CN105114115A - 一种自动喷雾净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动喷雾净化装置，涉及巷道除尘技术领域，包括安装架、导轨、滑块、第一转轴、水箱、布水管、喷头、软管和驱动机构，导轨与巷道顶壁固定，导轨的两端与安装架固定，所述导轨横向设置且导轨的长度方向与巷道的长度方向一致，滑块与导轨滑动连接，第一转轴转动支承在滑块上，第一转轴横向设置且第一转轴的长度方向与巷道的宽度方向一致，水箱与安装架或巷道顶壁固定连接，布水管与第一转轴固定连接，喷头为多个且与布水管连通，软管的两端分别与布水管和水箱连通，与安装架或者巷道顶壁固定并用于驱动滑块沿着导轨往复滑动。喷头在喷水的同时快速往复运动，增加水雾在空气中的扩散能力，水雾与空气混合更均匀。

Description

一种自动喷雾净化装置

技术领域

本发明涉及巷道除尘技术领域，具体而言，涉及一种自动喷雾净化装置。

背景技术

煤矿井下掘进工作面切割作业时，巷道内粉尘浓度高达300mg/m³以上，增加了安全事故发生率，巷道内能见度降低，同时高浓度的粉尘也会给职工的健康带来莫大的伤害，影响职工的身心健康。

向巷道内喷洒水雾降尘是常用的手段，但是如何使水雾与空气均匀混合一直是困扰大家的难题，通常的做法是利用巷道风流增加巷道内的空气流动性，对水雾与空气混合有一定的帮助，但是实际效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动喷雾净化装置，以改善上述的问题。

本发明是这样实现的：

一种自动喷雾净化装置，包括：

安装架，与巷道顶壁固定；

导轨，所述导轨的两端与安装架固定，所述导轨横向设置且导轨的长度方向与巷道的长度方向一致；

滑块，所述滑块与导轨滑动连接；

第一转轴，所述第一转轴转动支承在所述滑块上，所述第一转轴横向设置且第一转轴的长度方向与巷道的宽度方向一致；

水箱，所述水箱与安装架或巷道顶壁固定连接；

布水管，所述布水管与第一转轴固定连接；

喷头，所述喷头为多个且与布水管连通；

软管，所述软管的两端分别与布水管和水箱连通；

驱动机构，与安装架或者巷道顶壁固定并用于驱动滑块沿着导轨往复滑动。

驱动电机启动后，滑块能够在导轨做往复直线运动，布水管和雾化喷头同滑块一起往复运动。雾化喷头在运行的过程中不断地向下喷出水雾，由于导轨的长度方向与巷道的长度方向一致，水雾能够沿巷道的长度方向运动，水雾中的小水滴具有较大的沿巷道的长度方向的初速度，水雾更容易在空气中扩散并与空气均匀混合。

作为优选，所述驱动机构包括驱动电机、驱动轮、第二转轴、从动轮、摆臂和连杆；所述驱动轮与驱动电机的主轴同轴固定连接，所述第二转轴转动支承在所述安装架上，所述从动轮与所述第二转轴同轴固定连接，所述从动轮与所述主动轮通过皮带或者链条实现联动，所述摆臂的一端与所述第二转轴固定连接，所述连杆的一端与所述第一转轴铰接另一端与所述摆臂的另一端铰接。

该优选方案提供的驱动机构，能够驱动滑块快速地做往复直线运动。

作为优选，所述驱动机构为气缸，所述气缸的缸体与巷道顶壁固定连接，所述气缸的伸缩杆横向设置且能够沿巷道的长度方向运动，所述伸缩杆与所述滑块连接。

作为优选，所述导轨为两组，两组所述导轨位于同一水平面上且间隔设置，每组所述导轨包括相互平行的上导轨和下导轨；

所述滑块为两个，两个所述滑块分别设置在两组导轨的上导轨和下导轨之间，所述第一转轴的两端分别与两个滑块转动连接且向外伸出。

作为优选，所述上导轨的外侧固定有两个档杆，两个档杆横向设置且分别靠近上导轨的两端；所述第一转轴上固定有碰撞杆，所述碰撞杆竖向设置。

当滑块运动到靠近导轨的端部时，与第一转轴固定的碰撞杆会与档杆发生碰撞。由于第一转轴与滑块转动连接，碰撞杆会与档杆发生碰撞时，能够使第一转轴转动一定的角度，进而使雾化喷头相应地发生摆动。雾化喷头摆动时，布水管及雾化喷头内的水有一个做离心运动的过程，在离心力的作用下使布水管及雾化喷头内的水压急剧增加，所以水雾的初速度更大，水雾与空气混合更均匀。

作为优选，所述布水管包括相互连通的第一连接管和第二连接管，所述第二连接管位于安装架的下方且第二连接管的长度方向沿巷道的宽度方向设置，所述第一连接管与第一转轴固定连接且呈倒“V”形，所述第一连接管的顶端与软管连接，所述第一连接管的底端与所述第二连接管连接，所述喷头与所述第二连接管连接。

倒“V”形的第一连接管有利于使第二连接管内的各处水压均衡。

作为优选，所述碰撞杆的外侧和/或档杆的外侧套设有橡胶套。

设置橡胶套是为了避免碰撞杆和档杆发生碰撞时产生火花，碰撞杆和档杆中的一个或者两个设置橡胶套都行。

作为优选，所述喷头为雾化喷头。

作为优选，所述软管为波纹管。

作为优选，所述水箱的出水口安装有电磁阀，所述安装架上设置有雷达测速器和控制器，所述电磁阀、雷达测速器和驱动机构均与控制器电连接，所述雷达测速器用于检测输送煤矿的传送带的速度并将数据传送给控制器，所述雷达测速器检测到传送带运动时，所述控制器向电磁阀和驱动机构发送开启信号。

该优选方案中，设置了自动控制系统，当传送带开始运动时，控制器自动打开电磁阀并启动驱动电机，自动喷雾净化装置开始进行喷射水雾。

本发明实现的有益效果：本发明的自动喷雾净化装置采用了简单的结构，解决了现有设备无法解决的难题，喷头在喷射水雾的过程中不断地沿着导轨做往复直线运动，增加水雾在空气中的扩散能力，使水雾与空气混合得更均匀，增强净化除尘的效果；此外设置碰撞杆与档杆，喷头在靠近导管的端部时发生摆动，增大喷头的水压使水雾初速增大，更有利于水雾在空气中扩散。

附图说明

图1示出了本发明实施例1的自动喷雾净化装置的示意图；

图2示出了图1的左视图；

图3示出了图1中滑块运动到导轨的最右端时的示意图；

图4示出了图1中滑块运动到导轨的最左端时的示意图；

图5示出了实施例2的自动喷雾净化装置的示意图。

其中，图1～图5的附图标记为：

安装架101；导轨102；滑块103；

第一转轴104；上导轨105；下导轨106；

档杆107；碰撞杆108；水箱201；

布水管202；雾化喷头203；波纹管204；

第一连接管205；第二连接管206；巷道顶壁300；

驱动电机301；驱动轮302；第二转轴303；

从动轮304；摆臂305；连杆306；

电磁阀401；雷达测速器402；控制器403。

具体实施方式

煤矿井下掘进工作面切割作业时，巷道内粉尘浓度高达300mg/m³以上，增加了安全事故发生率，巷道内能见度降低，同时高浓度的粉尘也会给职工的健康带来莫大的伤害，影响职工的身心健康。

向巷道内喷洒水雾降尘是常用的手段，但是如何使水雾与空气均匀混合一直是困扰大家的难题，通常的做法是利用巷道风流增加巷道内的空气流动性，对水雾与空气混合有一定的帮助，但是实际效果并不理想。

本领域技术人员长期以来一直在寻求一种改善该问题的工具或方法。

鉴于此，本发明的设计者通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，设计出了一种自动喷雾净化装置，使用这种自动喷雾净化装置可较好地改善上述问题。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1，参见图1～图4。

本实施例提供了一种自动喷雾净化装置，包括安装架101、导轨102、滑块103、第一转轴104、水箱201、布水管202、雾化喷头203、波纹管204和驱动机构。

安装架101是由四根竖向设置的立柱构成的框架结构，安装架101的顶端与巷道顶壁300固定连接。导轨102包括上导轨105和下导轨106，上导轨105两端和下导轨106的两端均与立柱固定连接，上导轨105和下导轨106相互平行。滑块103滑动设置在上导轨105和下导轨106之间，上导轨105和下导轨106均沿巷道的长度方向设置，所以滑块103能够沿着导轨102在巷道的长度方向上来回滑动。

参见图2，导轨102和滑块103均为两组，第一转轴104转动支承在两个滑块103上。第一转轴104横向设置且第一转轴的长度方向与巷道的宽度方向一致，第一转轴104的端部穿过滑块103并向外伸出。

布水管202包括相互连通的第一连接管205和第二连接管206。第二连接管206位于安装架101的下方，第二连接管206为直管，第二连接管206的长度方向沿巷道的宽度方向设置。第一连接管205与第一转轴104固定连接，第一连接管205呈倒“V”形，第一连接管205的底端与第二连接管206连接，雾化喷头203与第二连接管206连接。

水箱201与安装架或巷道顶壁固定连接，水箱201的侧壁设置有进水孔，使用时，水箱201通过该管道连接高压水源。水箱201的底部设置有出水孔，水箱201通过波纹管204与第一连接管205连通，具体地，波纹管204的一端与水箱201的出水孔连接另一端连接在第一连接管205的顶端。

雾化喷头203为多个，而且多个雾化喷头203沿着第二连接管206的长度方向间隔设置。多个雾化喷头203同时喷洒水雾时能够形成与巷道的断面尺寸大小相当的水幕。

使用时在巷道内间隔设置多个本实施例的自动喷雾降尘装置。在巷道巷道风流的作用下，水雾能够沿着巷道的长度方向运动，以便于使空气中的粉尘与水雾凝结沉降，达到降尘净化的目的。

不过仅仅依靠巷道风流的作用，水雾在空气中的扩撒效果不理想，进而降尘效果也不理想。现有的采用巷道风流增加水雾与空气的思路是利用空气的流动性使水雾被动地与空气混合，但是实际效果并不理想，本发明的设计者采用逆向思维，采用驱动机构使喷头运动起来让水雾主动地与空气混合。

驱动机构的作用主要是驱动滑块103沿着导轨102往复运动，虽然气缸可以基本实现这样的功能，但是在实际使用时，存在诸多不足，例如：气缸工作时会产生较大的噪音，会带来噪音污染，影响员工身心健康；气缸的伸缩杆伸缩频率较低，不能够使滑块103快速往复运动，水雾与空气的混合效果欠佳。

驱动机构包括驱动电机301、驱动轮302、第二转轴303、从动轮304、摆臂305和连杆306。

驱动轮302与驱动电机301的主轴同轴固定连接，第二转轴303转动支承在安装架101上，第二转轴303的轴心线与第一转轴104的轴心线平行，从动轮304与第二转轴303同轴固定连接，驱动轮302和从动轮304均是带轮，驱动轮302和从动轮304通过皮带实现联动。

摆臂305的一端与第二转轴303固定连接，摆臂305的另一端绕第二转轴303的轴心线做圆周运动。连杆306的一端与第一转轴104铰接另一端与摆臂305的另一端铰接。

驱动电机301驱动从动轮304转动，从动轮304带动摆臂305做圆周运动，而连杆306的两端与第一转轴104和摆臂305铰接，进而将摆臂305的圆周运动转化为滑块103的往复直线运动。

驱动电机301启动后，滑块103能够在导轨102做往复直线运动，布水管和雾化喷头同滑块103一起往复运动。雾化喷头在运行的过程中不断地向下喷出水雾，由于导轨102的长度方向与巷道的长度方向一致，水雾能够沿巷道的长度方向运动，水雾中的小水滴具有较大的沿巷道的长度方向的初速度，水雾更容易在空气中扩散并与空气均匀混合。

为了增大单个设备喷射水雾的扩散范围，还应当进一步增大水雾中的小水滴的沿巷道的长度方向的初速度，由于水压限定了水雾离开喷头时的初速度，所以要增大水雾的沿巷道的长度方向的初速度，只能改变水雾喷出的角度或者施加外力。很容易想到的是设置三组喷头，外侧的两组分别朝向两端水平喷射水雾，中间一组朝下喷射水雾，但是实际上在水平运动状态下，雾化喷头的水平运动不能增加水雾的初速度。

为了改善上述问题，有对装置做了进一步改进，在上导轨105的外侧固定有两个档杆107，两个档杆107横向设置且分别靠近上导轨105的两端；第一转轴104上固定有碰撞杆108，碰撞杆108竖向设置。当滑块103运动到靠近导轨102的端部时，与第一转轴104固定的碰撞杆108会与档杆107发生碰撞。由于第一转轴104与滑块103转动连接，碰撞杆108会与档杆107发生碰撞时，能够使第一转轴104转动一定的角度，进而使雾化喷头203相应地发生摆动。

例如，参见图3，滑块103运动到靠近导轨102的右端时，碰撞杆108与右端的档杆107发生碰撞，雾化喷头203向右摆动。参见图4，滑块103运动到靠近导轨102的左端时，碰撞杆108与左端的档杆107发生碰撞，雾化喷头203向左摆动。雾化喷头203摆动时改变了水雾喷出方向，使水雾倾斜向上喷射，喷出后的水雾做抛物线运动，此外，更重要的一点是，雾化喷头203摆动时，布水管202及雾化喷203头内的水有一个做离心运动的过程，在离心力的作用下使布水管202及雾化喷头203内的水压急剧增加，所以水雾的初速度更大，水雾与空气混合更均匀。

另外，为了防止碰撞杆108和档杆107碰撞使产生火花，碰撞杆108和档杆107的外侧均套设有橡胶套。

实施例2，参见图5。

本实施例提供了一种自动喷雾净化装置，与实施例1的区别仅在于增加了自动控制系统，本实施例没有提到的结构请参见实施例1的描述。

自动控制系统包括电磁阀401、雷达测速器402和控制器403。

电磁阀401安装在水箱的出水口，用于控制水箱是否向喷头供水。雷达测速器402和控制器403固定在安装架101上。驱动电机301、电磁阀401和雷达测速器402均与控制器403电连接，雷达测速器402用于检测输送煤矿的传送带的速度并将数据传送给控制器403，雷达测速器402检测到传送带运动时，控制器403向电磁阀和驱动电机301发送开启信号。

所以一旦传送带开始运动，控制器403自动打开电磁阀401并启动驱动电机301，自动喷雾净化装置开始进行喷射水雾。

需要说明的是，巷道风流是本领域的惯用说法，通常为了向作业地点提供新鲜空气、排出污染物，都会在巷道内设置引风机或者其他促进空气流动的设备，使巷道内的空气流动起来形成巷道风流。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动喷雾净化装置，其特征在于，包括：

安装架，所述安装架与巷道顶壁固定；

导轨，所述导轨的两端与安装架固定，所述导轨横向设置且导轨的长度方向与巷道的长度方向一致；

滑块，所述滑块与导轨滑动连接；

第一转轴，所述第一转轴转动支承在所述滑块上，所述第一转轴横向设置且第一转轴的长度方向与巷道的宽度方向一致；

水箱，所述水箱与安装架或巷道顶壁固定连接；

布水管，所述布水管与第一转轴固定连接；

喷头，所述喷头为多个且与布水管连通；

软管，所述软管的两端分别与布水管和水箱连通；

驱动机构，与安装架或者巷道顶壁固定并用于驱动滑块沿着导轨往复滑动。

2.如权利要求1所述的自动喷雾净化装置，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机、驱动轮、第二转轴、从动轮、摆臂和连杆；所述驱动轮与驱动电机的主轴同轴固定连接，所述第二转轴转动支承在所述安装架上，所述从动轮与所述第二转轴同轴固定连接，所述从动轮与所述主动轮通过皮带或者链条实现联动，所述摆臂的一端与所述第二转轴固定连接，所述连杆的一端与所述第一转轴铰接另一端与所述摆臂的另一端铰接。

3.如权利要求1所述的自动喷雾净化装置，其特征在于，所述驱动机构为气缸，所述气缸的缸体与巷道顶壁固定连接，所述气缸的伸缩杆横向设置且能够沿巷道的长度方向运动，所述伸缩杆与所述滑块连接。

4.如权利要求1所述的自动喷雾净化装置，其特征在于，所述导轨为两组，两组所述导轨位于同一水平面上且间隔设置，每组所述导轨包括相互平行的上导轨和下导轨；

所述滑块为两个，两个所述滑块分别设置在两组导轨的上导轨和下导轨之间，所述第一转轴的两端分别与两个滑块转动连接且向外伸出。

5.如权利要求4所述的自动喷雾净化装置，其特征在于，所述上导轨的外侧固定有两个档杆，两个档杆横向设置且分别靠近上导轨的两端；所述第一转轴上固定有碰撞杆，所述碰撞杆竖向设置。

6.如权利要求5所述的自动喷雾净化装置，其特征在于，所述碰撞杆的外侧和/或档杆的外侧套设有橡胶套。

7.如权利要求1所述的自动喷雾净化装置，其特征在于，所述布水管包括相互连通的第一连接管和第二连接管，所述第二连接管位于安装架的下方且第二连接管的长度方向沿巷道的宽度方向设置，所述第一连接管与第一转轴固定连接且呈倒“V”形，所述第一连接管的顶端与软管连接，所述第一连接管的底端与所述第二连接管连接，所述喷头与所述第二连接管连接。

8.如权利要求1所述的自动喷雾净化装置，其特征在于，所述喷头为雾化喷头。

9.如权利要求1所述的自动喷雾净化装置，其特征在于，所述软管为波纹管。

10.如权利要求1所述的自动喷雾净化装置，其特征在于，所述水箱的出水口安装有电磁阀，所述安装架上设置有雷达测速器和控制器，所述电磁阀、雷达测速器和驱动机构均与控制器电连接，所述雷达测速器用于检测输送煤矿的传送带的速度并将数据传送给控制器，所述雷达测速器检测到传送带运动时，所述控制器向电磁阀和驱动机构发送开启信号。