CN107062926A - 一种基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置及方法 - Google Patents
一种基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置及方法，该装置包括气腿式凿岩机和用于对高压水蒸气进行冷却的缓冲罐；其中：缓冲罐为圆柱体，其外壁上设置有降温隔层，缓冲罐底部设置有冷凝机，冷凝机与降温隔层相连；缓冲罐底部还设置有排水管，高压水蒸气冷凝后通过排水管排出缓冲罐；缓冲罐顶部设置有出风管，缓冲罐内部设置有用于增大冷凝面积的螺旋形的冷却叶片；缓冲罐通过固定机构与气腿式凿岩机固定连接；气腿式凿岩机包括两端的高压风管，两端的高压风管分别与缓冲罐的进风管和出风管相连，高压水蒸气通过进风管导入缓冲罐内，冷却后通过出风管导入高压风管。本发明结构简单、操作方便，且冷却效果好。
Description
技术领域
本发明涉及凿岩机冷却装置技术领域，尤其涉及一种基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置及方法。
背景技术
在掘进工作中气腿式凿岩机是常见的凿岩设备，高压风作为气腿式凿岩机的动力是保证工作顺利进行的重要因素，而高压风经过长距离的输送温度降低产生水蒸气，现有的技术中处理高压风管中的水蒸气通常是是给给风管做保温处理，未安装的风管做内保温处理，已安装的采用引流的方法处理，在管道低端设出水口，然后引致集水坑。
上述的风管水蒸气的处理方法一是保暖耗材多，得定期更换，所以投资比较大，单纯的引流方法对水蒸气的处理又显得不足，无法更好的主动地滤除水蒸气，作为气腿式凿岩机的动力高压风含水过多时，冷凝水随高压风进入凿岩机机头，再从出气口随风呈雾状喷出，在工作面形成雾气不利于操作人员对现场进行观测，不能及时发现作业面不安全因素，如不能掌握边帮及顶板的浮石稳固情况；在打超前眼过程中，不能对眼孔出现情况及时了解；等雾气再次冷凝后，水进入供电设备设施及照明设施中后容易引起电器故障及损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中保暖耗材多，需要定期更换，无法主动的滤除水蒸气的缺陷，提供一种基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置，包括气腿式凿岩机和用于对高压水蒸气进行冷却的缓冲罐；其中：
缓冲罐为圆柱体，其外壁上设置有降温隔层，缓冲罐底部设置有冷凝机，冷凝机与降温隔层相连；缓冲罐底部还设置有排水管，高压水蒸气冷凝后通过排水管排出缓冲罐；
缓冲罐顶部设置有出风管，缓冲罐内部设置有用于增大冷凝面积的螺旋形的冷却叶片；
缓冲罐通过固定机构与气腿式凿岩机固定连接；气腿式凿岩机包括两端的高压风管，两端的高压风管分别与缓冲罐的进风管和出风管相连，高压水蒸气通过进风管导入缓冲罐内，冷却后通过出风管导入高压风管。
进一步地，本发明的气腿式凿岩机包括皮管、风嘴、主机、纤具和气腿，缓冲罐上设置有气阀，皮管一端与缓冲罐的气阀相连，另一端与风嘴相连；高压风通过风嘴进入主机带动纤具进行凿岩；气腿用于支撑凿岩机。
进一步地，本发明的气腿式凿岩机的风嘴通过皮管与缓冲罐的气阀相连接。
进一步地，本发明的冷却叶片包括设置在缓冲罐中心位置的叶片转轴和多片金属叶片，叶片转轴与驱动电机相连，水蒸气在金属叶片上冷凝后，驱动电机开始工作，使叶片转轴带动金属叶片旋转，将冷凝后水蒸气甩离金属叶片。
进一步地，本发明的叶片转轴和金属叶片内部设置有水冷管道，通过水冷管道向叶片转轴和金属叶片内持续通入冷却水，降低叶片转轴和金属叶片的工作温度。
进一步地，本发明的排水管上设置有排水阀门。
进一步地，本发明的缓冲罐与高压风管相互垂直。
进一步地，本发明的进风管与出风管分别位于缓冲罐的两端，且进风管的高度低于出风管的高度。
进一步地，本发明的进风管、缓冲罐、出风管、排水管和排水阀门均为相同的金属材料。
本发明提供一种基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理方法，包括以下步骤：
S1、气腿式凿岩机通过高压风管和进风管将高压水蒸气导入缓冲罐内，并实时检测进出风管的温度；
S2、若进风管温度高于凿岩机的凿岩工作面温度，冷凝机开始工作，向降温隔层中不断注入冷空气，使高压水蒸气降温冷凝在缓冲罐的内壁上；
S3、若缓冲罐内温度高于降温隔层温度，驱动电机开始工作，使叶片转轴带动金属叶片旋转，高压水蒸气降温冷凝在金属叶片上，并将冷凝后水蒸气甩离金属叶片；
S4、若出风管的温度高于凿岩机的凿岩工作面温度，通过水冷管道向叶片转轴和金属叶片内持续通入冷却水，降低叶片转轴和金属叶片的工作温度；
S5、将缓冲罐底部的冷凝水通过排水管排出。
本发明产生的有益效果是：本发明的基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置及方法，通过冷凝机以及与其相连的降温隔层，对高压水蒸气进行降温凝结，并通过冷却叶片增大对高压水蒸气的冷凝面积，大大提高了对高压水蒸气的冷却效果；且管路之间密闭，冷凝水不会进入凿岩机的机头，有效的保护了装置；提高了凿岩机配件更换时间，延长了各配件的使用寿命，另外凿岩机机头故障率降低，工作面环境也得到改善，有利于工人更好的作业。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的主体结构示意图；
图2是本发明实施例罐体的右视结构示意图；
图3是本发明实施例罐体的俯视结构示意图；
图4是本发明实施例罐体的正视结构示意图；
图5是本发明实例罐体内部冷却叶片的主体结构示意图。
图中：1-进风管；2-降温隔层；3-缓冲罐；4-出风管；5-排水阀门；6-排水管；7-冷凝机；8-冷却叶片；801-叶片转轴；802-金属叶片；803-驱动电机；804-水冷管路；9-气阀；10-皮管；11-风嘴；12-主机；13-纤具；14-气腿。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例的基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置，包括气腿式凿岩机和用于对高压水蒸气进行冷却的缓冲罐3；其中：
缓冲罐3为圆柱体，其外壁上设置有降温隔层2，缓冲罐3底部设置有冷凝机7，冷凝机7与降温隔层2相连；缓冲罐3底部还设置有排水管6，高压水蒸气冷凝后通过排水管6排出缓冲罐3；
缓冲罐3顶部设置有出风管4，缓冲罐3内部设置有用于增大冷凝面积的螺旋形的冷却叶片8；
缓冲罐3通过气阀9、皮管10与气腿式凿岩机的风嘴11连接；两端的高压风管分别与缓冲罐3的进风管1和出风管4相连，高压水蒸气通过进风管1导入缓冲罐3内，冷却后通过出风管4导入高压风管，最后通过气阀9和皮管10与气嘴11连接进入到气腿式凿岩机中。
气腿式凿岩机包括皮管10、风嘴11、主机12、纤具13和气腿14，缓冲罐3上设置有气阀9，皮管10一端与缓冲罐3的气阀9相连，另一端与风嘴11相连；高压风通过风嘴11进入主机12带动纤具13进行凿岩；气腿14用于支撑凿岩机。
气腿式凿岩机的风嘴11通过皮管10与缓冲罐的气阀9相连接。
冷却叶片8包括设置在缓冲罐3中心位置的叶片转轴801和多片金属叶片802，叶片转轴801与驱动电机803相连，水蒸气在金属叶片802上冷凝后，驱动电机803开始工作，使叶片转轴801带动金属叶片802旋转，将冷凝后水蒸气甩离金属叶片802。
叶片转轴801和金属叶片802内部设置有水冷管道804，通过水冷管道804向叶片转轴801和金属叶片802内持续通入冷却水，降低叶片转轴801和金属叶片802的工作温度。
排水管6上设置有排水阀门5。缓冲罐3与高压风管相互垂直。进风管1与出风管4分别位于缓冲罐3的两端，且进风管1的高度低于出风管4的高度。进风管1、缓冲罐3、出风管4、气阀9排水管6和排水阀门5均为相同的金属材料。
如图2，图3和图4所示，在本发明的另一个具体实施例中，高压风水蒸气处理装置由1.入风管、2.降温隔层、3.缓冲罐、4.出风管、5.排液阀门、6.排液管、7.冷凝机组成。
实施例中的入风管1左端接入高压风管，右端直接与缓冲罐3相连接，高压风从高压风管中通过入风管1直接到达缓冲罐3。
实施例中的缓冲罐3用于高压风的集中降温冷凝场所。
实施例中的出风管4左端直接与缓冲罐3相接通，右端与高压风管接通；高压风经过在缓冲罐3的冷凝水处理后直接从出风管4通过接通高压风管。
实施例中的排液阀门5安装于排液管中6，整个装置处于工作状态时便关闭排液阀门5，当缓冲罐3中的冷凝水达到一定量后需停止高压风的输送并打开排液阀门5进行排液措施。
实施例中的冷凝机7与降温隔层2直接相通，降温隔层2是一个包裹在缓冲罐外的独立空间，冷凝机工作时会向降温隔层2源源不断提供冷风使得降温隔层2包裹的缓冲罐3保持低温状态。
本发明提供的上述用于气腿式凿岩机的动力高压风中的水蒸气处理装置，其工作过程如下：
工作状态：
如图1所示，当关闭排液阀门5启动冷凝机7并通途高压风时整个装置便处于工作状态，高压风经入风管1进入到缓冲罐3中，由于外部的降温隔层2经过冷凝机7的降温措施使得缓冲罐中的温度处于低温状态，高压风中的水蒸气立刻冷凝成水存于缓冲罐的底部，处理过后的高压风从上方的出风管通过接入高压风管或者接入凿岩机的风管中。
排水工作：
定期需对装置缓冲罐中的冷凝水进行排放工作，停止高压风的输送，关闭冷凝机7打开排液阀门5，冷凝水通过排液阀门5进入排液管6排出。
本发明实施例的基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理方法，包括以下步骤：
S1、气腿式凿岩机通过高压风管和进风管将高压水蒸气导入缓冲罐内，并实时检测进风管和出风管的温度；
S2、若进风管的温度高于凿岩机的凿岩工作面温度，冷凝机开始工作，向降温隔层中不断注入冷空气，使高压水蒸气降温冷凝在缓冲罐的内壁上；
S3、若缓冲罐内温度高于降温隔层温度，驱动电机开始工作，使叶片转轴带动金属叶片旋转，高压水蒸气降温冷凝在金属叶片上，并将冷凝后水蒸气甩离金属叶片；
S4、若出风管的温度高于凿岩机的凿岩工作面温度，通过水冷管道向叶片转轴和金属叶片内持续通入冷却水，降低叶片转轴和金属叶片的工作温度；
S5、将缓冲罐底部的冷凝水通过排水管排出。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置，其特征在于，包括气腿式凿岩机和用于对高压水蒸气进行冷却的缓冲罐(3)；其中：
缓冲罐(3)为圆柱体，其外壁上设置有降温隔层(2)，缓冲罐(3)底部设置有冷凝机(7)，冷凝机(7)与降温隔层(2)相连；缓冲罐(3)底部还设置有排水管(6)，高压水蒸气冷凝后通过排水管(6)排出缓冲罐(3)；
缓冲罐(3)顶部设置有出风管(4)，缓冲罐(3)内部设置有用于增大冷凝面积的螺旋形的冷却叶片(8)；
缓冲罐(3)通过固定机构与气腿式凿岩机固定连接；两端的高压风管分别与缓冲罐(3)的进风管(1)和出风管(4)相连，高压水蒸气通过进风管(1)导入缓冲罐(3)内，冷却后通过出风管(4)导入高压风管。
2.根据权利要求1所述的基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置，其特征在于，气腿式凿岩机包括皮管(10)、风嘴(11)、主机(12)、纤具(13)和气腿(14)，缓冲罐(3)上设置有气阀(9)，皮管(10)一端与缓冲罐(3)的气阀(9)相连，另一端与风嘴(11)相连；高压风通过风嘴(11)进入主机(12)带动纤具(13)进行凿岩；气腿(14)用于支撑凿岩机。
3.根据权利要求2所述的基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置，其特征在于，气腿式凿岩机的风嘴(11)通过皮管(10)与缓冲罐(3)的气阀(9)相连接。
4.根据权利要求1所述的基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置，其特征在于，冷却叶片(8)包括设置在缓冲罐(3)中心位置的叶片转轴(801)和多片金属叶片(802)，叶片转轴(801)与驱动电机(803)相连，水蒸气在金属叶片(802)上冷凝后，驱动电机(803)开始工作，使叶片转轴(801)带动金属叶片(802)旋转，将冷凝后水蒸气甩离金属叶片(802)。
5.根据权利要求4所述的基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置，其特征在于，叶片转轴(801)和金属叶片(802)内部设置有水冷管道(804)，通过水冷管道(804)向叶片转轴(801)和金属叶片(802)内持续通入冷却水，降低叶片转轴(801)和金属叶片(802)的工作温度。
6.根据权利要求1所述的基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置，其特征在于，排水管(6)上设置有排水阀门(5)。
7.根据权利要求1所述的基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置，其特征在于，缓冲罐(3)与高压风管相互垂直。
8.根据权利要求1所述的基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置，其特征在于，进风管(1)与出风管(4)分别位于缓冲罐(3)的两端，且进风管(1)的高度低于出风管(4)的高度。
9.根据权利要求6所述的基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理装置，其特征在于，进风管(1)、缓冲罐(3)、出风管(4)、排水管(6)和排水阀门(5)均为相同的金属材料。
10.一种基于冷凝机气腿式凿岩机高压风水蒸气处理方法，其特征在于,包括以下步骤：
S1、气腿式凿岩机通过高压风管和进风管将高压水蒸气导入缓冲罐内，并实时检测进风管和出风管的温度；
S2、若进风管的温度高于凿岩机的凿岩工作面温度，冷凝机开始工作，向降温隔层中不断注入冷空气，使高压水蒸气降温冷凝在缓冲罐的内壁上；
S3、若缓冲罐温度高于降温隔层温度，驱动电机开始工作，使叶片转轴带动金属叶片旋转，高压水蒸气降温冷凝在金属叶片上，并将冷凝后水蒸气甩离金属叶片；
S4、若出风管的温度高于凿岩机的凿岩工作面温度，通过水冷管道向叶片转轴和金属叶片内持续通入冷却水，降低叶片转轴和金属叶片的工作温度；
S5、将缓冲罐底部的冷凝水通过排水管排出。
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