CN108035760A - 一种空气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种空气净化装置涉及采矿工程技术领域。所述空气净化装置通过抽气泵使空气流入除尘装置中净化，将大部分粉尘留在了水中，空气也通过与水的热交换达到降温的目的，通过储水空间后的空气，湿度较大，出气管道部分又设有干燥装置和出口滤网，将湿润的空气干燥和再次除尘后，凉爽干燥的空气会再次回到作业环境中，达到空气净化的目的。本发明公开的一种空气净化装置，实现了除尘、降温和干燥空气三大功能一体化，将潮湿污浊的高温空气转化为干燥清新的低温空气，有效改善了矿井下作业的工作环境，提高井下空气质量，从而提高工作效率。

Description

一种空气净化装置
技术领域
本发明涉及采矿工程技术领域，特别是涉及一种矿井用除尘、降温、除湿的空气净化装置。
背景技术
随着工业化进程的不断推进，矿业的开发速度、强度以及开采的深度均不断增大，而随着开采深度的不断提高，矿井下的空气质量与工作环境也在逐渐的恶化中。
首先，采矿作业生产中产生的粉尘危害极大，它的存在不但导致生产环境的恶化，加剧机械设备的磨损，缩短机械设备的寿命，更重要的是危害职工的身体健康，导致各种职业病。人体长期吸人粉尘，轻者会引起呼吸道炎症，重者会引起尘肺病。根据致病粉尘的不同，尘肺病分为矽肺病、石棉肺病、铁矽肺病、煤肺病、煤矽肺病等。有些粉尘会引起支气管哮喘、过敏性肺炎，甚至呼吸系统肿瘤。粉尘还可以直接刺激皮肤，引起皮肤炎症；刺激眼睛，引起角膜炎；进入耳内使听觉减弱，有时也会导致炎症。微尘及超微尘，特别是粒径为0.2～5μm的微细尘容易吸入肺内并储集，危害极大。
其次，随着开采深度的增加，地温是一个不可忽视的问题。工作面气温变化一般受煤(岩)层地温高、机械设备运行散热和地面气温季节性变化的综合影响。综采工作面围岩(煤)层地温高、围岩对进风流长时间、高强度加热；大功率采掘机械设备散热；煤岩在开采、运输过程中对进风流的加热；地面气温季节性变化对采掘工作面气温也有一定影响，夏季地面高温风流进入井下，工作面风流温度较其他季节会更高。矿井高温热害容易使职工头晕、心跳加快、注意力不集中,严重者会发生四肢痉挛、呕吐及中暑昏倒等，极易引发高温事故。且矿井下空气湿度比地面空气湿度更大，相同温度下，作业人员体感温度会更高。与安全事故相比，高温热害属于工业卫生的范畴，存在的范围更广，涉及的人员更多。矿井高温热害不仅损害职工身体健康，而且也极大地降低了劳动生产效率。
目前，处理地温的常用措施是加大通风和地下空调等措施，地下空调一般体积较大，随工作面移动较困难，一般安装在距离工作面较远的位置，经过空调降温后风流又经过很长的巷道后才能到达工作面，降温效果不好。处理粉尘的措施常见的有喷雾降尘、加强通风以及湿式钻孔等措施，通过湿式除尘的方式会进一步增加井下空气的湿度，恶化作业环境；且通过喷雾降尘和湿式钻孔等方式来除尘，除尘效果有限。
因此，鉴于以上问题，有必要提出一种能够有效除尘、降温、除湿的空气净化装置，以此来改善采矿作业的工作环境。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种空气净化装置，所述空气净化装置包括水箱，进气管道以及出气管道。待清洁空气在抽气泵的作用下流入进气管道后经过除尘装置除尘，储水空间降温后，流入储气空间，再经过出气管道内干燥装置除湿后流出，空气清洁度相对提高，一次实现除尘、降温、除湿三大目的，有效改善了矿井下作业空气质量以及工作环境，从而提高工作效率。
根据本发明的目的提出的一种空气净化装置，包括：
水箱，所述水箱下部为储水空间，上部为储气空间。
进气管道，所述进气管道一端连通外部空气，另一端伸入储水空间，所述进气管道连通外部空气的一端设置有抽气泵，伸入储水空间的一端可拆卸连接一除尘装置。
出气管道，所述出气管道一端连接外部空气，另一端置于储气空间内，所述出气管道内设置有干燥装置。
待清洁空气在抽气泵的作用下流入进气管道后经过除尘装置除尘，储水空间降温后，流入储气空间，再经过出气管道内干燥装置除湿后流出。
优选的，所述除尘装置包括沿气流走向设置的至少两级过滤孔孔径逐渐减小的滤网，相邻两滤网之间过滤孔交错分布，流入进气管道的待清洁空气，依次经过每一滤网过滤除尘后流入储水空间。
优选的，所述进气管道与滤网连接的一端管壁成型有出气孔，所述滤网套设于进气管道外壁上，流入进气管道的待清洁空气从出气孔流出，依次经过每一滤网过滤除尘后流入储水空间。
优选的，所述出气管道内设置有出口滤网，进入出气管道的空气，依次经过干燥装置除湿、出口滤网过滤后流出。
优选的，所述储水空间内装有用于保持水温的冰水混合物。
优选的，所述水箱的顶部开设有用于补给冰块的补给口，所述补给口的上部活动连接有用于开、关补给口的盖板，所述盖板的上表面安装有把手。
优选的，所述空气净化装置还包括水箱进水口、水箱出水口以及循环水道，所述循环水道包括分别连通于水箱两侧的进水口与出水口，所述循环水道中部安装有用于提供水循环动力的水泵。
优选的，所述循环水道两端均设置有单向阀，分别为进水口单向阀和出水口单向阀；所述水箱出水口成型于进水口单向阀的上游循环水道，所述水箱出水口的出水处设置有第一阀门；所述水箱进水口成型于出水口单向阀的下游循环水道，所述水箱进水口的进水处设置有第二阀门。
优选的，所述水泵的下游可拆卸安装有用于除尘的水道滤网。
优选的，所述水泵为防爆水泵。
与现有技术相比，本发明公开的一种空气净化装置的优点是：
所述空气净化装置通过抽气泵使空气流入除尘装置中净化，将大部分粉尘留在了水中，高热空气也通过与水的热交换达到降温的目的；而通过储水空间后的空气，湿度相对较大，出气管道部分又设有干燥装置，将湿润的空气干燥后，凉爽干燥的空气会再次回到作业环境中，达到空气净化的目的，从而实现除尘、降温和干燥空气三大功能一体化。该装置将潮湿污浊的高温空气转化为干燥清新的低温空气，有效改善了矿井下作业的空气质量以及工作环境，从而提高工作效率。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。
图1为实施例1结构图。
图2为实施例2结构图。
图中的数字或字母所代表的零部件名称为：
1、进气口；2、抽气泵；3、进气管道；4、出气管道；5、干燥装置；6、出口滤网；7、出气口；8、补给口；9、水箱；10、储气空间；11、冰块；12、储水空间；13、水箱出水口；14、第一阀门；151、进水口单向阀；152、出水口单向阀；16、循环水道；17、水泵；18、水道滤网；19、出气孔；20、除尘装置；21、水箱进水口；22、第二阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
图1和图2示出了本发明较佳的实施例，分别从不同的角度对结构进行了详细的剖析。
实施例1
如图1所示的一种空气净化装置，包括水箱9，进气管道3以及出气管道4。其中，水箱9下部为储水空间12，上部为储气空间10。
进气管道3一端连通外部空气，另一端伸入储水空间12，进气管道3连通外部空气的一端设置有抽气泵2，伸入储水空间12的一端外壁套设一个除尘装置20，其中除尘装置20为多级滤网，除尘装置20的选择不限，设置成多级滤网除尘效果更佳，而除尘装置20与进气管道3的连接方式也不限，能够有效固定、方便定期拆卸清洁即可。
进一步的，除尘装置20包括沿气流走向设置的至少两级滤网，相邻两滤网之间过滤孔交错分布，流入进气管道3的待清洁空气，依次经过每一滤网过滤除尘后流入储水空间12。使用多级滤网对空气中的粉尘进行多级阻隔，多级处理，增加除尘量，而空气经过多级滤网时产生的气泡逐级变小，气泡表面的粉尘也逐渐减少，从而达到除尘效果。
进一步的，滤网由耐腐蚀的有机材料制成，滤网过滤孔孔径随着气流的方向依次递减，靠近气源的滤网过滤孔孔径为1mm，远离气源的滤网过滤孔孔径为0.25mm。
进一步的，进气管道3与滤网连接的一端管壁成型有出气孔，滤网套设于进气管道3外壁上，流入进气管道3的待清洁空气从出气孔19流出，依次经过每一滤网过滤除尘后流入储水空间12。除尘过程中使用出气孔19分割空气，从而达到粉尘预处理和减小空气压力的目的，有利于更好的除尘。具体的，出气孔19的孔径为2mm。
进一步的，储水空间12的上边缘距离多级滤网的距离至少为10cm，充分保证待清洁空气滞留储水空间12的时间，除尘效果更佳，且降温效果更好。
出气管道4一端连接外部空气，另一端置于储气空间10内，出气管道4内设置有干燥装置5，干燥装置5内盛装有干燥剂。干燥装置5内部材料不限，能够做到有效除湿即可。
进一步的，出气管道4连通外部空气的一端设置有出口滤网6，进入出气管道4的空气，依次经过干燥剂除湿，出口滤网6过滤除尘后流出。增加出口滤网6，阻隔排出空气中的粉尘，有效防止残留粉尘排入空气。
另外，储水空间12内装有用于保持水温的冰水混合物，且水箱9的顶部开设有用于补给冰块11的补给口8，补给口8的上部活动连接有用于开、关补给口8的盖板，盖板的上表面安装有把手，方便开、关。盖板与补给口8的连接方式不限，可以是销接，铰接或是其他连接方式。
空气净化装置工作流程：待清洁空气在抽气泵2的作用下从进气口1流入进气管道3后经过多级滤网净化、除尘后流入储水空间12降温，继而流入储气空间10，然后经出气管道4内干燥装置5除湿后从出气口7流出，从而实现除尘、降温、除湿的目的。
本发明公开的一种空气净化装置包含三大系统：
除尘系统：在抽气泵2的作用下待清洁空气从进气口流入，经过进气管道3到达出气孔19，污浊空气被多个出气孔19分开进入除尘装置20，当污浊空气经过多级滤网时，空气中的粉尘将会被滤网阻隔，并且使大气泡变成小气泡，小气泡在经过下一级滤网，再次阻隔粉尘，气泡缩小，经过多级滤网之后，待清洁空气中的粉尘含量降低，以此达到除尘的目的。当阻隔在除尘装置20中的粉尘达到一定量时，拆卸除尘装置20，清理粉尘，之后清洗滤网，将洁净的滤网再次放到水箱9中，循环利用，提高使用率。
降温系统：当洁净空气经过储水空间12时，由于储水空间12加入了可以保持水池中水温为恒定的0℃的冰块11，进入的高温气体，由于除尘装置20的阻隔，在储水空间12中停留时间长，0℃的冰水混合物吸收高温空气的热量，冰块融化，致使高温空气的温度降低，从水池另一段排出，产生低温空气。由于冰水混合物吸收热量，冰块11会有一部分消耗，所以定时通过补给口8加入冰块11，以维持水温恒定。
干燥系统：在出气管道4中加入干燥装置5，该干燥装置5中含有干燥剂，当潮湿的空气进入出气管道4，经过干燥装置5时，空气中的水分被干燥装置5中的干燥剂吸收，从而使得潮湿的空气变为干燥空气，达到除湿的目的。
实施例2
其余与实施例1相同，不同之处在于：
本发明公开的一种空气净化装置还包括水箱进水口21、水箱出水口13以及循环水道16，循环水道16包括分别连通于水箱9两侧的进水口与出水口，循环水道16中部安装有用于提供水循环动力的水泵17。水箱进水口21和水箱出水口13的设置便于定期换水，有效保证水箱9内水的清洁度，同时循环水道16的设置保证水箱9内冰水混合物的温度以及流动性，避免其在同一个状态会出现的多级滤网中粉尘沉降导致下部阻塞减小透气断面积，增加内部气压，严重影响滤网寿命和效率，甚至导致压力过大使输气管道爆裂等危险现象。除此之外，如果有一小部分粉尘未被滤网阻隔在水箱9中沉降，虽然量少但日积月累将会上升到滤网附近，阻塞滤网。而保持水的流动性会使这些粉尘均匀分布，降低危险现象的发生率。
进一步的，循环水道16两端均设置有单向阀，分别为进水口单向阀151和出水口单向阀152，单向阀的设置控制循环水从进水口到出水口单向流动，防止大量污浊空气阻塞循环水道。
进一步的，水箱出水口13成型于进水口单向阀151的上游循环水道16，水箱出水口13的出水处设置有第一阀门14；水箱进水口21成型于出水口单向阀152的下游循环水道16，水箱进水口21的进水处设置有第二阀门22。
进一步的，水泵17的下游可拆卸安装有用于除尘的水道滤网18，增加水道滤网18，防止进入循环水道16水中的少量粉尘堵塞单向阀，增加单向阀的寿命。
进一步的，水泵17为防爆水泵，采用防爆液压水泵，减少电力设备的使用，提高装置安全性，防止由于机械运动产生电火花引燃或引爆瓦斯等气体。
水循环系统工作流程：当需要排出水箱9内储水时，打开第一阀门14，关闭进水口单向阀151、出水口单向阀152以及第二阀门22，水箱9内水从水箱出水口13排出；当需要补给储水时，打开第二阀门22，关闭进水口单向阀151、出水口单向阀152以及第一阀门14，通过供水装置从水箱进水口21补给水量；当水箱9内水量达到额定值时，打开进水口单向阀151与出水口单向阀152，开启水泵17，关闭第一阀门14与第二阀门22，实现内循环，增加水的流动性。
综上所述，本发明公开的一种空气净化装置，通过抽气泵使空气流入除尘装置中净化，将大部分粉尘留在了水中，空气也通过与水的热交换达到降温的目的；而通过储水空间后的空气，湿度相对较大，出气管道部分又设有干燥装置和出口滤网，将湿润的空气干燥和再次除尘后，凉爽干燥的空气会再次回到作业环境中，达到空气净化的目的，从而实现除尘、降温和干燥空气三大功能一体化。该装置将潮湿污浊的高温空气转化为干燥清新的低温空气，有效改善了矿井下作业的空气质量以及工作环境，从而提高工作效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现和使用本发明。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种空气净化装置，其特征在于，包括：
水箱(9)，所述水箱(9)下部为储水空间(12)，上部为储气空间(10)；
进气管道(3)，所述进气管道(3)一端连通外部空气，另一端伸入储水空间(12)，所述进气管道(3)连通外部空气的一端设置有抽气泵(2)，伸入储水空间(12)的一端可拆卸连接一除尘装置(20)；
出气管道(4)，所述出气管道(4)一端连接外部空气，另一端置于储气空间(10)内，所述出气管道(4)内设置有干燥装置(5)；
待清洁空气在抽气泵(2)的作用下流入进气管道(3)后经过除尘装置(20)除尘，储水空间(12)降温后，流入储气空间(10)，再经过出气管道(4)内干燥装置(5)除湿后流出。
2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述除尘装置(20)包括沿气流走向设置的至少两级过滤孔孔径逐渐减小的滤网，相邻两滤网之间过滤孔交错分布，流入进气管道(3)的待清洁空气，依次经过每一滤网过滤除尘后流入储水空间(12)。
3.根据权利要求2所述的空气净化装置，其特征在于，所述进气管道(3)与滤网连接的一端管壁成型有出气孔(19)，所述滤网套设于进气管道(3)外壁上，流入进气管道(3)的待清洁空气从出气孔(19)流出，依次经过每一滤网过滤除尘后流入储水空间(12)。
4.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述出气管道(4)内设置有出口滤网(6)，进入出气管道(4)的空气，依次经过干燥装置(5)除湿、出口滤网(6)过滤后流出。
5.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述储水空间(12)内装有用于保持水温的冰水混合物。
6.根据权利要求5所述的空气净化装置，其特征在于，所述水箱(9)的顶部开设有用于补给冰块(11)的补给口(8)，所述补给口(8)的上部活动连接有用于开、关补给口的盖板，所述盖板的上表面安装有把手。
7.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述空气净化装置还包括水箱进水口(21)、水箱出水口(13)以及循环水道(16)，所述循环水道(16)包括分别连通于水箱两侧的进水口与出水口，所述循环水道(16)中部安装有用于提供水循环动力的水泵(17)。
8.根据权利要求7所述的空气净化装置，其特征在于，所述循环水道(16)两端均设置有单向阀，分别为进水口单向阀(151)和出水口单向阀(152)；所述水箱出水口(13)成型于进水口单向阀(151)的上游循环水道(16)，所述水箱出水口(13)的出水处设置有第一阀门(14)；所述水箱进水口(21)成型于出水口单向阀(152)的下游循环水道(16)，所述水箱进水口(21)的进水处设置有第二阀门(22)。
9.根据权利要求8所述的空气净化装置，其特征在于，所述水泵(17)的下游可拆卸安装有用于除尘的水道滤网(18)。
10.根据权利要求9所述的空气净化装置，其特征在于，所述水泵(17)为防爆水泵。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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