CN108223001B - 检测不同型号喷嘴降尘效率的精准测定装置及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用检测不同型号喷嘴降尘效率的精准测定装置及测定方法，鼓风机通过第一支管与一粉尘发生器的出尘口相连通，鼓风机通过第二支管与一尘雾碰撞器的入尘口相连通，第一支管与第二支管相连通，尘雾碰撞器内对应的喷嘴通过增压泵与一水箱相连通，尘雾碰撞器的底部通过第一管路与一循环式除尘器相连通，循环式除尘器内布置有搅拌机构，搅拌机构与一电机相连接。在实验室环境下，可以比较不同型号喷嘴对不同粒度、性质粉尘的降尘效率，得到每个喷嘴生成雾滴捕获粉尘的最优粒径范围，可为煤矿不同产尘作业区的喷嘴选型及喷雾方案设计提供有效参考和技术支持，从而在不同煤矿工作面安装合适的喷嘴，达到降尘效率的最大化。

Description

检测不同型号喷嘴降尘效率的精准测定装置及测定方法

技术领域

本发明涉及针对粉尘特点测定不同矿用喷嘴在不同参数条件下降尘效率的测定，尤其涉及一种矿用检测不同型号喷嘴降尘效率的精准测定装置及测定方法。

背景技术

目前，我国煤矿采掘工作面在无任何防尘措施的情况下，综采工作面的局部区域粉尘浓度可达1500mg/m³-2000mg/m³，相比综放工作面粉尘情况，粉尘产生量更大，采煤机割煤、移架、放煤、运煤等工序是主要的产尘源，此外还涉及到二次扬尘产生的粉尘。国内某些煤矿的瞬时原始总粉尘浓度高达4000mg/m³-5000mg/m³。对煤矿各大工序进行降尘处理，减少粉尘对工人及设备的威胁，喷雾降尘技术作为一种降尘率较高、普适性较好的措施，被广泛应用于国内外各大煤矿。

喷雾降尘技术是指将液柱离散成雾滴并覆盖尘源处，达到沉降粉尘的目的。但是由于现场作业环境的复杂性、多样性，不同作业区域产生粉尘的粒径及性质存在较大差异，喷嘴的选型及喷雾参数选取对于煤矿降尘方案的设计具有重要意义，现阶段国内外对于测定喷嘴降尘效率方法及设备极少，难以达到有效测定不同喷嘴雾化降尘效果的目的。不同粒径分布的粉尘在不同型号喷嘴下的降尘效率的研究尚未见诸报道。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种矿用检测不同型号喷嘴降尘效率的精准测定装置及测定方法，通过测试不同类型喷嘴在不同参数条件下的降尘效率，进而实现喷嘴的有效选型，提高煤矿产尘区的喷雾降尘效率。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种矿用检测不同型号喷嘴降尘效率的精准测定装置，其包括一鼓风机，其中，鼓风机通过第一支管与一粉尘发生器的出尘口相连通，鼓风机通过第二支管与一尘雾碰撞器的入尘口相连通，第一支管与第二支管相连通，尘雾碰撞器内对应的喷嘴通过增压泵与一水箱相连通，尘雾碰撞器的底部通过第一管路与一循环式除尘器相连通，循环式除尘器内布置有搅拌机构，搅拌机构与一电机相连接；粉尘发生器产生的粉尘经第一支管与第二支管进入尘雾碰撞器内处理，尘雾碰撞器处理后剩余混合物进入循环式除尘器，通过粉尘发生器产生的粉尘总量、尘雾碰撞器内的粉尘质量以及循环式除尘器内的粉尘质量获得喷嘴的降尘效率。

所述的精准测定装置，其中，上述喷嘴布置在入尘口下方的尘雾碰撞器内，在与喷嘴相对处的尘雾碰撞器上设置吸附海绵块，吸附海绵块与水平面呈70°-80°夹角，吸附海绵块下端处设置有一倾斜布置的环形隔水板，环形隔水板与水平面呈10°-15°夹角，尘雾碰撞器在与环形隔水板对应处设置有储水槽，环形隔水板阻挡的水流流入储水槽内，环形隔水板的中空部与上述第一管路相连通。

所述的精准测定装置，其特征在于，上述循环式除尘器包括上腔体与下腔体，上腔体与下腔体相连通，上述搅拌机构布置在下腔体内，上腔体在布置上述电机端处设置有出气口，出气口兼作水位观测口，上述第一管路与下腔体相连通。

所述的精准测定装置，其特征在于，上述搅拌机构为翅片式搅拌机构。

所述的精准测定装置，其特征在于，上述粉尘发生器通过第二管路与一空气压缩机相连通。

一种使用所述精准测定装置的测定方法，其包括以下步骤：

空气压缩机产生的气流通过第二管路进入粉尘发生器，粉尘发生器产生的粉尘通过第一支管进入与鼓风机相连通的第二支管，粉尘通过第二支管自入尘口进入尘雾碰撞器内，尘雾碰撞器内的喷嘴形成雾场进行喷雾降尘，吸附海绵块吸附部分喷雾降尘，自吸附海绵块掉落的水经环形隔水板导入储水槽内，剩余的喷雾降尘部分经过环形隔水板的中空部进入第一管路，通过第一管路进入循环式除尘器进行完全净化，净化后的气流自出气口导出。

所述的测定方法，其中，上述步骤具体的还包括：

由粉尘发生器获得产尘总量M₁，未被完全净化的含尘气流经第一管路进入循环式除尘器，在循环式除尘器内填充有降尘剂溶液，降尘剂能将气流中的粉尘完全沉降，读取出气口处刻度值V₁，取适当容器，测得适当容器质量为m₁，将循环式除尘器内V₂体积的水倒入该适当容器内，将适当容器和水加热烘干后测得质量为m₂，喷嘴的降尘效率为ξ；通过式(1)获得喷嘴的降尘效率：

通过比较不同粒径分布的粉尘在不同型号喷嘴下的降尘效率，得到各喷嘴达到最优降尘效率时对应的粉尘粒径。

本发明提供的一种矿用检测不同型号喷嘴降尘效率的精准测定装置及测定方法，在实验室环境下，可以比较不同型号喷嘴对不同粒度、性质粉尘的降尘效率，得到每个喷嘴生成雾滴捕获粉尘的最优粒径范围，可为煤矿不同产尘作业区的喷嘴选型及喷雾方案设计提供有效参考和技术支持，从而在不同煤矿工作面安装合适的喷嘴，达到降尘效率的最大化。

附图说明

图1为本发明中精准测定装置的示意图；

图2为本发明中精准测定装置的三维示意图；

图3为本发明中粉尘发生器发射粉尘的示意图；

图4为本发明中循环式除尘器的示意图；

图5为本发明中尘雾碰撞器的示意图；

其中，1-鼓风机、2-粉尘发生器、3-空气压缩机、4-第二管路、5-尘雾碰撞器、6-操作门、7-增压泵、8-水箱、9-支架、10-第一管路、11-循环式除尘器、12-出气口、13-电机、14-底座、15-搅拌机构、16-排水口、17-储水槽、18-排水口、19-喷嘴、20-环形隔水板、21-吸附海绵块。

具体实施方式

本发明提供了一种矿用检测不同型号喷嘴降尘效率的精准测定装置及测定方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种矿用检测不同型号喷嘴降尘效率的精准测定装置，如图1、图2与图3所示的，其包括一鼓风机1，其中，鼓风机1通过第一支管与一粉尘发生器2的出尘口相连通，鼓风机1通过第二支管与一尘雾碰撞器5的入尘口相连通，尘雾碰撞器5可以放置在支架9上，当然也可以采用其他方式。第一支管与第二支管相连通，尘雾碰撞器5内对应的喷嘴19通过增压泵7与一水箱8相连通，尘雾碰撞器5的底部通过第一管路10与一循环式除尘器11相连通，循环式除尘器11内布置有搅拌机构15，搅拌机构15与一电机13相连接；粉尘发生器2产生的粉尘经第一支管与第二支管进入尘雾碰撞器5内处理，尘雾碰撞器5处理后剩余混合物进入循环式除尘器11，通过粉尘发生器2产生的粉尘总量、尘雾碰撞器5内的粉尘质量以及循环式除尘器11内的粉尘质量获得喷嘴的降尘效率。

更进一步的，如图5所示的，上述喷嘴19布置在入尘口下方的尘雾碰撞器5内，在与喷嘴19相对处的尘雾碰撞器5上设置吸附海绵块21，吸附海绵块21与水平面呈70°-80°夹角，吸附海绵块21下端处设置有一倾斜布置的环形隔水板20，环形隔水板20与水平面呈10°-15°夹角，尘雾碰撞器5在与环形隔水板20对应处设置有储水槽17，环形隔水板20阻挡的水流流入储水槽17内进行存储，环形隔水板20的中空部与上述第一管路10相连通，当然储水槽17上可以设置排水口16。

更进一步的，如图4所示的，上述循环式除尘器11包括上腔体与下腔体，上腔体与下腔体相连通，上述搅拌机构15布置在下腔体内，上腔体在布置上述电机端处设置有出气口12，出气口12兼作水位观测口，上述第一管路10与下腔体相连通，并且下腔体底部设置有排水口18，测试完毕后，将循环式除尘器11内的水排出，为下一次测试做准备。而且上述搅拌机构15为翅片式搅拌机构。上述粉尘发生器2通过第二管路4与一空气压缩机3相连通，为粉尘发生器2提供相应的气压。

更进一步的，本发明还提供了一种使用上述精准测定装置的测定方法，其包括以下步骤：

空气压缩机3产生的气流通过第二管路4进入粉尘发生器2，粉尘发生器2产生的粉尘通过第一支管进入与鼓风机1相连通的第二支管，粉尘通过第二支管自入尘口进入尘雾碰撞器5内，尘雾碰撞器5内的喷嘴形成雾场进行喷雾降尘，吸附海绵块21吸附部分喷雾降尘，自吸附海绵块21掉落的水经环形隔水板20导入储水槽17内，剩余的喷雾降尘部分经过环形隔水板20的中空部进入第一管路10，通过第一管路10进入循环式除尘器11进行完全净化，净化后的气流自出气口12导出。

更进一步的，上述步骤具体的还包括：

由粉尘发生器2获得产尘总量M₁，未被完全净化的含尘气流经第一管路10进入循环式除尘器11，在循环式除尘器11内填充有降尘剂溶液，降尘剂能将气流中的粉尘完全沉降，读取出气口12处刻度值V₁，取适当容器，测得适当容器质量为m₁，将循环式除尘器11内V₂体积的水倒入该适当容器内，将适当容器和水加热烘干后测得质量为m₂，喷嘴的降尘效率为ξ；通过式(1)获得喷嘴的降尘效率：

通过比较不同粒径分布的粉尘在不同型号喷嘴下的降尘效率，得到各喷嘴达到最优降尘效率时对应的粉尘粒径。

为了更进一步的描述本发明，以下列举更为详尽的实施例进行说明。

鼓风机1提供一定压强的气流；空气压缩机3为粉尘发生器2发射粉尘提供一定的气压环境；粉尘随着气流进入第二管路4，在第二管路4内混合均匀后进入尘雾碰撞器5，其中尘雾碰撞器5上可安设喷嘴19，利用增压泵7将水箱8中的水加压，经喷嘴19形成雾场；尘雾喷撞器5上安设有与水平面夹角为10°-15°的环形隔水板20，并于尘雾碰撞器5侧壁上设有储水槽17，尘雾碰撞器5一侧壁面附有一层吸附海绵块21，吸附海绵块21与水平面呈70°-80°夹角，尘雾碰撞器5下方由支架9支撑；通过第一管路10含尘气流进入循环式除尘器11进行完全净化，循环式除尘器11底部设在底座14上，循环式除尘器11中设有两组搅拌机构15，搅拌机构15与电机13相连，电机能为搅拌机构15提供动力，搅拌机构15能够加速溶液的流动和粉尘完全沉降，在循环式除尘器11中部设有排水口16，便于提取循环式除尘器样本，以及实验后排净循环式除尘器11内的污水；经循环式除尘器11净化后的气流经出气口12流出，出气口12处刻有刻度，可以观察循环式除尘器11内溶液的体积。

其具体的为：鼓风机1使相应支管内形成一定风速环境，经空气压缩机3压缩后由粉尘发生器2产生一定量粉尘M₁喷出，形成均匀含尘气流，流入喷雾碰撞器5内，经喷雾雾滴碰撞捕捉后，含尘雾滴进入吸附海绵块21的海绵层内，最终汇集于尘雾碰撞器5一侧壁面的储水槽17内。未被完全净化的含尘气流进入循环式除尘器11，在循环式除尘器11内装有一定量降尘剂溶液，降尘剂能将气流中的粉尘完全沉降，读取出气口处刻度值V₁，最后净化后的气流经排气孔排出。取大小适中的烧杯，测得质量为m₁，将循环式除尘器内V₂体积的水倒入该适当容器内，将烧杯和水加热烘干后测得质量为m₂，最后喷嘴的降尘效率ξ可表示为：

通过比较不同粒径分布的粉尘在不同型号喷嘴下的降尘效率，得到各喷嘴达到最优降尘效率时对应的粉尘粒径，从而在不同煤矿工作面安装合适的喷嘴，达到降尘效率的最大化。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (7)

1.一种矿用检测不同型号喷嘴降尘效率的精准测定装置，其包括一鼓风机，其特征在于，鼓风机通过第一支管与一粉尘发生器的出尘口相连通，鼓风机通过第二支管与一尘雾碰撞器的入尘口相连通，第一支管与第二支管相连通，尘雾碰撞器内对应的喷嘴通过增压泵与一水箱相连通，尘雾碰撞器的底部通过第一管路与一循环式除尘器相连通，循环式除尘器内布置有搅拌机构，搅拌机构与一电机相连接；粉尘发生器产生的粉尘经第一支管与第二支管进入尘雾碰撞器内处理，尘雾碰撞器处理后剩余混合物进入循环式除尘器，通过粉尘发生器产生的粉尘总量、尘雾碰撞器内的粉尘质量以及循环式除尘器内的粉尘质量获得喷嘴的降尘效率。

2.根据权利要求1所述的精准测定装置，其特征在于，上述喷嘴布置在入尘口下方的尘雾碰撞器内，在与喷嘴相对处的尘雾碰撞器上设置吸附海绵块，吸附海绵块与水平面呈70°-80°夹角，吸附海绵块下端处设置有一倾斜布置的环形隔水板，环形隔水板与水平面呈10°-15°夹角，尘雾碰撞器在与环形隔水板对应处设置有储水槽，环形隔水板阻挡的水流流入储水槽内，环形隔水板的中空部与上述第一管路相连通。

3.根据权利要求1所述的精准测定装置，其特征在于，上述循环式除尘器包括上腔体与下腔体，上腔体与下腔体相连通，上述搅拌机构布置在下腔体内，上腔体在布置上述电机端处设置有出气口，出气口兼作水位观测口，上述第一管路与下腔体相连通。

4.根据权利要求3所述的精准测定装置，其特征在于，上述搅拌机构为翅片式搅拌机构。

5.根据权利要求1所述的精准测定装置，其特征在于，上述粉尘发生器通过第二管路与一空气压缩机相连通。

6.一种使用如权利要求1所述精准测定装置的测定方法，其包括以下步骤：

空气压缩机产生的气流通过第二管路进入粉尘发生器，粉尘发生器产生的粉尘通过第一支管进入与鼓风机相连通的第二支管，粉尘通过第二支管自入尘口进入尘雾碰撞器内，尘雾碰撞器内的喷嘴形成雾场进行喷雾降尘，吸附海绵块吸附部分喷雾降尘，自吸附海绵块掉落的水经环形隔水板导入储水槽内，剩余的喷雾降尘部分经过环形隔水板的中空部进入第一管路，通过第一管路进入循环式除尘器进行完全净化，净化后的气流自出气口导出。

7.根据权利要求6所述的测定方法，其特征在于，上述步骤具体的还包括：

由粉尘发生器获得产尘总量M₁，未被完全净化的含尘气流经第一管路进入循环式除尘器，在循环式除尘器内填充有降尘剂溶液，降尘剂能将气流中的粉尘完全沉降，读取出气口处刻度值V₁，取适当容器，测得适当容器质量为m₁，将循环式除尘器内V₂体积的水倒入该适当容器内，将适当容器和水加热烘干后测得质量为m₂，喷嘴的降尘效率为ξ；通过式(1)获得喷嘴的降尘效率：

通过比较不同粒径分布的粉尘在不同型号喷嘴下的降尘效率，得到各喷嘴达到最优降尘效率时对应的粉尘粒径。