CN105833632A - 水雾除尘器及相应的水雾除尘方法 - Google Patents
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Abstract
一种水雾除尘器，用于将水流形成水雾并向外喷射，其特征在于，包括空气分流均衡器、气水引射器，水流通过压水入口进入空气分流均衡器；空气分流均衡器具有喷嘴，用以朝向压水减压区喷射所进入的水流以初步形成水雾；进气端进入气体，带动水雾移位到气水混合室并混合；气水引射器压气入口进入高压气流，以在气水引射器内腔形成负压；混合后的气雾在负压作用下引射到气水引射器内腔并与高压气流再次混合；气水引射器的出雾端，用以将再次混合的气雾高速喷射出去。
Description
技术领域
本发明涉及矿山安全设备技术领域，尤其涉及一种适合用于煤矿等高粉尘环境的水雾除尘器。
背景技术
根据煤矿对煤炭开采的现场情况，在开采煤炭过程中会产生大量的煤尘，煤尘不但对人体造成伤害，更严重是粉尘达到一定极限时，一旦遇到明火，极易引起爆炸，造成重大煤矿安全事故。因此煤炭企业每年投资巨资解决降尘问题，尽管如此，至今为止仍然未达到预期的理想效果，很多煤矿采用了大型系统式降尘，这种系统的缺点是终端喷水处大多使用喷头，效果极差，费用非常昂贵，维护繁琐，效率低下。由于价格昂贵很多煤矿只能放弃，由于维护繁琐，很多煤矿也配备了大量的维护人员全职监控维护，这浪费了大量的人力、财力。没有系统配备的煤矿在实际开采时让工人佩戴防尘罩，不但存在极大的安全隐患，而且效果不好会让人呼吸受阻。
现阶段在本技术领域中，针对煤炭采掘面等高粉尘的问题，提出了很多解决方案。总体来看，可以分为两种。一种是喷水或喷水雾来消尘，具体而言在供水管路末端设置一个或多个喷嘴来将水以水雾状喷出，以减少煤尘，这种方案原理上容易想到，但由于对煤矿现场实际使用缺乏了解，从而导致产品雾化效果差，设备局限性也很大，使用时达不到预期的效果。另一种是喷气来吹散粉尘，具体可以表现为除尘风机，高压气流经过出口向外喷射以冲击并吹散粉尘，这种方式除尘效果不理想，虽然可以将部分粉尘浓度极大区域的粉尘进行吹散，却难以实质性地降低粉尘环境中的粉尘量。
发明内容
为了解决背景技术中所存在的问题，发明人基于多年的煤矿领域实践和研发经历，提出了本发明所示的一种水雾除尘器。文中的“尘”是指粉尘，在除尘器尤其适用的煤矿环境中具体表现为煤尘；“水雾”是指小尺寸液态物分布在一定空间中从而看起来呈雾状，其中的“水”泛指液态物，其可以包括日常所说的水，也可以包括混合了例如清洗剂等溶质的水溶液，还可以是其它适宜的液态溶液。
发明人在长期的研发实践中，为了提高除尘效果，创造性地将水雾和气体引射结合起来，这种结合不同于喷水和喷气的简单结合。在煤矿领域中偶尔存在将喷水和喷气结合起来使用的情况，这种结合实际上是两种除尘方式的简单堆砌，例如将在同一区域同时安装了除尘风机和除尘水雾喷头，称之为气水联动，结合得更紧密的是将水和气体简单地同时注入到一个空腔中，经由空腔上的喷头喷射出水雾，这种方式实质上仍然水和气混合然后向外喷射模式。而本发明的技术方案与这些现有技术不同，其实质上仍然以喷水为重点，在将水变成水雾的整个过程中应用了气体引射，从而整体构思完全区别于现有技术，为发明人在现有技术中未曾检索到的独创构思。发明人在此独创构思基础上，进一步提出了整个水雾除尘器的整体装置实施方案，这其中的将水变为水雾的结构、以及气体引射的结构也是发明人在多年实践基础上独创性设计。具体而言，根据本发明：
一种水雾除尘器，用于将水流形成水雾并向外喷射，包括空气分流均衡器、气水引射器，水流通过压水入口进入空气分流均衡器；空气分流均衡器具有喷嘴，用以朝向压水减压区喷射所进入的水流以初步形成水雾；进气端进入气体，带动水雾移位到气水混合室并混合；气水引射器压气入口进入高压气流，以在气水引射器内腔形成负压；混合后的气雾在负压作用下引射到气水引射器内腔并与高压气流再次混合；气水引射器的出雾端，用以将再次混合的气雾高速喷射出去。
优选地，空气分流均衡器中从压水入口到喷嘴到水流通道呈垂直的L形。
优选地，水流通过喷嘴，水流压力适当减小、同时水流初步形成水雾。
优选地，空气分流均衡器中从压水入口到喷嘴处水流通道呈倾斜状连通。更优选地，倾斜连通处圆滑过渡。
优选地，喷嘴上设置多个喷孔，使得水流经过喷嘴朝向压水减压区内壁喷射。
优选地，进入气水引射器内腔的气流使得气水引射器内腔形成负压，从而将气水混合室内的气雾引入并再次急速的混合。
优选地，气水引射器的入口端为喇叭口状，喇叭口的大孔径端部与气水混合室连通。
一种水雾除尘方法，用于将水流形成水雾并向外喷射，包括空气分流均衡器、气水引射器，水流通过压水入口进入空气分流均衡器并通过喷嘴朝向压水减压区喷射以初步形成水雾，在来自进气端的气体带动下移位到气水混合室并混合，然后经气水引射器压气入口进入的高压气流所产生的负压作用下引射到气水引射器内腔并与高压气流再次混合经由出雾端高速喷射出去。
一种水雾除尘方法，使用了前述水雾除尘器进行除尘。
根据本发明的水雾除尘器或水雾除尘方法，所喷射而出的气雾经过了此前的至少两次急速混合，从而混合均匀度高、水雾颗粒小，提高水等原料的利用效率的同时提高了除尘效果。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
图1示出了根据本发明的一种水雾除尘器的结构示意图。
在附图中：1端套；2压水快速接头；3压水入口；4壳体；5空气分流均衡器；6喷嘴；7压气接口；8压气入口；9气水引射器主体；10气水引射器扩散器；11气水引射器O型圈；12固定圈（调解圈）；13气水引射器气室；14气水混合室；15压水减压区；16负压区A；17负压区B；18进气端；19出雾端。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
实施例1：一种水雾除尘器及相应的水雾除尘方法。
如图1所示，作为一个实施例的水雾除尘器，总体上呈圆柱体，主要组件包括空气分流均衡器和气水引射器。在图中左侧所示为空气分流均衡器，其沿圆柱体轴向方向上具有一向右开口的盲孔，开口处设置喷嘴6，盲孔另一端垂直盲孔即圆柱体径向方向上与另一向圆柱体外侧开口的盲孔互相连通，在开口端设置有压水入口3和压水接口2。
在本实施例中，带有一定压力的水流或其它适当溶液可以通过压水入口3进入空气分流均衡器内部；进入的水流通过垂直的L形拐角可以稍微减少一下水流的冲击压力，这在压水入口处进入的水流压力巨大时尤其有益；水流经过拐角后继续流动通过喷嘴6向压水减压区15喷射而出。水流经过喷嘴6喷出后已经初步成为水雾，所喷出的水朝向压水减压区15的内壁，水流通过喷头6朝向内壁喷射，一方面使得水流初步形成水雾，另一方面使得水流压力被消减，起到减压作用。水雾除尘器左侧设置有进气端18，与外界连通但不与L形通道直接连通，外界空气可以进入进气端18，进气端18和压水减压区15之间通过开设的多个槽通道互相连通，从而从进气端18经槽通道进入压水减压区15的气流可以将此处的水雾（或包含部分水珠等，例如在内壁上）移位到与压水减压区15相邻的气水混合室14，在气流将气雾吹向移位过程中两者进行了初步混合，水雾与气流在气水混合式14进行充分混合，混合物进入气水引射器。
气水引射器主体呈圆柱形的内腔，其入口端与气水混合室连通，出口端为出雾端19，与外界连通。在圆柱形内腔侧面即水雾除尘器圆柱体径向方向上开设通道，通道外侧末端设置压气入口8和压气接口7。带有一定压力的气流，尤其是高压气流通过压气入口8进入气水引射器内部。进入气水引射器内腔的气流使得内腔形成负压，从而将气水混合室内的气雾引入并再次急速的混合，气水引射器的入口端优选为喇叭口状，喇叭口的大孔径端部与气水混合室14连通。气水引射器内再次混合后的气雾在负压带动下急速从出口即出雾端19喷射而出。
可以看出，该实施例同时示出了一种水雾除尘的方法，该方法总体而言用于将水流形成水雾并向外喷射，包括空气分流均衡器、气水引射器，水流通过压水入口进入空气分流均衡器并通过喷嘴朝向压水减压区喷射以初步形成水雾，在来自进气端的气体带动下移位到气水混合室并混合，然后经气水引射器压气入口进入的高压气流所产生的负压作用下引射到气水引射器内腔并与高压气流再次混合经由出雾端高速喷射出去。该方法具体工作过程在前述描述水雾除尘器工作过程上已经涉及，在此不再赘述。
实施例2：一种水雾除尘器及相应的水雾除尘方法。
再次参见图1所示，作为一个实施例的水雾除尘器，总体上呈圆柱体，主要组件包括空气分流均衡器和气水引射器。在图中左侧所示为空气分流均衡器，其沿圆柱体轴向方向上具有一向右开口的盲孔，开口处设置喷嘴6，盲孔另一端垂直盲孔即圆柱体径向方向上与另一向圆柱体外侧开口的盲孔互相连通，在开口端设置有压水入口3和压水接口2。
在本实施例中，带有一定压力的水流或其它适当溶液可以通过压水入口3进入空气分流均衡器内部；进入的水流在进入空气分流均衡器内部通道时方向发生变化，也就是说，压水入口处的水流通道、与空气分流均衡器内部通道存在连通关系，两个通道之间存在一定夹角。这一夹角可以是钝角，从而两个通道呈倾斜连通关系。在本实施例中，两个通道的结合处呈圆滑过渡。
水流经过拐角后继续流动通过喷嘴6向压水减压区15喷射而出。水流经过喷嘴6喷出后已经初步成为水雾，所喷出的水朝向压水减压区15的内壁，水流通过喷头6朝向内壁喷射，一方面使得水流初步形成水雾，另一方面使得水流压力被消减，起到减压作用。水雾除尘器左侧设置有进气端18，与外界连通但不与L形通道直接连通，外界空气可以进入进气端18，进气端18和压水减压区15之间通过开设的多个槽通道互相连通，从而从进气端18经槽通道进入压水减压区15的气流可以将此处的水雾（或包含部分水珠等，例如在内壁上）移位到与压水减压区15相邻的气水混合室14，在气流将气雾吹向移位过程中两者进行了初步混合，水雾与气流在气水混合式14进行充分混合，混合物进入气水引射器。
可以看出，该实施例与前述实施例1的主要不同之处在于压水入口处的水流通道与空气分流均衡器内部通道结构存在区别，在该实施例中，两个通道倾斜连通、并且两个通道结合处圆滑过渡，这使得水流方向改变时存在圆滑地过渡过程，从而避免了水流方向改变时收到通道内壁冲击而产生的涡流等不期望的现象。
该实施例的其它内容与前述实施例1类似，在此不再赘述。
实施例3：一种水雾除尘器及相应的水雾除尘方法。
再次参见图1所示，该实施例的水雾除尘器大体结构与前述实施例1、2类似，总体上呈圆柱体，主要组件包括空气分流均衡器和气水引射器。在图中左侧所示为空气分流均衡器，其沿圆柱体轴向方向上具有一向右开口的盲孔，开口处设置喷嘴6，盲孔另一端垂直盲孔即圆柱体径向方向上与另一向圆柱体外侧开口的盲孔互相连通，在开口端设置有压水入口3和压水接口2。
与前述两个实施例1-2不同的是，在本实施例中，空气分流均衡器5、气水引射器9等组件外部为壳体4，构成了整个水雾除尘器的圆柱主体外表面，壳体4的两端设置有端套1，以使得整个水雾除尘器外部坚固、便携。
实施例4：一种水雾除尘器及相应的水雾除尘方法。
本实施例的主要结构与前述实施例1-3类型，换言之，实施例1-3的结构均适用于本实施例。本实施例的特点在于，水雾除尘器用于煤矿领域中，具体而言，该水雾除尘器用于煤矿的矿井下。例如，在煤炭的采掘面；再例如，用于煤炭处理现场中，煤炭处理可以是煤炭筛选、煤炭粉碎等。这些应用环境一个共同之处是在空间中存在一定粉尘，水雾除尘器可以以适当地方式放置在这些环境中，使其工作，利用相对应的水雾除尘方法，可以有效地降低这些环境所处空间中的粉尘。
在本发明技术方案中，所喷射而出的气雾经过了此前的至少两次急速混合，从而混合均匀度高、水雾颗粒小。空气分流均衡器中的结构设计中初始地将压水入口3的水流进行了适当地减压，是为了用压力“换取”截面积，使得水流压力减少的同时水出口面积获得了增加、并同时进行了初步的水流变水雾处理，而且该水雾比较均匀。并且由于气雾被气流所产生的负压引射，使得气雾的出雾端喷射速度再次得到提高。从而使得该水雾除尘器喷射的水雾均匀、高速，从而除尘效果好，同时由于截面大使得除尘面积增大，即该水雾除尘器提高水等原料的利用效率的同时提高了除尘效果。
实验显示，该水雾除尘器相对于现有技术的水雾雾化效果、喷射效果均提高50%，相对于现有技术的气水联动型的除尘器效果提高30%。
需要说明的是，本发明实施例中的“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等并不是用于限定数量，也不是用于表示重要程度或顺序。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名词。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种水雾除尘器，用于将水流形成水雾并向外喷射，其特征在于，包括空气分流均衡器、气水引射器，水流通过压水入口进入空气分流均衡器；空气分流均衡器具有喷嘴，用以朝向压水减压区喷射所进入的水流以初步形成水雾；进气端进入气体，带动水雾移位到气水混合室并混合；气水引射器压气入口进入高压气流，以在气水引射器内腔形成负压；混合后的气雾在负压作用下引射到气水引射器内腔并与高压气流再次混合；气水引射器的出雾端，用以将再次混合的气雾高速喷射出去。
2.根据权利要求1所述的水雾除尘器，其特征在于，空气分流均衡器中从压水入口到喷嘴处水流通道呈垂直的L形。
3.根据权利要求1所述的水雾除尘器，其特征在于，空气分流均衡器中从压水入口到喷嘴处水流通道呈倾斜状连通。
4.根据权利要求3所述的水雾除尘器，其特征在于，倾斜连通处圆滑过渡。
5.根据权利要求1所述的水雾除尘器，其特征在于，喷嘴上设置多个喷孔，使得水流经过喷嘴朝向压水减压区内壁喷射。
6.根据权利要求1所述的水雾除尘器，其特征在于，进入气水引射器内腔的气流使得气水引射器内腔形成负压，从而将气水混合室内的气雾引入并再次急速的混合。
7.根据权利要求1所述的水雾除尘器，其特征在于，相对于现有技术的水雾雾化效果、喷射效果均提高50%，相对于现有技术的气水联动型的除尘器效果提高30%。
8.一种水雾除尘方法，用于将水流形成水雾并向外喷射，其特征在于，包括空气分流均衡器、气水引射器，水流通过压水入口进入空气分流均衡器并通过喷嘴朝向压水减压区喷射以初步形成水雾，在来自进气端的气体带动下移位到气水混合室并混合，然后经气水引射器压气入口进入的高压气流所产生的负压作用下引射到气水引射器内腔并与高压气流再次混合经由出雾端高速喷射出去。
9.一种水雾除尘方法，使用了根据权利要求1-6所述的水雾除尘器进行除尘。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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