CN103939096B - 一种掘进机内喷泡沫除尘系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掘进机内喷泡沫除尘系统，包括泡沫制备系统（1）、泡沫配送系统（2）、泡沫终端喷射系统（3）、压水管路（9）和压风管路（10），泡沫制备系统通过永磁起重器（4）固定安装在掘进机机盖上，并通过泡沫输送管与泡沫配送系统连接；泡沫输送管安装在掘进机护板的下侧；泡沫配送系统内置于掘进机截割臂中；压水管路和压风管路均与泡沫制备系统连接。本发明利用泡沫的可堆积性，使射出的泡沫持续覆盖、堆积在截齿上，使其在泡沫的包裹内作业，湿润煤岩体和抑制粉尘产生，从源头上减少粉尘的产生，具有除尘效果好、耗水量少的独特优势，同时能够冲淡瓦斯、冷却截齿和消除火花，降低截齿更换频率，杜绝瓦斯、煤尘爆炸的发生。

Description

一种掘进机内喷泡沫除尘系统

技术领域

本发明涉及一种泡沫发生装置，具体是一种掘进机内喷泡沫除尘系统，属于泡沫发生装置领域。

背景技术

随着煤矿井下巷道机械化掘进技术的发展，不断更新的掘进机功率越来越大，掘进强度越来越大，产尘量逐渐增多，在截割过程中，截割头在煤岩体内高速旋转，截齿温度高，容易摩擦出现火花，诱发煤尘、瓦斯爆炸，这不仅制约了煤矿的安全生产，而且极大程度地威胁着作业人员的生命健康。

目前掘进工作面采用的除尘手段主要有通风排尘、喷雾除尘或化学抑尘等措施，但这些措施受制于技术本身缺陷或者作业点实际情况，技术实施过程中，普遍存在除尘效率低，适用性不强的缺陷。其中，喷雾除尘以其使用灵活、操作简易的特点，已成为掘进作业过程中最为主要的除尘手段，但受制于恶劣的作业环境，掘进机外喷雾存在水压需求大，耗水量多，喷头易损坏，雾化效果难以控制的弊端；而掘进机内喷雾在很大程度上避开了这些缺点，通过将管路内置于掘进机截割臂内部，并将喷头直接布置在截割头的最前端，对准尘源喷射，具有除尘效果好、耗水量小的特点，同时可以冲淡瓦斯、冷却截齿和消除火花，但是其应雾化要求，喷头口径通常在1.5～2mm，喷头容易堵塞，而且由于雾化所需的高水压使得设置于截割臂内部的供水管路极不稳定。传统的化学抑尘结构简单，稳定可靠，但是距离尘源较远，粉尘已经扩散开，降尘效果较差，且泡沫利用率较低。

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内喷泡沫除尘系统，其泡沫制备配送简单、喷头不易堵塞、除尘效率高、安装操作。

为了实现上述目的，本掘进机内喷泡沫除尘系统包括包括泡沫制备系统、泡沫配送系统、泡沫终端喷射系统、压水管路和压风管路，所述泡沫制备系统通过永磁起重器固定安装在掘进机机盖上，并通过泡沫输送管与泡沫配送系统连接；所述泡沫输送管安装在掘进机护板的下侧；所述泡沫配送系统内置于掘进机截割臂中；所述泡沫终端喷射系统设于掘进机截割头中部，所述压水管路和压风管路均与泡沫制备系统连接。

所述泡沫制备系统包括水接头、风接头、比例混合器、发泡器和泄压阀，所述水接头通过水管路与比例混合器水平连接，水管路上布置有过滤器I和调节阀I；所述比例混合器的进液口端连接有发泡剂吸液管路，发泡剂吸液管路上布置有过滤器III、微量调控阀；所述风接头通过风管路与发泡器水平连接，风管路上布置有过滤器II和调节阀II；所述发泡器与比例混合器的出口端垂直连接；所述泄压阀安装在发泡器出口处泡沫输出管路的末端；所述压水管路与水接头连接；所述压风管路与风接头连接。

所述泡沫配送系统包括进水套和内置在掘进机截割主轴内的中心导水管，所述进水套设在掘进机截割主轴与掘进机截割臂之间，掘进机截割臂的端部开有与中心导水管相通的导水孔，掘进机截割主轴、进水套和掘进机截割臂上开有与中心导水管相通的通孔，通孔处安装有管路，管路一端的泡沫入口、中心导水管、导水孔和水腔之间相互贯通；掘进机截割臂的下方、靠近进水套处设有漏水塞。

所述泡沫终端喷射系统包括喷头基座和安装在喷头基座上的内喷泡沫专用喷头，所述喷头基座安装在掘进机截割头的中部，与水腔连通；所述喷头基座与内喷泡沫专用喷头之间螺纹连接或者通过快接形式连接。

所述内喷泡沫专用喷头为中心通孔结构，孔径为6～8mm，孔的两侧设有防止堵塞的过滤网。

与现有技术相比，本发明通过掘进机内喷泡沫的方式，优选了化学抑尘中泡沫的覆盖面积大、湿润性强、黏附性好、喷射量大的优势，克服了内喷雾需要雾化喷头口径小、喷头易损坏、高压配送系统不稳定的劣势。将泡沫从截割头上内喷泡沫专用喷头对着尘源进行喷射，利用泡沫的可堆积性，使射出的泡沫持续堆积、覆盖在截齿上，使其在泡沫的包裹内作业，湿润煤岩体和抑制粉尘产生，从源头上减少粉尘的产生，尤其是对呼吸性粉尘，除尘效果更好，而且耗水量小，可大幅减少作业点的用水量，减少掘进机因下陷，工作条件恶劣等一系列问题。同时，该技术能够有效冲淡瓦斯、冷却截齿和消除火花，不仅降低了截齿的更换频率，更加杜绝了瓦斯、煤尘爆炸的发生。此外，泡沫制备系统是通过永磁起重器固定在掘进机机盖上，稳固性好且移动便捷，很大程度上方便了设备的安装和维护。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中泡沫制备系统的结构示意图；

图3为本发明中泡沫配送系统的结构示意图；

图4为本发明中快接形式内喷泡沫专用喷头的主示图；

图5为本发明中快接形式内喷泡沫专用喷头的俯视图；

图6为本发明中螺纹连接式内喷泡沫专用喷头的主示图；

图7为本发明中螺纹连接式内喷泡沫专用喷头的俯视图。

图中：1、泡沫制备系统，2、泡沫配送系统，3、泡沫终端喷射系统，4、永磁起重器，5、泡沫输送管，6、掘进机护板，7、掘进机截割臂，8、掘进机截割头，9、压水管路，10、压风管路，11、水接头，12、风接头，13-1、过滤器I，13-2、过滤器II，13-3、过滤器III，14-1、调节阀I，14-2、调节阀II，15、微量调控阀，16、比例混合器，17、发泡器，18、泄压阀，19、掘进机截割主轴，20、泡沫入口，21、中心导水管，22、导水孔，23、水腔，24、进水套，25、喷头基座，26、漏水塞，27、内喷泡沫专用喷头，28、过滤网。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明一种掘进机内喷泡沫除尘系统，包括包括泡沫制备系统1、泡沫配送系统2、泡沫终端喷射系统3、压水管路9和压风管路10，所述泡沫制备系统1通过永磁起重器4固定安装在掘进机机盖上，并通过泡沫输送管5与泡沫配送系统2连接；所述泡沫输送管5安装在掘进机护板6的下侧；所述泡沫配送系统2内置于掘进机截割臂7中；所述泡沫终端喷射系统3设于掘进机截割头8中部，所述压水管路9和压风管路10均与泡沫制备系统1连接。

如图2所示，所述泡沫制备系统1包括水接头11、风接头12、比例混合器16、发泡器17和泄压阀18，所述水接头11通过水管路与比例混合器16水平连接，水管路上布置有过滤器I13-1和调节阀I14-1；所述比例混合器16的进液口端连接有发泡剂吸液管路，发泡剂吸液管路上布置有过滤器III13-3、微量调控阀15；所述风接头12通过风管路与发泡器17水平连接，风管路上布置有过滤器II13-2和调节阀II14-2；所述发泡器17与比例混合器16的出口端垂直连接；所述泄压阀18安装在发泡器17出口处泡沫输出管路的末端；所述压水管路9与水接头11连接；所述压风管路10与风接头12连接。工作时，压力水通过比例混合器16中的射流部件后，在比例混合器16的内部形成一个负压空间，可以将发泡剂通过过滤器III13-3、微量调控阀15吸入比例混合器16中与水混合均匀形成发泡液。发泡液随管路垂直进入发泡器17，进风管水平接入发泡器17，在风流紊动、边界卷吸的作用下，经过发泡器中的扰流部件，将发泡液与空气混合均匀生成泡沫。同时，泡沫管路出口处安装的泄压阀18，正常情况下泡沫可以通过泡沫出口顺利输出，在泡沫配送系统或泡沫专用喷头堵塞的情况下，泄压阀18可以将残余的压力卸掉，有效避免了高压对掘进机截割头8内部旋转密封等部件的破坏。

如图3所示，所述泡沫配送系统2包括进水套24和内置在掘进机截割主轴19内的中心导水管21，所述进水套24设在掘进机截割主轴19与掘进机截割臂7之间，掘进机截割臂7的端部开有与中心导水管21相通的导水孔22，掘进机截割主轴19、进水套24和掘进机截割臂7上开有与中心导水管21相通的通孔，通孔处安装有管路，管路一端的泡沫入口20、中心导水管21、导水孔22和水腔23之间相互贯通；掘进机截割臂7的下方、靠近进水套24处设有漏水塞26。泡沫充满水腔24之后，会从与水腔24连接的喷头基座25上固定的内喷泡沫专用喷头27喷出。泡沫配送系统2中掘进机截割臂7下方设置的漏水塞，可保证在进水套或其他密封部件失效之后，泄露泡沫的排出，防止泡沫进入掘进机截割臂7内的轴承，提高了泡沫配送系统的可靠性，具有非常强的原始创新性。

所述泡沫终端喷射系统3包括喷头基座25和安装在喷头基座25上的内喷泡沫专用喷头27，所述喷头基座25安装在掘进机截割头8的中部，与水腔23连通；如图4至图7所示，所述喷头基座25与内喷泡沫专用喷头27之间螺纹连接或者通过快接形式连接。

其中，所述内喷泡沫专用喷头27为中心通孔结构，孔径为6～8mm，孔的两侧设有防止堵塞的过滤网28，过滤网28不仅可以阻挡粉尘进入内喷泡沫专用喷头27以及泡沫配送系统2中，还可以对泡沫进行二次发泡。

掘进机开始截割煤岩时，可以打开泡沫制备系统1风水管路上的调节阀14和发泡剂管路上的微量调控阀15，泡沫制备系统1开始工作，生成大量优质的除尘泡沫。泡沫通过泡沫配送系统2稳定的送至掘进机截割头8上的泡沫终端喷射系统3，利用泡沫的可堆积性，使射出的泡沫持续堆积在截齿上，使其在泡沫的包裹内作业，湿润煤岩体和抑制粉尘产生，从源头上减少粉尘的产生，同时冷却截齿、消除火花、冲淡煤尘瓦斯，系统具有较强的本质安全性，操作方便，可靠性高。而将泡沫输送管路设于掘进机护板下侧，可以防止泡沫输送管被垮落的煤岩砸毁，保证了设备的高效稳定的运行。

Claims (3)

1.一种掘进机内喷泡沫除尘系统，其特征在于，包括泡沫制备系统(1)、泡沫配送系统(2)、泡沫终端喷射系统(3)、压水管路(9)和压风管路(10)，所述泡沫制备系统(1)通过永磁起重器(4)固定安装在掘进机机盖上，并通过泡沫输送管(5)与泡沫配送系统(2)连接；所述泡沫输送管(5)安装在掘进机护板(6)的下侧；所述泡沫配送系统(2)内置于掘进机截割臂(7)中；所述泡沫终端喷射系统(3)设于掘进机截割头(8)中部，所述压水管路(9)和压风管路(10)均与泡沫制备系统(1)连接；所述泡沫制备系统(1)包括水接头(11)、风接头(12)、比例混合器(16)、发泡器(17)和泄压阀(18)，所述水接头(11)通过水管路与比例混合器(16)水平连接，水管路上布置有过滤器I(13-1)和调节阀I(14-1)；所述比例混合器(16)的进液口端连接有发泡剂吸液管路，发泡剂吸液管路上布置有过滤器III(13-3)、微量调控阀(15)；所述风接头(12)通过风管路与发泡器(17)水平连接，风管路上布置有过滤器II(13-2)和调节阀II(14-2)；所述发泡器(17)与比例混合器(16)的出口端垂直连接；所述泄压阀(18)安装在发泡器(17)出口处泡沫输出管路的末端；所述压水管路(9)与水接头(11)连接；所述压风管路(10)与风接头(12)连接；所述泡沫配送系统(2)包括进水套(24)和内置在掘进机截割主轴(19)内的中心导水管(21)，所述进水套(24)设在掘进机截割主轴(19)与掘进机截割臂(7)之间，掘进机截割臂(7)的端部开有与中心导水管(21)相通的导水孔(22)，掘进机截割主轴(19)、进水套(24)和掘进机截割臂(7)上开有与中心导水管(21)相通的通孔，通孔处安装有管路，管路一端的泡沫入口(20)、中心导水管(21)、导水孔(22)和水腔(23)之间相互贯通；掘进机截割臂(7)的下方、靠近进水套(24)处设有漏水塞(26)。

2.根据权利要求1所述的一种掘进机内喷泡沫除尘系统，其特征在于，所述泡沫终端喷射系统(3)包括喷头基座(25)和安装在喷头基座(25)上的内喷泡沫专用喷头(27)，所述喷头基座(25)安装在掘进机截割头(8)的中部，与水腔(23)连通；所述喷头基座(25)与内喷泡沫专用喷头(27)之间螺纹连接或者通过快接形式连接。

3.根据权利要求2所述的一种掘进机内喷泡沫除尘系统，其特征在于，所述内喷泡沫专用喷头(27)为中心通孔结构，孔径为6～8mm，孔的两侧设有防止堵塞的过滤网(28)。