CN108180032B - 一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统 - Google Patents
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Abstract
一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，该系统通过设置的四通阀来控制掘进工作面处于负压除尘状态或正压供风状态，当系统除尘时，控制阀控制密封板处于水平位置，含尘气体经吸尘罩和负压风筒进入到干式过滤除尘器进行过滤；当系统停止除尘时，控制阀控制密封板处于垂直位置，正压风筒与负压风筒相通，新鲜风通过正压风筒、负压风筒和吸尘罩排出至掘进工作面，从而保证巷道内部处于正压供风状态。该系统在保证高效除尘的基础上通过气动单轨吊控制箱实现整体的运移，从而降低掘进机负荷量，提高掘进机使用寿命，且该系统在停止除尘时能保证巷道内部处于正压供风状态，防止巷道内工作人员缺氧；该干式过滤除尘器能方便卸灰，省时省力。
Description
技术领域
本发明涉及一种除尘系统，具体是一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，属于巷道通风与安全技术领域。
背景技术
随着掘进巷道机械化程度的提高以及高效/大功率掘进机、运输机和局部通风设备的使用，使得掘进巷道内产尘源增多、产尘量增大，从而导致巷道内空气中的粉尘浓度大大增加甚至严重超标，这些高浓度、高分散度的粉尘严重影响巷道的工作环境、危害工人的身体健康，而掘进巷道内主要产尘源有掘进工作面、运输设备的各转载点和巷道周壁粉尘的二次扬尘等，其中，掘进工作面掘进机割煤时产尘量最大。掘进工作面产生的粉尘距离司机较近，掘进机司机附近的粉尘浓度一直得不到有效治理，这严重危害到掘进机司机的身体健康。目前，随着人们对自身健康重视的增强，干式过滤除尘器以其高效除尘的优点被广泛认可，然而，由于巷道内掘进工作面设备集中、空间狭小、作业工序复杂，干式过滤除尘器体积较大，导致干式过滤除尘器难以实现便捷使用。
公开号为CN106703870A的专利公开了一种具有随动风筒支架的掘进面干式除尘系统，该系统中的负压风筒通过设置的支撑支架、悬吊滑道和悬吊支架实现了其与掘进机、转载机、皮带输送机和干式过滤除尘器的同步移动，然而，该系统仅仅依靠掘进机动力移动，缺乏独立的动力设备，从而增加掘进机的负荷量，降低掘进机的使用寿命，且系统中的干式过滤除尘器的粉尘量很大时，需要人工拆卸除尘器底板清理灰尘，费时费力；另外，当掘进机停止工作进行检修、掘进面附近的瓦斯浓度超标时，掘进巷道内的工作人员可能处于缺氧状态，从而危害工作人员的身体健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，该系统在保证高效除尘的基础上通过气动单轨吊控制箱能够实现整体的运移，从而降低掘进机的负荷量，提高掘进机的使用寿命，且该系统在停止除尘时能够保证巷道内部处于正压供风状态，可防止掘进巷道内的工作人员缺氧；另外，该系统中的干式过滤除尘器能够方便卸灰，可降低工人的工作强度，提高工作效率，省时省力。
为实现上述目的，本发明提供了一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，包括吸尘罩、负压风筒、悬吊轨道、干式过滤除尘器和抽出式风机，所述悬吊轨道内安装有多个与其匹配的吊装滑轮，所述抽出式风机依次连接干式过滤除尘器、负压风筒和吸尘罩，所述吸尘罩设置于掘进机的侧前方；所述负压风筒和干式过滤除尘器分别通过吊装滑轮悬挂在悬吊轨道上；所述除尘系统还包括四通阀、气动单轨吊控制箱和正压风筒；所述悬吊轨道固定于巷道顶板上并通过人工续接轨道延长；所述四通阀通过吊装滑轮悬挂在悬吊轨道上；所述吊装滑轮之间通过连接杆连接，连接杆的一端与气动单轨吊控制箱相连；所述气动单轨吊控制箱活动安装在悬吊轨道上，气动单轨吊控制箱通过连接杆来控制多个吊装滑轮的滑动；所述四通阀的四个接口分别连接负压风筒、干式过滤除尘器、正压风筒和巷道空间，四通阀用于控制掘进工作面处于负压除尘状态或正压供风状态；所述干式过滤除尘器底部设有卸灰装置。
优选的，所述四通阀的四个接口分别为接口Ⅰ、接口Ⅱ、接口Ⅲ、接口Ⅳ，接口Ⅰ与负压风筒相连，接口Ⅱ与干式过滤除尘器相连，接口Ⅲ与正压风筒相连，接口Ⅳ与巷道空间相通；所述四通阀还包括密封板和控制阀，所述控制阀用于控制密封板处于水平位置或垂直位置；掘进机掘进产尘的同时开启抽出式风机，此时，控制阀控制密封板处于水平位置，吸尘罩经负压风筒、接口Ⅰ、接口Ⅱ与干式过滤除尘器相通，正压风筒通过接口Ⅲ、接口Ⅳ与巷道空间相通；掘进机停止掘进进行检修时，关闭抽出式风机，此时，控制阀控制密封板处于垂直位置，正压风筒经接口Ⅲ、接口Ⅰ、负压风筒与吸尘罩相通。
进一步的，所述四通阀内还设有密封垫Ⅰ、密封垫Ⅱ和密封垫Ⅲ，当密封板处于水平位置时，密封垫Ⅱ与密封板相贴合，当密封板处于垂直位置时，密封垫Ⅰ和密封垫Ⅲ分别与密封板相贴合。
优选的，所述卸灰装置为螺杆卸灰装置，所述螺杆卸灰装置包括螺杆转动阀、滚珠丝杠和刮灰板，所述螺杆转动阀设置在干式过滤除尘器底部外壁上，所述滚珠丝杠的一端穿过干式过滤除尘器底部外壁与螺杆转动阀相连，另一端与固定轴承相连，滚珠丝杠中间至左端的螺纹方向与滚珠丝杠中间至右端的螺纹方向相反，滚珠丝杠中部设置有两个分别与左、右旋螺纹匹配的滑套，两个滑套上分别固定刮灰板，刮灰板的两端滑动安装在干式过滤除尘器底板上；所述干式过滤除尘器底板两端和中间分别设有卸灰口，卸灰口上分别配套设置有插板卸灰阀Ⅰ、插板卸灰阀Ⅲ与插板卸灰阀Ⅱ。
进一步的，所述滚珠丝杠的两端分别通过夹板活动固定，夹板设置有供滚珠丝杠穿过的中心孔，夹板的两端固定在干式过滤除尘器底板上。
优选的，所述悬吊轨道为工字钢双轮轨道，并通过顶板锚索固定于巷道顶板，悬吊轨道的承重力为5t以上。
优选的，所述吸尘罩活动悬挂于巷道侧壁上，所述吸尘罩的入口截面为干式过滤除尘器的处理风量与吸尘罩入口风速度的比值。
与现有技术相比，本发明在保证高效除尘的基础上通过气动单轨吊控制箱实现整体干式除尘系统的运移；通过设置的四通阀来控制掘进工作面处于负压除尘状态或正压供风状态，当系统除尘时，控制阀控制密封板处于水平位置，含尘气体经吸尘罩和负压风筒进入到干式过滤除尘器进行过滤，掘进工作面处于负压除尘状态；当系统停止除尘时，控制阀控制密封板处于垂直位置，正压风筒与负压风筒相通，新鲜风通过正压风筒、负压风筒和吸尘罩排出至掘进工作面，从而保证了巷道内部处于正压供风状态，防止掘进巷道内的工作人员缺氧；当干式过滤除尘器需要卸灰时，通过在干式过滤除尘器底部设置的螺杆卸灰装置来实现方便卸灰，从而降低了工人的工作强度，提高了工作效率，省时省力。本发明安装便捷、使用方便、适用性强、不占用掘进施工空间，实现了矿用干式除尘系统的整体运移，此外，本发明提供了独立的动力设施，改变了传统的仅仅依赖掘进机动力前移的除尘系统，适用于各类煤矿、金属矿、隧道等施工巷道除尘系统的安装使用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是当掘进工作面处于负压除尘状态时，四通阀的结构示意图；
图3是当掘进工作面处于正压供风状态时，四通阀的结构示意图；
图4是本发明中螺杆卸灰装置的俯视图；
图5是本发明中螺杆卸灰装置的正视图；
图中：1、吸尘罩，2、负压风筒，3、悬吊轨道，4、吊装滑轮，5、四通阀，51、接口Ⅰ，52、接口Ⅱ，53、接口Ⅲ，54、接口Ⅳ，55、密封板，56、密封垫Ⅰ，57、控制阀，58、密封垫Ⅱ，59、密封垫Ⅲ，6、干式过滤除尘器，61、卸灰装置，611、螺杆转动阀，612、夹板，613、滚珠丝杠，614、刮灰板，615、卸灰口，616、固定轴承，617、插板卸灰阀Ⅰ，618、插板卸灰阀Ⅱ，619、插板卸灰阀Ⅲ，7、抽出式风机，8、气动单轨吊控制箱，9、掘进机，10、转载机，11、皮带运输机，12、正压风筒，13、连接杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，包括吸尘罩1、负压风筒2、悬吊轨道3、干式过滤除尘器6和抽出式风机7，所述悬吊轨道3内安装有多个与其匹配的吊装滑轮4，所述抽出式风机7依次连接干式过滤除尘器6、负压风筒2和吸尘罩1，所述吸尘罩1设置于掘进机9的侧前方，所述除尘系统还包括四通阀5、气动单轨吊控制箱8和正压风筒12；所述悬吊轨道3固定于巷道顶板上并通过人工续接轨道延长；所述负压风筒2、四通阀5和干式过滤除尘器6分别通过吊装滑轮4悬挂在悬吊轨道3上；所述吊装滑轮4之间通过连接杆13连接，连接杆13的一端与气动单轨吊控制箱8相连；所述气动单轨吊控制箱8活动安装在悬吊轨道3上，气动单轨吊控制箱8通过连接杆13来控制多个吊装滑轮4的滑动；所述四通阀5的四个接口分别连接负压风筒2、干式过滤除尘器6、正压风筒12和巷道空间，四通阀5用于控制掘进工作面处于负压除尘状态或正压供风状态；所述干式过滤除尘器6底部设有卸灰装置61。
如图2和图3所示，所述四通阀5的四个接口分别为接口Ⅰ51、接口Ⅱ52、接口Ⅲ53、接口Ⅳ54，接口Ⅰ51与负压风筒2相连，接口Ⅱ52与干式过滤除尘器6相连，接口Ⅲ53与正压风筒12相连，接口Ⅳ54与巷道空间相通；所述四通阀5还包括密封板55和控制阀57，所述控制阀57用于控制密封板55处于水平位置或垂直位置；掘进机9掘进产尘的同时开启抽出式风机7，此时，控制阀57控制密封板55处于水平位置，吸尘罩1经负压风筒2、接口Ⅰ51、接口Ⅱ52与干式过滤除尘器6相通，掘进工作面处于负压除尘状态，含尘气体经吸尘罩1和负压风筒2进入到干式过滤除尘器6进行过滤，正压风筒12通过接口Ⅲ53、接口Ⅳ54与巷道空间相通，新鲜风经正压风筒12并通过接口Ⅳ54排出至巷道空间；掘进机9停止掘进进行检修时，为了防止掘进巷道内的工作人员缺氧，关闭抽出式风机7，此时，控制阀57控制密封板55处于垂直位置，掘进工作面处于正压供风状态，正压风筒12经接口Ⅲ53、接口Ⅰ51、负压风筒2与吸尘罩1相通，新鲜风通过正压风筒12、负压风筒2和吸尘罩1排出至掘进工作面。
为了提高四通阀5的密封效果，所述四通阀5内还设有密封垫Ⅰ56、密封垫Ⅱ58和密封垫Ⅲ59，当密封板55处于水平位置时，密封垫Ⅱ58与密封板55相贴合，当密封板55处于垂直位置时，密封垫Ⅰ58和密封垫Ⅲ59分别与密封板55相贴合。
如图4和图5所示，所述卸灰装置61为螺杆卸灰装置，本发明也可采用集成控制脉冲卸灰装置，但其与本实施例中采用的螺杆卸灰装置相比，结构更复杂，增加了生产成本；所述螺杆卸灰装置包括螺杆转动阀611、滚珠丝杠613和刮灰板614，所述螺杆转动阀611设置在干式过滤除尘器6底部外壁上，所述滚珠丝杠613的一端穿过干式过滤除尘器6底部外壁与螺杆转动阀611相连，另一端与固定轴承616相连，从而使得滚珠丝杠613转动但不会轴向移动，滚珠丝杠613中间至左端的螺纹方向与滚珠丝杠613中间至右端的螺纹方向相反，从而确保转动滚珠丝杠613时两个刮灰板614能同时向干式过滤除尘器6底板的两端移动或同时向干式过滤除尘器6底板的中间移动，滚珠丝杠613上设置有两个与其螺纹匹配的滑套，两个滑套上分别固定刮灰板614，刮灰板614的两端滑动安装在干式过滤除尘器6底板上；所述干式过滤除尘器6底板两端与中间分别设有卸灰口615，卸灰口615上分别配套设置有插板卸灰阀Ⅰ617、插板卸灰阀Ⅲ619与插板卸灰阀Ⅱ618。
当螺杆卸灰装置卸灰时，转动螺杆转动阀611来带动滚珠丝杠613转动，从而带动与其螺纹配合的滑套移动，进而使两块刮灰板614分别向干式过滤除尘器6底板的两端移动，从而推动粉尘至两端的卸灰口615，当需要卸灰时拉开插板卸灰阀Ⅰ617、插板卸灰阀Ⅱ618和插板卸灰阀Ⅲ619卸灰即可。
为了避免滚珠丝杠613产生径向晃动，所述滚珠丝杠613的两端分别通过夹板612活动固定，夹板612设置有供滚珠丝杠613穿过的中心孔，夹板612的两端固定在干式过滤除尘器6底板上。
为了使吸尘罩1、负压风筒2、四通阀5、干式过滤除尘器6、抽出式风机7和正压风筒12能够更灵活的移动且更稳固地悬挂在悬吊轨道3上，所述悬吊轨道3为工字钢双轮轨道，并通过顶板锚索固定于巷道顶板，悬吊轨道3的承重力为5t以上。
为了使吸尘罩1更稳固地安装在负压风筒2上，所述吸尘罩1活动悬挂于巷道侧壁上；为了使吸尘罩1更高效的吸入含尘气体，同时防止吸尘罩1入口截面过大而妨碍井下正常生产，所述吸尘罩1的入口截面为干式过滤除尘器6的处理风量与吸尘罩1入口风速度的比值。
当掘进工作面向前掘进足够距离时，掘进机9停止掘进进行检修后，掘进机9后退并通过转载机10来牵引皮带运输机11向前移动，此时通过人工续接悬吊轨道3使其延伸至掘进工作面，此时，通过气动单轨吊控制箱8控制整体干式除尘系统前移。
Claims (7)
1.一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，包括吸尘罩(1)、负压风筒(2)、悬吊轨道(3)、干式过滤除尘器(6)和抽出式风机(7)，所述悬吊轨道(3)内安装有多个与其匹配的吊装滑轮(4)，所述抽出式风机(7)依次连接干式过滤除尘器(6)、负压风筒(2)和吸尘罩(1)，所述吸尘罩(1)设置于掘进机(9)的侧前方；所述负压风筒(2)和干式过滤除尘器(6)分别通过吊装滑轮(4)悬挂在悬吊轨道(3)上；
其特征在于，还包括四通阀(5)、气动单轨吊控制箱(8)和正压风筒(12)；所述悬吊轨道(3)固定于巷道顶板上并通过人工续接轨道延长；所述四通阀(5)通过吊装滑轮(4)悬挂在悬吊轨道(3)上；所述吊装滑轮(4)之间通过连接杆(13)连接，连接杆(13)的一端与气动单轨吊控制箱(8)相连；所述气动单轨吊控制箱(8)活动安装在悬吊轨道(3)上，气动单轨吊控制箱(8)通过连接杆(13)来控制多个吊装滑轮(4)的滑动；所述四通阀(5)的四个接口分别连接负压风筒(2)、干式过滤除尘器(6)、正压风筒(12)和巷道空间，四通阀(5)用于控制掘进工作面处于负压除尘状态或正压供风状态；所述干式过滤除尘器(6)底部设有卸灰装置(61)。
2.根据权利要求1所述的一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，其特征在于，所述四通阀(5)的四个接口分别为接口Ⅰ(51)、接口Ⅱ(52)、接口Ⅲ(53)、接口Ⅳ(54)，接口Ⅰ(51)与负压风筒(2)相连，接口Ⅱ(52)与干式过滤除尘器(6)相连，接口Ⅲ(53)与正压风筒(12)相连，接口Ⅳ(54)与巷道空间相通；所述四通阀(5)还包括密封板(55)和控制阀(57)，所述控制阀(57)用于控制密封板(55)处于水平位置或垂直位置；掘进机(9)掘进产尘的同时开启抽出式风机(7)，此时，控制阀(57)控制密封板(55)处于水平位置，吸尘罩(1)经负压风筒(2)、接口Ⅰ(51)、接口Ⅱ(52)与干式过滤除尘器(6)相通，正压风筒(12)通过接口Ⅲ(53)、接口Ⅳ(54)与巷道空间相通；掘进机(9)停止掘进进行检修时，关闭抽出式风机(7)，此时，控制阀(57)控制密封板(55)处于垂直位置，正压风筒(12)经接口Ⅲ(53)、接口Ⅰ(51)、负压风筒(2)与吸尘罩(1)相通。
3.根据权利要求2所述的一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，其特征在于，所述四通阀(5)内还设有密封垫Ⅰ(56)、密封垫Ⅱ(58)和密封垫Ⅲ(59)，当密封板(55)处于水平位置时，密封垫Ⅱ(58)与密封板(55)相贴合，当密封板(55)处于垂直位置时，密封垫Ⅰ(56)和密封垫Ⅲ(59)分别与密封板(55)相贴合。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，其特征在于，所述卸灰装置(61)为螺杆卸灰装置，所述螺杆卸灰装置包括螺杆转动阀(611)、滚珠丝杠(613)和刮灰板(614)，所述螺杆转动阀(611)设置在干式过滤除尘器(6)底部外壁上，所述滚珠丝杠(613)的一端穿过干式过滤除尘器(6)底部外壁与螺杆转动阀(611)相连，另一端与固定轴承(616)相连，滚珠丝杠(613)中间至左端的螺纹方向与滚珠丝杠(613)中间至右端的螺纹方向相反，滚珠丝杠(613)中部设置有两个分别与左、右旋螺纹匹配的滑套，两个滑套上分别固定刮灰板(614)，刮灰板(614)的两端滑动安装在干式过滤除尘器(6)底板上；所述干式过滤除尘器(6)底板两端与中间分别设有卸灰口(615)，卸灰口(615)上分别配套设置有插板卸灰阀Ⅰ(617)、插板卸灰阀Ⅲ(619)与插板卸灰阀Ⅱ(618)。
5.根据权利要求4所述的一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，其特征在于，所述滚珠丝杠(613)的两端分别通过夹板(612)活动固定，夹板(612)设置有供滚珠丝杠(613)穿过的中心孔，夹板(612)的两端固定在干式过滤除尘器(6)底板上。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，其特征在于，所述悬吊轨道(3)为工字钢双轮轨道，并通过顶板锚索固定于巷道顶板，悬吊轨道(3)的承重力为5t以上。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种巷道掘进面移动式干式过滤除尘系统，其特征在于，所述吸尘罩(1)活动悬挂于巷道侧壁上，所述吸尘罩(1)的入口截面积为干式过滤除尘器(6)的处理风量与吸尘罩(1)入口风速度的比值。
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