CN107420102B - 一种掘进机负压降尘装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种掘进机负压降尘装置及其使用方法，所述装置包括：吸尘式炮头，吸尘式炮头中插设有中空花键轴，且中空花键轴延伸至吸尘式炮头外部的一侧固接有含尘气体收集器，含尘气体收集器通过管道连接有降尘过滤器，降尘过滤器一侧连接有含尘液体排放器；含尘气体通过吸尘式炮头上的吸尘孔吸入由轴向通孔及管道组成的密封气体管路内，通过降尘过滤器的过滤液体对含尘气体中的粉尘进行降尘，被降尘后的气体从进尘口排出，含尘液体通过排液口进入含尘液体排放器中；利用负压吸附掘进机截割过程中产生的粉尘，可有效防止粉尘的扩散，并避免对掘进工作面环境的二次污染，保证工作人员的身体健康，结构紧凑、合理、简单，具有广泛的实用性。

Description

一种掘进机负压降尘装置及其使用方法

技术领域：

本发明属于掘进机降尘技术领域，具体涉及一种掘进机负压降尘装置及其使用方法。

背景技术：

掘进机是现代矿山巷道快速掘进的关键设备，在现代掘进作业中，粉尘防治是长期困扰人们的重大技术难题。掘进工作面的粉尘是指弥漫在掘进工作面范围内，能够较长时间呈悬浮状态的微小粉尘颗粒。井下粉尘的危害主要包括：矿尘的自燃性、煤尘爆炸性、入矿工作人员的身体健康。掘进工作面现有防尘技术主要有：喷雾降尘、通风除尘、抽尘净化、高压水射流辅助截割、设置挡尘板、泡沫除尘、水幕、高压风屏蔽、个体防护等。但掘进工作面粉尘问题依旧没有得到彻底解决。

因此，迫切需要研制一种新型的、高效的，尤其针对易产尘工作面的掘进机负压降尘装置及其使用方法。

发明内容：

本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种结构紧凑、工作效率高、可实现掘进工作面降尘的掘进机负压降尘装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种掘进机负压降尘装置，包括：吸尘式炮头，所述吸尘式炮头中插设有中空花键轴，且所述中空花键轴延伸至所述吸尘式炮头外部的一侧固接有含尘气体收集器，所述含尘气体收集器通过管道连接有降尘过滤器，所述降尘过滤器一侧连接有含尘液体排放器；所述吸尘式炮头包括炮头外壳，炮头外壳内部嵌装有炮头内套，所述炮头外壳和炮头内套上均开设有第一吸尘孔，所述中空花键轴的一端插设于所述炮头内套中，且在所述中空花键轴内部沿轴向贯穿所述中空花键轴开设有轴向通孔，在所述中空花键轴位于所述炮头内套中的轴体上开设有第二吸尘孔，所述第二吸尘孔与所述轴向通孔相连通，以使所述第一吸尘孔和所述轴向通孔之间形成通路，含尘气体由所述第一吸尘孔和第二吸尘孔进入所述轴向通孔；所述中空花键轴位于所述含尘气体收集器中的轴体上开设有排尘孔，所述排尘孔与所述轴向通孔相连通，所述含尘气体收集器包括含尘气体收集器壳体，在所述含尘气体收集器壳体下部设置有排尘口，所述排尘口一端与所述排尘孔连通，所述降尘过滤器包括降尘过滤器壳体，所述降尘过滤器壳体内部为空腔结构，在空腔中安装有搅拌叶轮，在所述降尘过滤器壳体的一侧开设有进尘口和进液口，且所述进液口在所述进尘口的上部，其另一侧开设有排液口，且在其上部开设有排气口，所述进尘口和所述排尘口另一端通过管道连通，所述进液口外接液压泵，所述排气口外接气泵，所述排液口通过管道连接于所述含尘液体排放器，所述含尘液体排放器下端开设排液孔。

所述含尘液体排放器为倒置的漏斗状封闭容器，其内部为空腔结构，且在其下端面上开设排液孔。

所述进液口和排液口设置在所述降尘过滤器壳体的中部，所述进尘口设置在所述降尘过滤器壳体的下部，以使含尘气体通过所述进尘口通入至所述降尘过滤器壳体内部空腔结构的底部。

所述排气口处还安装有防水装置，以防止液体进去所述排气口。

所述第一吸尘孔的外侧固定连接有挡石装置，以防止大块岩石堵塞所述第一吸尘孔。

所述搅拌叶轮的轮轴位于所述降尘过滤器的中心处，且所述搅拌叶轮包括若干叶片，所述叶片在所述轮轴上均匀分布。

所述中空花键轴的两端均用密封装置密封。

所述排尘口截面为锥形。

上述一种掘进机负压降尘装置的使用方法，具体步骤如下：

步骤一：打开所述液压泵，向所述降尘过滤器壳体内部的空腔中注入液体，并使液体填满所述空腔的下半部分；

步骤二：将所述搅拌叶轮外接驱动电机，并打开驱动电机，所述驱动电机带动所述搅拌叶轮旋转，搅动空腔中液体；

步骤三：打开所述气泵，使所述装置整体呈负压状态，从而将工作面处的空气连同粉尘一起，通过所述第一吸尘孔吸入至吸尘式炮头中；

步骤四：含尘气体通过第二吸尘孔吸入至所述中空花键轴的轴向通孔中，在负压作用及自身重力作用下，含尘气体由所述排尘孔吸入至所述含尘气体收集器，然后由所述进尘口吸入至所述降尘过滤器中；

步骤五：含尘气体在浮力作用下，在所述降尘过滤器内部液体的下部上浮至液体表面，在此过程中，含尘气体内粉尘与液体接触从而与气体分离，溶于液体中形成含尘液体；

步骤六：经过降尘后的气体由所述排气口排放至大气中，含尘液体则通过排液口给入到所述含尘液体排放器中，在自身重力作用下，从所述含尘液体排放器下端开设的排液孔流出。

进一步地，在步骤五中，调节所述电机带动所述搅拌叶轮逆时针旋转，对含尘气体形成的气泡进行破碎，以使含尘气体与液体接触更加充分。

本发明一种掘进机负压降尘装置的有益效果：根据掘进机截割煤岩过程中易产尘的特点，对传统掘掘进机降尘装置进行改进，即利用负压对掘进机截割煤岩过程中产生的粉尘进行吸附，含尘气体通过吸尘式炮头上的第二吸尘孔吸入由中空花键轴的轴向通孔及管道组成的密封气体管路内，通过降尘过滤器的过程中利用进液口流入的过滤液体对含尘气体中的粉尘进行降尘，被降尘后的气体从进尘口排出，含尘液体通过排液口进入含尘液体排放器中，排放到掘进机前端铲板上，可对前端铲板运移煤岩进行降尘；其利用负压吸附掘进机截割过程中产生的粉尘，可有效防止粉尘的扩散，并避免对掘进工作面环境的二次污染，保证工作人员的身体健康，以及掘进设备的安全运转。其结构紧凑、合理、简单，具有广泛的实用性。

附图说明：

图1为本发明掘进机负压降尘装置的结构示意图；

图2为吸尘式炮头的剖面图；

图3为中空花键轴的剖面图；

图4为含尘气体收集器的剖面图；

图5为降尘过滤器示意图；

图中：1、吸尘式炮头；2、中空花键轴；3、含尘气体收集器；4、降尘过滤器；5、气体管道；6、液体管道；7、行星轮减速器壳体；8、含尘液体排放器；1-1、炮头外壳；1-2、炮头内套；1-3、炮头内花键；1-4、第一吸尘孔；1-5、挡石装置；2-1、花键轴外花键；2-2、第二吸尘孔；2-3、排尘孔；2-4、轴向通孔；2-5、密封装置安装槽；3-1、含尘气体收集器壳体；3-2、端盖；3-3、排尘口；3-4、密封圈安装槽；4-1、降尘过滤器壳体；4-2、进尘口；4-3、排气口；4-4、进液口；4-5、排液口；4-6、搅拌叶轮；4-7、防水装置；8-1、排液孔。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

根据图1所示，本发明提供的一种掘进机负压降尘装置，包括：吸尘式炮头1，所述吸尘式炮头1中插设有中空花键轴2，且所述中空花键轴2延伸至所述吸尘式炮头1外部的一侧固接有含尘气体收集器3，且所述中空花键轴2的端部插设在行星轮减速器壳体7中，所述含尘气体收集器3通过气体管道5连接有降尘过滤器4，所述降尘过滤器4一侧连接有含尘液体排放器8。

根据图2所示，所述吸尘式炮头1包括炮头外壳1-1，炮头外壳1-1内部嵌装有炮头内套1-2，在所述炮头内套1-2的内壁上开设有炮头内花键1-3，所述炮头外1-1和炮头内套1-2上均开设有第一吸尘孔1-4，所述第一吸尘孔1-4的外侧固定连接有挡石装置1-5，所述挡石装置1-5表面为纱网状结构，以防止大块岩石堵塞所述第一吸尘孔1-4，所述第一吸尘孔1-4可向不同角度倾斜设置，使得第一吸尘孔1-4在吸尘式炮头1上呈发散型分布，使得吸尘面更大。

根据图3所示，所述中空花键轴2的一端插设于所述炮头内套1-2中，其另一端插设于行星轮减速器壳体7中，且对所述中空花键轴2的两端均用密封装置密封，在所述中空花键轴2伸入所述的炮头内套1-2的端部设置有花键轴外花键2-1，所述吸尘式炮头1和中空花键轴2通过所述炮头内花键1-3和花键轴外花键2-1相配合连接为一体，实现二者的径向固定，且在所述中空花键轴2内部沿轴向贯穿所述中空花键轴2开设有轴向通孔2-4和密封装置安装槽2-5，密封装置填装在所述密封装置安装槽2-5中，在所述中空花键轴2位于所述炮头内套1-2中的轴体上开设有第二吸尘孔2-2，所述第二吸尘孔2-2也可向不同角度倾斜设置，与所述第一吸尘孔1-4相适应，使二者配合使用的效果更好，所述第二吸尘孔2-2与所述轴向通孔2-4相连通，以使所述第一吸尘孔1-4和所述轴向通孔2-4之间形成通路，含尘气体由所述第一吸尘孔1-4和第二吸尘孔2-2进入所述轴向通孔2-4，所述中空花键轴2位于所述含尘气体收集器3中的轴体上开设有排尘孔2-3，所述排尘孔2-3与所述轴向通孔2-4相连通。

根据图4所示，所述含尘气体收集器3包括含尘气体收集器壳体3-1，所述含尘气体收集器壳体3-1一端套装在所述中空花键轴2上，其另一端设置有端盖3-2对所述含尘气体收集器壳体3-1进行密封，在所述含尘气体收集器壳体3-1上还设置有密封圈安装槽3-4，密封圈填装在所述密封圈安装槽3-4中，对所述含尘气体收集器3和中空花键轴2进行密封，在所述含尘气体收集器壳体3-1下部设置有截面为锥形的排尘口3-3，所述排尘口3-3一端与所述排尘孔2-3连通，可以将所述排尘孔2-3垂直于所述轴向通孔2-4设置，使得传输线路最短，直接将所述轴向通孔2-4中含尘气体导入至所述排尘口3-3中，含尘气体经所述轴向通孔2-4给入到所述排尘口3-3中。

根据图5所示，所述降尘过滤器4包括降尘过滤器壳体4-1，所述降尘过滤器壳体4-1内部为空腔结构，在空腔中安装有搅拌叶轮4-6，所述搅拌叶轮4-6的轮轴位于所述降尘过滤器4的中心处，且所述搅拌叶轮4-6包括若干叶片，所述叶片在所述搅拌叶轮4-6的轮轴上均匀分布，所述搅拌叶轮4-6外接驱动电机，在驱动电机的带动下，搅拌叶轮4-6转动，对其中的含尘气体形成的气泡进行破碎，为使效果更佳，还可以调节驱动电机带动所述搅拌叶轮4-6逆时针转动，在所述降尘过滤器壳体4-1的一侧开设有进尘口4-2和进液口4-4，且所述进液口4-4在所述进尘口4-2的上部，进一步地，所述进液口4-4设置在所述降尘过滤器壳体4-1的中部，所述进尘口4-2设置在所述降尘过滤器壳体4-1的下部，以使含尘气体通过所述进尘口4-2通入至所述降尘过滤器壳体4-1内部空腔结构的底部，其另一侧的中部开设有排液口4-5，且在其上部的顶端开设有排气口4-3，所述排气口4-3处还安装有防水装置4-7，以防止液体进去所述排气口4-3，所述进尘口4-2和所述排尘口3-3另一端通过气体管道5连通，所述进液口4-4通过液体管道6外接液压泵，在进行除尘作业时，通过液压泵向降尘过滤器壳体4-1内部的空腔结构通入液体，且在空腔结构中留存一定深度的液体，用以过滤含尘气体中的粉尘，所述排气口4-3通过气体管道5与大气连通，并在气体管道上安装有气泵，在气泵的作用下，使得整体装置呈负压状态，所述排液口4-5通过液体管道6连接于所述含尘液体排放器8，所述含尘液体排放器8为倒置的漏斗状封闭容器，其内部为空腔结构，且在其下端面上开设排液孔8-1。

上述一种掘进机负压降尘装置的使用方法，其具体步骤如下：

步骤一：打开所述液压泵，向所述降尘过滤器壳体4-1内部的空腔中注入液体，并使液体填满所述空腔的下半部分，保留一定深度的液体用于溶解含尘气体中的粉尘；

步骤二：将所述搅拌叶轮4-6外接驱动电机，并打开驱动电机，所述驱动电机带动所述搅拌叶轮4-6旋转，搅动空腔中液体；

步骤三：打开所述气泵，使所述装置整体呈负压状态，从而将工作面处的空气连同粉尘一起，通过所述第一吸尘孔1-4吸入至吸尘式炮头1中；

步骤四：含尘气体通过第二吸尘孔2-2吸入至所述中空花键轴2的轴向通孔2-4中，在负压作用及自身重力作用下，含尘气体由所述排尘孔2-3吸入至所述含尘气体收集器3，然后由所述进尘口4-2吸入至所述降尘过滤器4中；

步骤五：含尘气体在浮力作用下，在所述降尘过滤器4内部液体的底部上浮至液体表面，在此过程中，含尘气体内粉尘与液体接触从而与气体分离，溶于液体中形成含尘液体，进一步地，可调节所述电机带动所述搅拌叶轮4-6逆时针旋转，对含尘气体形成的气泡进行破碎，以使含尘气体与液体接触更加充分，提高降尘效果，同时也可通过搅拌叶轮的搅拌防止粉尘颗粒在降尘过滤器4的底部形成大量沉淀，辅助降尘过滤器4中液体的玄幻，将含尘液体尽快通过排液口4-5从降尘过滤器4中排出；

步骤六：经过降尘后的气体由所述排气口4-3排放至大气中，含尘液体则通过排液口4-5给入到所述含尘液体排放器8中，在自身重力作用下，从所述含尘液体排放器8下端开设的排液孔8-1流出到采煤机前端铲板上，实现对前端铲板运移煤岩的降尘。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种掘进机负压降尘装置，其特征在于：包括：吸尘式炮头，所述吸尘式炮头中插设有中空花键轴，且所述中空花键轴延伸至所述吸尘式炮头外部的一侧固接有含尘气体收集器，所述含尘气体收集器通过管道连接有降尘过滤器，所述降尘过滤器一侧连接有含尘液体排放器；所述吸尘式炮头包括炮头外壳，炮头外壳内部嵌装有炮头内套，所述炮头外壳和炮头内套上均开设有第一吸尘孔，所述中空花键轴的一端插设于所述炮头内套中，且在所述中空花键轴内部沿轴向贯穿所述中空花键轴开设有轴向通孔，在所述中空花键轴位于所述炮头内套中的轴体上开设有第二吸尘孔，所述第二吸尘孔与所述轴向通孔相连通，以使所述第一吸尘孔和所述轴向通孔之间形成通路，含尘气体由所述第一吸尘孔和第二吸尘孔进入所述轴向通孔；所述中空花键轴位于所述含尘气体收集器中的轴体上开设有排尘孔，所述排尘孔与所述轴向通孔相连通，所述含尘气体收集器包括含尘气体收集器壳体，在所述含尘气体收集器壳体下部设置有排尘口，所述排尘口一端与所述排尘孔连通，所述降尘过滤器包括降尘过滤器壳体，所述降尘过滤器壳体内部为空腔结构，在空腔中安装有搅拌叶轮，在所述降尘过滤器壳体的一侧开设有进尘口和进液口，且所述进液口在所述进尘口的上部，其另一侧开设有排液口，且在其上部开设有排气口，所述进尘口和所述排尘口另一端通过管道连通，所述进液口外接液压泵，所述排气口外接气泵，所述排液口通过管道连接于所述含尘液体排放器，所述含尘液体排放器下端开设排液孔。

2.根据权利要求1所述的一种掘进机负压降尘装置，其特征在于：所述含尘液体排放器为倒置的漏斗状封闭容器，其内部为空腔结构，且在其下端面上开设排液孔。

3.根据权利要求1所述的一种掘进机负压降尘装置，其特征在于：所述进液口和排液口设置在所述降尘过滤器壳体的中部，所述进尘口设置在所述降尘过滤器壳体的下部，以使含尘气体通过所述进尘口通入至所述降尘过滤器壳体内部空腔结构的底部。

4.根据权利要求1所述的一种掘进机负压降尘装置，其特征在于：所述排气口处还安装有防水装置，以防止液体进去所述排气口。

5.根据权利要求1所述的一种掘进机负压降尘装置，其特征在于：所述第一吸尘孔的外侧固定连接有挡石装置，以防止大块岩石堵塞所述第一吸尘孔。

6.根据权利要求1所述的一种掘进机负压降尘装置，其特征在于：所述搅拌叶轮的轮轴位于所述降尘过滤器的中心处，且所述搅拌叶轮包括若干叶片，所述叶片在所述轮轴上均匀分布。

7.根据权利要求1所述的一种掘进机负压降尘装置，其特征在于：所述中空花键轴的两端均用密封装置密封。

8.根据权利要求1所述的一种掘进机负压降尘装置，其特征在于：所述排尘口截面为锥形。

9.根据权利要求1所述的一种掘进机负压降尘装置的使用方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一：打开所述液压泵，向所述降尘过滤器壳体内部的空腔中注入液体，并使液体填满所述空腔的下半部分；

步骤二：将所述搅拌叶轮外接驱动电机，并打开驱动电机，所述驱动电机带动所述搅拌叶轮旋转，搅动空腔中液体；

步骤三：打开所述气泵，使所述装置整体呈负压状态，从而将工作面处的空气连同粉尘一起，通过所述第一吸尘孔吸入至吸尘式炮头中；

步骤四：含尘气体通过第二吸尘孔吸入至所述中空花键轴的轴向通孔中，在负压作用及自身重力作用下，含尘气体由所述排尘孔吸入至所述含尘气体收集器，然后由所述进尘口吸入至所述降尘过滤器中；

步骤五：含尘气体在浮力作用下，在所述降尘过滤器内部液体的下部上浮至液体表面，在此过程中，含尘气体内粉尘与液体接触从而与气体分离，溶于液体中形成含尘液体；

步骤六：经过降尘后的气体由所述排气口排放至大气中，含尘液体则通过排液口给入到所述含尘液体排放器中，在自身重力作用下，从所述含尘液体排放器下端开设的排液孔流出。

10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于：在步骤五中，调节所述电机带动所述搅拌叶轮逆时针旋转，对含尘气体形成的气泡进行破碎，以使含尘气体与液体接触更加充分。