CN103953385B - 一种矿用活性磁化水降尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用活性磁化水降尘装置，该装置包括隔磁箱、储液箱、进水管、进风管、磁化器、流量计、风量控制阀、水量控制阀、进风开关、进水开关、进风口、出液口、活性磁化器进水口，出水口、活性磁化水输送管及磁化水分配器等部件相连通。本发明采用的“Z”字型多层静磁场，使得流动的水能够得到连续磁化，并增加了磁化时间，避免水与磁场接触时间较短得不到充分磁化的问题，该装置集化学活化和物理磁化为一体，基于井下现有的风、水动力，具有本质安全、能耗低、操作方便、集成度高的特点。适用于井下各个位置，除尘效率高，操作方便。

Description

一种矿用活性磁化水降尘装置

技术领域

本发明涉及一种煤矿降尘装置，具体涉及一种矿用活性磁化水降尘装置,属于煤矿防尘技术装备领域。

背景技术

近年来，国家对职业健康越来越重视，煤矿井下存在着各种粒径大小的粉尘，目前井下除尘方式有喷雾除尘、泡沫除尘、通风除尘等，但这些除尘方式存在着作业工序复杂、除尘效率低等弊端。虽然喷雾除尘广泛用于煤矿井下，由于水雾捕捉粉尘的能力有限，对于PM2.5或者更小粒径的粉尘效果差，主要是由于水的表面张力及湿润性限制其捕捉粉尘的能力。

为了降低水的表面张力，增强湿润性，提高水的捕尘效果，提出了采用活性磁化水来降尘。目前，就磁化装置而言，大多用于人的饮用水，磁化要求不高，且磁化装置尚未用于磁化煤矿井下水的除尘。磁化装置的磁场主要有静磁场和电磁场两种，然而大多数都是静磁场，依据切割磁感线的原理达到磁化的目的，这种磁化方式虽然简单，但是磁化效果很不理想，并且磁场强度较低，且不易调节，也容易发生退磁现象；后者通过激磁电流产生磁场，磁场强度可调，但构造较复杂，且存在安全问题。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种矿用活性磁化水降尘装置，该装置结构和制造工艺简单，且本质安全、磁化效果好。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种矿用活性磁化水降尘装置，该装置包括隔磁箱和储液箱，所述隔磁箱与储液箱之间通过隔板进行隔开，所述储液箱的顶部设置有加液漏斗，加液漏斗上设有可控制开关；储液箱上设置有进水管和进风管，所述进水管上依次设置有进水开关、水量控制阀和流量计三，所述流量计三通过单向阀二与磁化器进水口连接；进水管通过单向阀一与流量计二的一端连接，流量计二的另一端设置有出液口；所述进风管上依次设置有进风开关、风量控制阀、流量计一和进风口；所述隔磁箱内设置有磁化器；所述装置还包括活性磁化水输送管，且活性磁化水输送管的一端为磁化器出水口，另一端为磁化水分配器。

作为本发明的进一步改进，所述磁化器包括玻璃板小室和永磁体；在横向上n₂个玻璃板小室组成一层，并且在竖向上分布有n₁层上述的玻璃板小室层，n₁层玻璃板小室层在磁化室内成“Z”字型分布，即：相邻的上下两层玻璃板小室层左右错位分布，形成“Z”字型磁化通道；所述每个玻璃板小室内镶嵌有永磁体；每一层的永磁体形成磁化层，且每相邻的两个磁化层之间形成磁化腔；永磁体磁场强度呈现线性或者波浪式。当然，永磁通道还有其他形状，如一字型排列和圆柱型四周排列，但是这些排列方式造成了在设计比较大的装置时，要求其长度要足够长，给煤矿井下造成了安全隐患同时妨碍了生产的进行；同时实验室实验设计时，这种排列方式磁场方向是固定不变的。然而Z字型排列方式相邻磁化层的磁场方向是相反的，同时相邻磁化层间的水流缓冲变向，都有利于变静磁场为震荡磁场的作用。

作为本发明的进一步改进，所述n₁≥4，n₂≥10；当然根据实际需要及水流量大小的需求，可以适量的增加层数和长度，但是总体长度可以控制在一米内。

作为本发明的进一步改进，所述每一层的永磁体按照极性同向来放置，且与相邻层的永磁体的极性相异。

作为本发明的进一步改进，所述储液箱内存储的液体为阴离子型表面活性剂溶液。

作为本发明的进一步改进，所述的表面活性剂溶液为十二烷基磺酸钠。选择十二烷基磺酸钠是根据煤矿除尘成本，选择的一种价格实惠但效果又明显的活性剂，相对而言是最佳选择。

作为本发明的进一步改进，所述磁化器的每层玻璃板小室层上分别设置有保护盖。

作为本发明的进一步改进，所述玻璃板小室所采用的玻璃为磁性玻璃。

作为本发明的进一步改进，所述磁化水分配器有若干个分配头，且每个分配头为可活动调节的分配头；所述每相邻的两个分配头之间的夹角为60°或90°。

本发明的有益效果是：一种矿用活性磁化水降尘装置，该装置制作工艺简单，无需电源，具有本质安全、操作简单、重量轻和防爆性能好的特点。产生活性磁化水简单方便，除尘效果较好，并且能根据不同水质的水进行更换永磁体以及合理布置永磁体的磁场，使磁化装置得到优化，达到更好的产生活性磁化水的效果。本发明采用的“Z”字型多层静磁场，使得流动的水能够得到连续磁化，并增加了磁化时间，避免水与磁场接触时间较短得不到充分磁化的问题，同时水的磁化路径是变化的磁场方向在不断的变化，同时根据实验效果检测，每层的磁场强度也可以按照线性或者波浪式变化的趋势布置永磁体，产生一种振动的磁场，达到交变磁化的目的，能够使水分子与磁场形成一种共振系统，更加有利于水的磁化，同时避免因为磁场强度过大或者过小达不不到磁化的效果。

而且该装置集化学活化和物理磁化为一体，基于井下现有的风、水动力，具有本质安全、能耗低、操作方便、集成度高的特点。适用于井下各个位置，除尘效率高，操作方便。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的后视图；

图3是本发明磁化器的立体结构示意图；

图4是本发明磁化层的正视图；

图5是本发明的一个磁化层保护盖的正视图；

图6是本发明磁化室正视图及磁感线分布图。

图中：1、进风开关，2、进水开关，3、流量计一，4、风量控制阀，5、进水管，6、进风管，7、水量控制阀，8、进风口，9、出液口，10、流量计二，11、单向阀一，12、流量计三，13、单向阀二，14、储液箱，15、加液漏斗，16隔磁箱，17、磁化器进水口，18磁化器出水口，19、活性磁化水输送管，20、磁化水分配器，21、磁化器，22、玻璃板小室，23、永磁体，24、磁化层，25、磁化腔，26、保护盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的阐述。

如图1至图6所示，一种矿用活性磁化水降尘装置，该装置包括隔磁箱16和储液箱14，所述隔磁箱16与储液箱14之间通过隔板进行隔开，所述储液箱14的顶部设置有加液漏斗15，加液漏斗15上设有可控制开关；储液箱14上设置有进水管5和进风管6，所述进水管5上依次设置有进水开关2、水量控制阀7和流量计三12，所述流量计三12通过单向阀二13与磁化器进水口17连接；进水管5通过单向阀一11与流量计二10的一端连接，流量计二10的另一端设置有出液口9；所述进风管6上依次设置有进风开关1、风量控制阀4、流量计一3和进风口8；所述隔磁箱16内设置有磁化器21；所述装置还包括活性磁化水输送管19，且活性磁化水输送管19的一端为磁化器出水口18，另一端为磁化水分配器20。

所述磁化器21包括玻璃板小室22和永磁体23；在横向上n₂个玻璃板小室22组成一层，并且在竖向上分布有n₁层上述的玻璃板小室层，n₁层玻璃板小室层在磁化室内成“Z”字型分布，即：相邻的上下两层玻璃板小室层左右错位分布，形成“Z”字型磁化通道；所述每个玻璃板小室22内镶嵌有永磁体23；每一层的永磁体23形成磁化层24，且每相邻的两个磁化层24之间形成磁化腔25；永磁体23磁场强度呈现线性或者波浪式。当然，永磁通道还有其他形状，如一字型排列和圆柱型四周排列，但是这些排列方式造成了在设计比较大的装置时，要求其长度要足够长，给煤矿井下造成了安全隐患同时妨碍了生产的进行；同时实验室实验设计时，这种排列方式磁场方向是固定不变的。然而Z字型排列方式相邻磁化层的磁场方向是相反的，同时相邻磁化层间的水流缓冲变向，都有利于变静磁场为震荡磁场的作用。

所述n₁≥4，n₂≥10；当然根据实际需要及水流量大小的需求，可以适量的增加层数和长度，但是总体长度可以控制在一米内。

所述每一层的永磁体23按照极性同向来放置，且与相邻层的永磁体23的极性相异。

所述储液箱14内存储的液体为阴离子型表面活性剂溶液。

所述的表面活性剂溶液为十二烷基磺酸钠；选择十二烷基磺酸钠是根据煤矿除尘成本，选择的一种价格实惠但效果又明显的活性剂，相对而言是最佳选择。

所述磁化器21的每层玻璃板小室层上分别设置有保护盖26。

所述玻璃板小室22所采用的玻璃为磁性玻璃。

所述磁化水分配器20有三个分配头，每个分配头为可活动调节的分配头；每相邻的两个分配头之间的夹角为60°或90°，当然，也可以根据实际使用需要选择不同的夹角角度。

本除尘装置的工作过程是：在图1和2中所示，打开进风开关1和进水开关2，并通过调节风量控制阀4来控制风压，使储液箱14内的表面活性剂溶液，即十二烷基磺酸钠溶液，均衡的压进水管中，并与进水管5中的水充分混合；调节水量控制阀7，将水的流速控制在1.5～3m/s的范围内，在SWA-100气动高压水泵的作用下，混合溶液由磁化器进水口17进入磁化器21内的“Z”字型磁化通道反复被磁化，从而得到活性极高的磁化水，从磁化器出水口18处流出便得到矿用活性磁化水，在通过活性磁化水输送管19及磁化水分配器20输送到煤矿井下的各个除尘地点，并接入相应喷雾系统，如喷头喷雾等对尘源以及含尘空气进行除尘，这种除尘方式能达到一种高效除尘的效果。

在磁化过程中，如图3所示，磁化器21由玻璃板小室22和永磁体23构成了磁化系统，磁化室内玻璃板小室22呈“Z”字型分布，永磁体23磁场强度呈线性或者波浪式变化的趋势，产生振荡磁场；同时“Z”字型磁化通道使水在流动的过程中产生一种搅拌及缓冲作用，较以往直筒状不能磁化水中各个部分有了较大的创新，更加有利水的磁化，可以达到最佳的磁化效果；在图4中，水流在上、下磁化层24产生的磁场中做垂直切割磁感线运动；且磁感线线路分布如图6所示，其结构简单，便于操作，工艺简单。

该装置集化学活化和物理磁化为一体，基于井下现有的风、水动力，具有本质安全、能耗低、操作方便、集成度高的特点。适用于井下各个位置，除尘效率高，操作方便。

Claims (10)

1.一种矿用活性磁化水降尘装置，其特征在于：该装置包括隔磁箱（16）和储液箱（14），所述隔磁箱（16）与储液箱（14）之间通过隔板进行隔开，所述储液箱（14）的顶部设置有加液漏斗（15），加液漏斗（15）上设有可控制开关；储液箱（14）上设置有进水管（5）和进风管（6），所述进水管（5）上依次设置有进水开关（2）、水量控制阀（7）和流量计三（12），所述流量计三（12）通过单向阀二（13）与磁化器进水口（17）连接；进水管（5）通过单向阀一（11）与流量计二（10）的一端连接，流量计二（10）的另一端设置有出液口（9）；所述进风管（6）上依次设置有进风开关（1）、风量控制阀（4）、流量计一（3）和进风口；所述隔磁箱（16）内设置有磁化器（21）；所述装置还包括活性磁化水输送管（19），且活性磁化水输送管（19）的一端为磁化器出水口（18），另一端为磁化水分配器（20）。

2.根据权利要求1所述的矿用活性磁化水降尘装置，其特征在于：所述磁化器（21）包括玻璃板小室（22）和永磁体（23）；在横向上n₂个玻璃板小室（22）组成一层，并且在竖向上分布有n₁层上述的玻璃板小室层，n₁层玻璃板小室层在磁化室内成“Z”字型分布，即：相邻的上下两层玻璃板小室层左右错位分布，形成“Z”字型磁化通道；所述每个玻璃板小室（22）内镶嵌有永磁体（23）；每一层的永磁体（23）形成磁化层（24），且每相邻的两个磁化层（24）之间形成磁化腔（25）；永磁体（23）磁场强度呈现线性或者波浪式。

3.根据权利要求2所述的矿用活性磁化水降尘装置，其特征在于：所述n₁≥4，n₂≥10。

4.根据权利要求3所述的矿用活性磁化水降尘装置，其特征在于：所述每一层的永磁体（23）按照极性同向来放置，且与相邻层的永磁体（23）的极性相异。

5.根据权利要求1至4任一项所述的矿用活性磁化水降尘装置，其特征在于：所述储液箱（14）内存储的液体为阴离子型表面活性剂溶液。

6.根据权利要求5所述的矿用活性磁化水降尘装置，其特征在于：所述的表面活性剂溶液为十二烷基磺酸钠。

7.根据权利要求1或2所述的矿用活性磁化水降尘装置，其特征在于：所述磁化器（21）的每层玻璃板小室层上分别设置有保护盖（26）。

8.根据权利要求2所述的矿用活性磁化水降尘装置，其特征在于：所述玻璃板小室（22）所采用的玻璃为磁性玻璃。

9.根据权利要求1所述的矿用活性磁化水降尘装置，其特征在于：所述磁化水分配器（20）有若干个分配头，且每个分配头为可活动调节的分配头。

10.根据权利要求9所述的矿用活性磁化水降尘装置，其特征在于：所述每相邻的两个分配头之间的夹角为60°或90°。