CN104863624B - 一种用于煤矿井下充填工艺的喷淋水浴除尘器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于煤矿井下充填工艺的喷淋水浴除尘器。其技术方案是：进气箱(2)的末端与排气箱(10)侧壁封闭式固定连接，进气箱(2)的正下方设有灰斗(14)，灰斗(14)的上端通过下箱体(13)的四个侧板与进气箱(2)和排气箱(10)所对应的侧板固定连接。进气箱(2)的末端、排气箱(10)的上端和进气罩(1)罩口的下边框位于同一水平线上。进气箱(2)的箱体内水平均匀地设有3~50排喷淋水管(3)，每排喷淋水管(3)装有2~10个喷淋喷嘴(4)，每排喷淋水管(3)位于所述水平线的下方。进气箱(2)箱体和下箱体(13)间的隔板(5)均匀地开有圆形孔，每个圆形孔的孔口处竖直装有洗气管(6)，下箱体(13)的左侧板下部设有水位观察窗(17)。本装置具有节水、体积小、结构简单和除尘效率高等特点。
Description
技术领域
本发明属于喷淋水浴除尘器技术领域。尤其涉及一种用于煤矿井下充填工艺的喷淋水浴除尘器。
背景技术
煤矿井下沿空留巷充填工艺中会产生大量粉尘，造成生产环境中的粉尘浓度严重超标，威胁着生产安全和工人的身体健康。由于矿井下空间狭窄且条件特殊，有的还存在燃爆风险，电除尘器和布袋除尘器等均不能用于矿井下，煤矿井下充填工艺中存在粉尘浓度超标问题。
如何解决煤矿井下充填工艺中粉尘浓度超标的问题，国内外科研工作者和工程技术人员进行了大量的理论和实践研究，对人员集中和粉尘浓度高的工作地点采取了包括喷雾除尘在内的各项除尘措施，也研究出了各种湿式除尘设备，但由于井下工作条件的特殊性，这些湿式除尘设备没有同时克服体积大、结构复杂和除尘效率低的问题，效果均不理想。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，目的是提供一种节水、体积小、结构简单、除尘效果好的用于煤矿井下充填工艺的喷淋水浴除尘器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述喷淋水浴除尘器包括进气罩、进气箱、排气箱、排气罩、下箱体、洗气管和灰斗。
进气箱的进气端与进气罩固定连通，进气箱的末端与排气箱侧壁封闭式固定连接，排气箱的上端与排气罩的罩口固定连通，在进气箱的正下方设有灰斗，所述灰斗的上端通过下箱体的四个侧板与进气箱和排气箱所对应的侧板固定连接。
进气罩的罩口为正方形，进气罩的顶板水平设置；进气箱的顶板为进气端高于末端的斜板，进气箱的末端、排气箱的上端和进气罩罩口的下边框位于同一水平线上；进气箱的箱体内水平均匀地设有3~50排喷淋水管，每排喷淋水管装有2~10个喷淋喷嘴，每排喷淋水管位于所述水平线的下方。
进气箱的底板水平设置，所述底板为进气箱箱体和下箱体间的隔板，隔板均匀地开有圆形孔，圆形孔的孔口面积之和与隔板面积之比为0.3︰1~0.5︰1；每个圆形孔的孔口处竖直装有洗气管，进气箱和下箱体通过洗气管相通。
下箱体的左侧板下部设有水位观察窗，水位观察窗的中心与洗气管下端口的垂直距离为50~80mm，洗气管的下端口低于水位观察窗的中心。
排气箱由四块侧板围成，排气箱的上端口处均匀地设有1~5排洗涤水管，每排洗涤水管装有2~10个洗涤喷嘴；排气箱的下端口处设有气流均布板，在洗涤喷嘴和气流均布板间设有除雾器。
所述气流均布板由框架和倒“V”字形条状板组成，倒“V”字形条状板均匀地固定在框架的内壁，倒“V”字形条状板的宽度为20~80mm，倒“V”字形条状板中心线间的距离为倒“V”字形条状板宽度的1.5~2.5倍。
所述洗气管为圆锥形管，圆锥形管的长度为下箱体高度的65~80%，圆锥形管的上端口内径与下端口内径之比为1︰0.3~1︰0.6；圆锥形管的上端口内径为50~100mm，圆锥形管的上端口内径与隔板的圆形孔内径相等。
所述灰斗由1~4个子灰斗组成，子灰斗呈“一”字形排列，每个子灰斗底部均设有排污口，每个排污口均装有阀门。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下积极效果：
1）本发明主要由进气箱、排气箱、下箱体、洗气管和灰斗组成，整个装置结构简单紧凑、体积小，能满足在煤矿井下沿空留巷充填工艺的需求。
2）本发明的下箱体的正下方设有排污口，排污口单位时间内排出的污水量与所有的喷淋喷嘴和洗涤喷嘴单位时间内喷出的总水量相同，下箱体的水位观察窗标有水位线，当下箱体中的水位与水位观察窗的水位线平齐时，调节排污口处的阀门，从排污口流出的污水通过泵进入充填泵，实现水的再利用，节约用水，避免了水资源的浪费。
3）当含尘气体从进气罩进入进气箱时，在进气箱顶部斜板的作用下，含尘气体在进气箱内均匀分布，含尘气体与喷淋喷嘴喷出的水雾混合，含尘气体中的部分粉尘被润湿并被液滴捕集，和液滴一起落在隔板上，经过洗气管流入下箱体中。由于洗气管的下端口位于下箱体的水平面下50~80mm处，随着含尘气体的继续通入，进气箱内的压力逐渐增大，在进气箱内没有被液滴捕集的含尘气体在压力的作用下进入洗气管；另由于喷淋水管和喷淋喷嘴安装位置低于进气罩的罩口，即使从进气罩罩口进入的含尘气体速度很大也不会吹走喷淋喷嘴喷出的液滴，保证了液滴的均匀分布和喷淋除尘的效率。
4）由于本发明中的洗气管管径从上到下是逐渐减小的，故从喷淋喷嘴喷下的液滴能在洗气管的管壁上形成水膜。进入洗气管的含尘气体，其中的一部分粉尘在洗气管的中间位置处直接被喷淋喷嘴喷下的液滴所捕集，另一部分粉尘则粘附在洗气管管壁的水膜上被捕集，从而随水流流入下箱体中，还有一部分粉尘则经过洗气管进入下箱体的水中被洗涤，故增加了除尘效率，除尘效率高。
5）当进入下箱体中的含尘气体被洗涤后逸出下箱体的水面时，此时含尘气体中的粉尘几乎被捕集尽；由于含尘气体在洗气管的出口速度较大，会在下箱体的水面激起水滴，此时，即使含尘气体中还含有粉尘，仍能与水面激起的水滴进一步混合，被进一步捕集。然后，当含有水滴的气体经过排气箱内的气流均布板时被均匀分布，再进入除雾器进行气水分离，从而降低了排出气体中水滴的含量。
6）本发明每工作一段时间，可根据实际情况用排气箱内洗涤喷嘴对除雾器进行洗涤，保证除尘过程持续高效进行。
因此，本装置具有节水、体积小、结构简单和除尘效率高等特点，能满足在煤矿井下沿空留巷充填工艺过程中使用的需求。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为图1的A-A向剖面示意图；
图3为图1中的气流均布板12的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施案例对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
实施例1
一种用于煤矿井下充填工艺的喷淋水浴除尘器。如图1所示，所述喷淋水浴除尘器包括进气罩1、进气箱2、排气箱10、排气罩7、下箱体13、洗气管6和灰斗14。
进气箱2的进气端与进气罩1固定连通，进气箱2的末端与排气箱10侧壁封闭式固定连接，排气箱10的上端与排气罩7的罩口固定连通，在进气箱2的正下方设有灰斗14，所述灰斗14的上端通过下箱体13的四个侧板与进气箱2和排气箱10所对应的侧板固定连接。
进气罩1的罩口为正方形，进气罩1的顶板水平设置；进气箱2的顶板为进气端高于末端的斜板，进气箱2的末端、排气箱10的上端和进气罩1罩口的下边框位于同一水平线上；进气箱2的箱体内水平均匀地设有4排喷淋水管3，每排喷淋水管3装有2个喷淋喷嘴4，每排喷淋水管3位于所述水平线的下方。
进气箱2的底板水平设置，所述底板为进气箱2箱体和下箱体13间的隔板5。如图2所示，隔板5均匀地开有圆形孔，圆形孔的孔口面积之和与隔板5面积之比为0.3︰1~0.4︰1；每个圆形孔的孔口处竖直装有洗气管6，进气箱2和下箱体13通过洗气管6相通。
如图1所示，下箱体13的左侧板下部设有水位观察窗17，水位观察窗17的中心与洗气管6下端口的垂直距离为50~70mm，洗气管6的下端口低于水位观察窗17的中心。
如图1和图2所示，排气箱10由四块侧板围成，排气箱10的上端口处均匀地设有2排洗涤水管8，每排洗涤水管8装有2个洗涤喷嘴9；排气箱10的下端口处设有气流均布板12，在洗涤喷嘴9和气流均布板12间设有除雾器11。
如图3所示，所述气流均布板12由框架18和倒“V”字形条状板19组成，倒“V”字形条状板19均匀地固定在框架18的内壁，倒“V”字形条状板19的宽度为20~50mm，倒“V”字形条状板19中心线间的距离为倒“V”字形条状板19宽度的1.5~2.0倍。
如图1所示，所述洗气管6为圆锥形管，圆锥形管的长度为下箱体13高度的65~75%，圆锥形管的上端口内径与下端口内径之比为1︰0.3~1︰0.5；圆锥形管的上端口内径为50~80mm，圆锥形管的上端口内径与隔板5的圆形孔内径相等。
如图1所示，所述灰斗14由2个子灰斗组成，子灰斗呈“一”字形排列，每个子灰斗14底部均设有排污口16，每个排污口16均装有阀门15。
实施例2
一种用于煤矿井下充填工艺的喷淋水浴除尘器。除下述技术参数外，其余同实施例1：
进气箱2的箱体内水平均匀地设有3排或5~50排喷淋水管3，每排喷淋水管3装有3~10个喷淋喷嘴4；
圆形孔的孔口面积之和与隔板5面积之比为0.4︰1~0.5︰1；
水位观察窗17的中心与洗气管6下端口的垂直距离为60~80mm；
排气箱10的上端口处均匀地设有1排或3~5排洗涤水管8，每排洗涤水管8装有3~10个洗涤喷嘴9；
倒“V”字形条状板19的宽度为50~80mm，倒“V”字形条状板19中心线间的距离为倒“V”字形条状板19宽度的2.0~2.5倍；
圆锥形管的长度为下箱体13高度的70~80%，圆锥形管的上端口内径与下端口内径之比为1︰0.4~1︰0.6；圆锥形管的上端口内径为70~100mm；
所述灰斗14由1个或3~4个子灰斗组成。
由于采用上述技术方案，本具体实施方式具有如下积极效果：
1）本具体实施方式主要由进气箱2、排气箱10、下箱体13、洗气管6和灰斗14组成，整个装置结构简单紧凑、体积小，能满足在煤矿井下沿空留巷充填工艺的需求。
2）本具体实施方式的下箱体13的正下方设有排污口16，排污口16单位时间内排出的污水量与所有的喷淋喷嘴4和洗涤喷嘴9单位时间内喷出的总水量相同，下箱体13的水位观察窗17标有水位线，当下箱体13中的水位与水位观察窗17的水位线平齐时，调节排污口16处的阀门15，从排污口16流出的污水通过泵进入充填泵，实现水的再利用，节约用水，避免了水资源的浪费。
3）当含尘气体从进气罩1进入进气箱2时，在进气箱2顶部斜板的作用下，含尘气体在进气箱2内均匀分布，含尘气体与喷淋喷嘴4喷出的水雾混合，含尘气体中的部分粉尘被润湿并被液滴捕集，和液滴一起落在隔板5上，经过洗气管6流入下箱体13中。由于洗气管6的下端口位于下箱体13的水平面下50~80mm处，随着含尘气体的继续通入，进气箱2内的压力逐渐增大，在进气箱2内没有被液滴捕集的含尘气体在压力的作用下进入洗气管6；另由于喷淋水管3和喷淋喷嘴4安装位置低于进气罩1的罩口，即使从进气罩1罩口进入的含尘气体速度很大也不会吹走喷淋喷嘴4喷出的液滴，保证了液滴的均匀分布和喷淋除尘的效率。
4）由于本具体实施方式中的洗气管6管径从上到下是逐渐减小的，故从喷淋喷嘴4喷下的液滴能在洗气管6的管壁上形成水膜。进入洗气管6的含尘气体，其中的一部分粉尘在洗气管6的中间位置处直接被喷淋喷嘴4喷下的液滴所捕集，另一部分粉尘则粘附在洗气管6管壁的水膜上被捕集，从而随水流流入下箱体13中，还有一部分粉尘则经过洗气管6进入下箱体13的水中被洗涤，故增加了除尘效率，除尘效率高。
5）当进入下箱体13中的含尘气体被洗涤后逸出下箱体13的水面时，此时含尘气体中的粉尘几乎被捕集尽；由于含尘气体在洗气管6的出口速度较大，会在下箱体13的水面激起水滴，此时，即使含尘气体中还含有粉尘，仍能与水面激起的水滴进一步混合，被进一步捕集。然后，当含有水滴的气体经过排气箱10内的气流均布板12时被均匀分布，再进入除雾器11进行气水分离，从而降低了排出气体中水滴的含量。
6）本具体实施方式每工作一段时间，可根据实际情况用排气箱10内洗涤喷嘴9对除雾器11进行洗涤，保证除尘过程持续高效进行。
因此，本装置具有节水、体积小、结构简单和除尘效率高等特点，能满足在煤矿井下沿空留巷充填工艺过程中使用的需求。
Claims (4)
1.一种用于煤矿井下充填工艺的喷淋水浴除尘器，其特征在于所述喷淋水浴除尘器包括进气罩(1)、进气箱(2)、排气箱(10)、排气罩(7)、下箱体(13)、洗气管(6)和灰斗(14)；
进气箱(2)的进气端与进气罩(1)固定连通，进气箱(2)的末端与排气箱(10)侧壁封闭式固定连接，排气箱(10)的上端与排气罩(7)的罩口固定连通，在进气箱(2)的正下方设有灰斗(14)，所述灰斗(14)的上端通过下箱体(13)的四个侧板与进气箱(2)和排气箱(10)所对应的侧板固定连接；
进气罩(1)的罩口为正方形，进气罩(1)的顶板水平设置；进气箱(2)的顶板为进气端高于末端的斜板，进气箱(2)的末端、排气箱(10)的上端和进气罩(1)罩口的下边框位于同一水平线上；进气箱(2)的箱体内水平均匀地设有3~50排喷淋水管(3)，每排喷淋水管(3)装有2~10个喷淋喷嘴(4)，每排喷淋水管(3)位于所述水平线的下方；
进气箱(2)的底板水平设置，所述底板为进气箱(2)箱体和下箱体(13)间的隔板(5)，隔板(5)均匀地开有圆形孔，圆形孔的孔口面积之和与隔板(5)面积之比为0.3︰1~0.5︰1；每个圆形孔的孔口处竖直装有洗气管(6)，进气箱(2)和下箱体(13)通过洗气管(6)相通；
下箱体(13)的左侧板下部设有水位观察窗(17)，水位观察窗(17)的中心与洗气管(6)下端口的垂直距离为50~80mm，洗气管(6)的下端口低于水位观察窗(17)的中心；
排气箱(10)由四块侧板围成，排气箱(10)的上端口处均匀地设有1~5排洗涤水管(8)，每排洗涤水管(8)装有2~10个洗涤喷嘴(9)；排气箱(10)的下端口处设有气流均布板(12)，在洗涤喷嘴(9)和气流均布板(12)间设有除雾器(11)。
2.如权利要求1所述的用于煤矿井下充填工艺的喷淋水浴除尘器，其特征在于所述气流均布板(12)由框架(18)和倒“V”字形条状板(19)组成，倒“V”字形条状板(19)均匀地固定在框架(18)的内壁，倒“V”字形条状板(19)的宽度为20~80mm，倒“V”字形条状板(19)中心线间的距离为倒“V”字形条状板(19)宽度的1.5~2.5倍。
3.如权利要求1所述的用于煤矿井下充填工艺的喷淋水浴除尘器，其特征在于所述洗气管(6)为圆锥形管，圆锥形管的长度为下箱体(13)高度的65~80%，圆锥形管的上端口内径与下端口内径之比为1︰0.3~1︰0.6；圆锥形管的上端口内径为50~100mm，圆锥形管的上端口内径与隔板(5)的圆形孔内径相等。
4.如权利要求1所述的用于煤矿井下充填工艺的喷淋水浴除尘器，其特征在于所述灰斗(14)由1~4个子灰斗组成，子灰斗呈“一”字形排列，每个子灰斗(14)底部均设有排污口(16)，每个排污口(16)均装有阀门(15)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Application publication date: 20150826 Assignee: Wuhan University of science and Technology Business Incubator Co., Ltd Assignor: WUHAN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Contract record no.: X2020420000008 Denomination of invention: A spray water bath dust remover for underground coal mine filling process Granted publication date: 20170315 License type: Common License Record date: 20201022 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170315 Termination date: 20210508 |