CN104453750B - 一种正压诱导式钻孔除尘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种正压诱导式钻孔除尘装置及其文丘里管除尘器，文丘里管除尘器包括内孔自中间的喉部向两端渐扩的文丘里管，文丘里管的上端为进气端，文丘里管的下端为入伸入除尘箱的出气端，文丘里管的喉部包括与其内孔相通的内管和围在内管外围的外管，内、外管之间形成沿圆周分布的引水流道，外管上设有与引水流道相通并用于抽吸相应水源的进水口，内管的内管壁上沿圆周分布有连通内孔与引水流道的喷水口。本发明利用文丘里原理吸水喷射对文丘里管喉部通过的高速含尘气体充分雾化，然后在渐扩段低速落渣，消除强风排渣的冲击的同时强化除尘效果。
Description
技术领域
本发明涉及用于矿井钻孔施工的正压诱导式钻孔除尘装置。
背景技术
为解决矿井钻工施工中的粉尘污染，CN 101915115A中国专利说明书公开了一种矿井钻孔施工的防护装置，其盛水的除尘箱通过排气管与捕尘罩连通，排气管伸入水面以下，除尘箱上设有排气口连接抽放管路，在使用时含尘气体进入水中过滤除尘，气体经排气口排出被进一步处理，水中沉渣由出渣口排出。但该种除尘方式在含尘气体入水前缺乏处理手段，钻孔产生的高压气体直接经排气管进入除尘箱，对排气管和水面的冲击均比较剧烈，而影响除尘效果并容易损坏设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可减少强风排渣冲击的文丘里管除尘器，同时提供使用该文丘里管除尘器的正压诱导式钻孔除尘装置。
本发明的正压诱导式钻孔除尘装置的技术方案是：一种正压诱导式钻孔除尘装置，包括具有内腔的除尘箱，还包括文丘里管除尘器，文丘里管除尘器包括内孔自中间的喉部向两端渐扩的文丘里管，文丘里管的上端为进气端，文丘里管的下端为伸入除尘箱的出气端，文丘里管的喉部包括与其内孔相通的内管和围在内管外围的外管，内、外管之间形成沿圆周分布的引水流道，外管上设有与引水流道相通并用于抽吸相应水源的进水口，内管的内管壁上沿圆周分布有连通内孔与引水流道的喷水口。
还包括水槽、与除尘箱通过底部的排污通道连通的沉淀容器，所述进水口通过水管与水槽连通，沉淀容器靠近顶部处和水槽靠近顶部处之间连通有溢水管。
所述沉淀容器与除尘箱之间由斜面隔开，所述排污通道设于斜面底端。
还包括捕尘罩，所述文丘里管的上端与捕尘罩连接，捕尘罩前后端分别为钻杆进口和钻杆出口，钻杆进口为向后渐扩式的结构，钻杆出口为向后渐缩式的结构，捕尘罩在钻杆进口和钻杆出口之间形成扩张区与文丘里管通过气管连通。
所述进水口具有与引水流道所在圆周相切的朝向，引水流道的水流方向上的末端设有封堵端。
本发明的文丘里管除尘器的技术方案是：一种文丘里管除尘器，包括内孔自中间的喉部向两端渐扩的文丘里管，文丘里管的上端为进气端，文丘里管的下端为出气端，文丘里管的喉部包括与其内孔相通的内管和围在内管外围的外管，内、外管之间形成沿圆周分布的引水流道，外管上设有与引水流道相通并用于抽吸相应水源的进水口，内管的内管壁上沿圆周分布有连通内孔与引水流道的喷水口。
所述进水口具有与引水流道所在圆周相切的朝向，引水流道的水流方向上的末端设有封堵端。
本发明的文丘里管除尘器采用正压诱导式结构，根据强风排渣风压大、流量大的特点，利用文丘里原理消除强风排渣的冲击，强化了水浴除尘的效果，解决了煤质松软地区高风速排渣除尘困难的问题。利用在文丘里喷射作用和雾化作用吸水和雾化，强化除尘效果，由排风压力和风量来控制吸入的水量。在不影响钻孔的情况下，边钻边捕捉煤尘，边喷雾降尘。经现场测试，降尘率达到90%，应用前景广阔。
附图说明
图1是本发明正压诱导式钻孔除尘装置的实施例的结构示意图；
图2是图1中的文丘里管喉部截面。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明的发明正压诱导式钻孔除尘装置的实施例，包括具有内腔的除尘箱6，除尘箱6顶部设有文丘里管除尘器，文丘里管除尘器包括内孔自中间的喉部向两端渐扩的文丘里管5，文丘里管5的上端为进气端，文丘里管5的下端为出气端而伸入除尘箱6的内腔。如图2所示，文丘里管5的喉部8包括与其内孔相通的内管18和围在内管外围的外管，内、外管之间形成沿圆周分布的引水流道，外管上设有与引水流道所在圆周相切、且与引水流道相通的进水口20，内管18的内管壁上沿圆周分布有连通内孔与引水流道的喷水口19，引水流道的水流方向上的末端设有封堵端以防止回流阻力影响进水口20进水，封堵端在圆周方向上靠近进水口处。进水口20通过水管10与水槽17连通，水槽17上设有补水口12，用于补水。除尘箱6顶部还设有排气口9，除尘箱6底部的一侧联通有沉淀容器11，沉淀容器11与除尘箱6之间由斜面隔开并在斜面底端设有连通沉淀容器11与除尘箱6的排污通道，沉淀容器11靠近顶部处和水槽17靠近顶部处之间连通有溢水管16。除尘箱6中于排气口9与文丘里管5的下端之间处还设有用于对上行气流过滤的滤网7。
文丘里管5的上端通过排气管14、导气管4与捕尘罩3连接，捕尘罩3前后端分别为钻杆进口和钻杆出口，钻杆进口为向后渐扩式的结构，具体采用软性材质的包裹钻杆的锥形软式密封器2，钻杆出口为向后渐缩式的结构并连接有埋入管15，捕尘罩3在渐扩（钻杆进口）和渐缩（钻杆出口）之间形成带导向作用的“肚”状的扩张区，所述的导气管4即与该扩张区连通。
本发明的上述实施例在使用时，钻杆1从锥形软式密封器2插入捕尘罩3内，通过埋入管15进入煤层。打钻时含有煤尘的排渣气体通过埋入管15进入捕尘罩3内，由于锥形软式密封器2的阻挡，排渣气体由进入捕尘罩3的扩张区，由导气管4进入排气管14内。由排气管14引导进入文丘里管5内，含尘气体进入后由于文丘里管5的内孔向下渐缩而截面积的不断减小，气流不断加速进入喉部内管，产生负压通过水管10将水槽17中的水吸入，如图2所示，水由文丘里管喉部8进水口20进入引水流道，进水口20与外管壁相切，由外管壁和内管壁的共同作用下在引水流道内形成涡旋流动，并通过喷水口19形成圆周的喷雾喷入喉部内管中与含尘气体混合，喉部产生的负压与进气的压力和流量成正比关系，即吸入水的流量与钻机排渣压力流量成比例关系。由于喉部的气流速度较快，在高速气流的冲击下水雾的粒度进一步的减小，此时气、液、固三相都处于高速，通过文丘里管5的进口加速和文丘里管喉部8的喷雾使此时气、液、固三相更充分的融合。进入文丘里管5喉部下方的渐扩段后，由于截面积不断的扩大，流速不断的降低，同时固、液不断的碰撞形成大含尘液滴。由于雾化粒度较小所以较多尘粒完全浸湿。此时的流速较低，大量的尘粒掉落到水中，沉积到水下。文丘里管5的下端处于除尘箱6的水面下，气流不断冲击水面和进入水下，进一步除尘。同时由于文丘里管5的风阻较大在3000Pa～5000Pa左右，所以此处不会因流速过快，对水面冲击过于激烈而降低水浴除尘的效果。初步净化后的气体进入除尘箱内，应用重力脱水的原理将气体脱水，同时利用湿的尘粒由于含水在上升过程中由于重力作用不断跌落与其它尘粒碰撞变大跌落，进一步消除细微颗粒。经过两级除尘的气体从水面溢出，进入除尘箱6内，由于重力和滤网7的共同作用进一步除尘，最后干净的气体由排气口9排出。清洗和过滤掉的煤尘由于重力作用沉积到除尘箱6底部形成煤泥，除尘箱6底部成倾斜状，煤泥不断的向沉淀容器11内流动，沉淀容器11与除尘箱6为联通结构，通过斜面将其分开，阻挡气体进入沉淀容器11内，斜面与底面的缝隙形成排污通道。沉积的煤泥通过排污口13排出。随着喷雾水面不断升高，当液面超过溢水口16时，水从溢水口16排入水槽17内，水槽17内的水由于文丘里管5的吸附作用，文丘里管喉部8通过水管10将水槽17内的水吸入，实现水的循环利用。
本发明的文丘里管除尘器的实施例的结构与上述正压诱导式钻孔除尘装置的实施例中文丘里管除尘器的结构相同，此处不再赘述。
在本发明的正压诱导式钻孔除尘装置的其他实施例中，捕尘罩以及埋入管实际上属于可选择与除尘箱配套使用或不用的抽放套管，既可以作为除尘装置产品的一部分，也可以是不带捕尘罩的除尘装置产品，而与施工现场已有的捕尘罩连接组合使用。另外，进水口20也可以不与引水流道所在圆周相切，仅通过引水流道进行旋涡导流。
Claims (3)
1.一种正压诱导式钻孔除尘装置，包括具有内腔的除尘箱，其特征在于：还包括文丘里管除尘器，文丘里管除尘器包括内孔自中间的喉部向两端渐扩的文丘里管，文丘里管的上端为进气端，文丘里管的下端为伸入除尘箱的出气端，文丘里管的喉部包括与其内孔相通的内管和围在内管外围的外管，内、外管之间形成沿圆周分布的引水流道，外管上设有与引水流道相通并用于抽吸相应水源的进水口，内管的内管壁上沿圆周分布有连通内孔与引水流道的喷水口，还包括水槽、与除尘箱通过底部的排污通道连通的沉淀容器，所述进水口通过水管与水槽连通，沉淀容器靠近顶部处和水槽靠近顶部处之间连通有溢水管，所述沉淀容器与除尘箱之间由斜面隔开，所述排污通道设于斜面底端。
2.根据权利要求1所述正压诱导式钻孔除尘装置，其特征在于：还包括捕尘罩，所述文丘里管的上端与捕尘罩连接，捕尘罩前后端分别为钻杆进口和钻杆出口，钻杆进口为向后渐扩式的结构，钻杆出口为向后渐缩式的结构，捕尘罩在钻杆进口和钻杆出口之间形成扩张区与文丘里管通过气管连通。
3.根据权利要求1-2中任一项所述正压诱导式钻孔除尘装置，其特征在于：所述进水口具有与引水流道所在圆周相切的朝向，引水流道的水流方向上的末端设有封堵端。
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