器，水容器上设有超声波装置；
所述超声波装置包括设在水容器上下两侧的超声波换能器、与上下两侧超声波换能器串连在一起的超声波控制器，超声波控制器的输出端分别与上下两侧超声波换能器的输入端相连；
所述超声波控制器包括信号发生器，信号发生器上分别连接有两个功率放大器，其中一个功率放大器与信号发生器之间设有反相器，信号发生器输出信号至反相器和其中一个功率放大器的输入端，同时信号发生器输出信号输出接另一个功率放大器的输入端，两个功率放大器分别产生两个频率相同、相位相反的超声波驱动信号；
所述的防尘空气压缩机包括空气压缩机、设在空气压缩机进气口上的滤尘网，空气压缩机的出气口设有电磁阀A，电磁阀A的出口连接在喷嘴上。
所述的空气压缩机的出气口与电磁阀A之间设有三通，经三通连接有电磁阀B，电磁阀B上设有吹尘喷嘴，吹尘喷嘴的喷孔与滤尘网齐平。
所述的信号发生器采用型号为ICL8038的集成电路，反相器采用型号为CD406的集成电路，功率放大器采用EXB841模块电路。
所述的滤尘网为100-200目不锈钢材质的滤网。
所述的超声波换能器由厚度为1.2mm、直径为80mm的压电陶瓷，再利用磁控溅射工艺在压电陶瓷片表面镀上0.2mm厚的石墨烯、沉积铂镍合金电极制作而成；该压电陶瓷由纳米级的Pb3O4、ZrO2、TiO2为原料，按1:2:3的质量比例混合后添加质量比为3%的Bi2O3和5%的BaTiO3制成。
有益效果：由于采用了上技术方案，本发明适用于煤矿井下采掘工作面环境恶劣，煤尘严重的场合，消除安全隐患。解决目前采用非超声波原理的喷雾水的直径较大，不能充分吸附较细的煤尘的问题；可适应采掘工作面的远距离降尘，超声波换能器雾化量大，使用寿命长，并可长时间连续工作；其结构简单、使用方便、降尘效率高、适合在煤矿井下特殊环境中，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明超声雾化降尘装置的总体结构示意图；
图2是本发明超声雾化器的结构示意图；
图3是本发明超声波控制器的结构示意图；
图4是本发明防尘空气压缩机的结构示意图。
图中：l-水源；2-超声雾化器；3-防尘空气压缩机；4-喷嘴；5-水容器；6-超声波控制器；7-超声波换能器；8-信号发生器；9-反相器-10-功率放大器；11-空气压缩机；12-电磁阀A；13-电磁阀B；14-吹尘气管；15-吹尘喷嘴；16-滤尘网。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施作进一步的描述：
如图1所示，本发明的矿井采掘工作面的超声雾化降尘装置，包括相互连接的防尘空气压缩机3和喷嘴4，喷嘴4上设有与水源1相连接的超声雾化器2；所述超声雾化器2包括与水源1相连接的水容器5，水容器5上设有超声波装置，所述超声波装置由分别设在水容器5两侧的超声波换能器7和与超声波换能器7相连接的超声波控制器6构成，超声波控制器6的输出分别接入两个超声波换能器7的输入端；所述超声波控制器6由信号发生器8、反相器9和功率放大器10构成，信号发生器8上分别连接有两个功率放大器10，其中一个功率放大器10与信号发生器8之间设有反相器9，信号发生器8输出信号至反相器9和其中一个功率放大器10的输入端，信号发生器8的信号输出同时接另一个功率放大器10的输入端，使两个功率放大器10分别产生两个频率相同、相位相反的超声波驱动信号；所述的防尘空气压缩机3包括空气压缩机11，空气压缩机11的进气口上设有滤尘网16，所述的滤尘网16为100-200目不锈钢材质的滤网。空气压缩机11的出气口设有电磁阀A12，电磁阀A12的出口连接喷嘴4，所述的空气压缩机11的出气口与电磁阀A12之间设有三通，经三通连接有吹尘气管14，吹尘气管14上设有电磁阀B13，并设有吹尘喷嘴15，吹尘喷嘴15的喷孔与滤尘网16齐平。所述的信号发生器采用型号为ICL8038的集成电路，反相器采用型号为CD406的集成电路，功率放大器采用EXB841模块电路。所述的超声波换能器7由厚度为1.2mm、直径为80mm的压电陶瓷，再利用磁控溅射工艺在压电陶瓷片表面镀上0.2mm厚的石墨烯、沉积铂镍合金电极制作而成；该压电陶瓷由纳米级的Pb3O4、ZrO2、TiO2为原料，按1:2:3的质量比例混合后添加质量比为3%的Bi2O3和5%的BaTiO3制成。
工作原理：本发明在水容器两侧上设置两个超声波换能器，通过在其中一个超声波换能器与信号发生器之间设置反相器，从而使设置在水容器两侧的两个超声波换能器以反相频率发生高频振动，加强水容器中的超声波雾化效果；设置防尘空气压缩机，通过产生的高压空气将水容器中产生水雾喷出，在空气压缩机进气口上设置不锈钢滤尘网，对进气口滤尘，同时在出气口上设置电磁阀B和吹尘喷嘴，从而可以定期打开电磁阀B清除不锈钢滤尘网上积累的煤尘，从而使防尘空气压缩机可以持续正常工作。
Claims (5)
1.一种矿井采掘工作面超声雾化降尘装置，包括防尘空气压缩机（3）、连接在防尘空气压缩机（3）上的喷嘴（4），其特征在于：所述的喷嘴（4）上设有与水源（1）相连接的超声雾化器（2）；所述超声雾化器（2）包括与水源（1）相连接的水容器（5），水容器（5）上设有超声波装置；
所述超声波装置包括设在水容器（5）上下两侧的超声波换能器（7）、与上下两侧超声波换能器（7）串连在一起的超声波控制器（6），超声波控制器（6）的输出端分别与上下两侧超声波换能器（7）的输入端相连；
所述超声波控制器（6）包括信号发生器(8)，信号发生器（8）上分别连接有两个功率放大器（10），其中一个功率放大器（10）与信号发生器（8）之间设有反相器（9），信号发生器（8）输出信号至反相器（9）和其中一个功率放大器（10）的输入端，同时信号发生器（8）输出信号输出接另一个功率放大器（10）的输入端，两个功率放大器（10）分别产生两个频率相同、相位相反的超声波驱动信号；
所述的防尘空气压缩机（3）包括空气压缩机（11）、设在空气压缩机（11）进气口上的滤尘网（16），空气压缩机（11）的出气口设有电磁阀A（12），电磁阀A（12）的出口连接在喷嘴（4）上。
2. 根据权利要求1所述的矿井采掘工作面超声雾化降尘装置，其特征在于：所述的空气压缩机（11）的出气口与电磁阀A（12）之间设有三通，经三通连接有电磁阀B（13），电磁阀B（13）上设有吹尘喷嘴（15），吹尘喷嘴（15）的喷孔与滤尘网（16）齐平。
3. 根据权利要求1所述的矿井采掘工作面超声雾化降尘装置，其特征在于：所述的信号发生器采用型号为ICL8038的集成电路，反相器采用型号为CD406的集成电路，功率放大器采用EXB841模块电路。
4. 根据权利要求1所述的矿井采掘工作面超声雾化降尘装置，其特征在于：所述的滤尘网（16）为100-200目不锈钢材质的滤网。
5. 根据权利要求1所述的矿井采掘工作面超声雾化降尘装置，其特征在于：所述的超声波换能器（7）由厚度为1.2mm、直径为80mm的压电陶瓷，再利用磁控溅射工艺在压电陶瓷片表面镀上0.2mm厚的石墨烯、沉积铂镍合金电极制作而成；该压电陶瓷由纳米级的Pb3O4、ZrO2、TiO2为原料，按1:2:3的质量比例混合后添加质量比为3%的Bi2O3和5%的BaTiO3制成。
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