CN108843374A - 一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器，含有筒体(8)、集流进气口(1)、风机(7)，在筒体(8)内顺序安装高压喷雾装置、振弦栅板(4)、旋流装置；高压喷雾装置是由一排高压供水管(2)、布设在高压供水管(2)上高压喷嘴(3)构成；旋流装置是由两个形状相同、方向彼此相反的旋流叶片(5)相对组合构成。所述的筒体(8)安装在支撑机构(11)上，支撑机构(11)的下部安装滚轮(12)。本发明具有除尘效率高、阻力低、能耗低、体积小、处理成本低廉、运行维护容易的优点，可广泛应用于矿山井下工作面和巷道粉尘特别是呼吸性粉尘的治理。
Description
技术领域
本发明属于工业除尘技术领域，具体涉及一种矿用湿式旋流除尘器，可在矿山井下工作面和巷道粉尘特别是呼吸性粉尘的治理中广泛应用。
背景技术
矿产资源是工业生产主要的能源和原料，由于社会经济和人类物质需求的快速增长，矿产资源的消耗量也与日俱增。随着矿山井下开采强度和机械化程度的不断提高，井下粉尘危害问题也日益突出，不仅危害作业人员的身心健康，引发尘肺病，而且严重污染作业环境和威胁井下安全生产，甚至可能造成重大人员伤亡和财产损失。矿山井下采运过程均会有大量的粉尘产生，主要为无组织粉尘，尤其是粒径小于5μm的呼吸性粉尘，其分散度高、粒径小、比表面积大、吸附能力强、不易沉降，在作业岗位环境气流的扰动下，长期悬浮于空气环境中，会对生产作业人员造成安全与健康问题。矿山尘肺和矽肺是尘肺病的最主要类别，两者合计约占尘肺病病例总数的90％。近几年来，我国接触职业病危害因素的人群居世界首位，其中尘肺病居我国职业病之首，给国家财产和人民生命造成巨大损失。因此，随着人们对环境质量要求的提高，此类粉尘的污染治理成了各国广泛重视和关注的问题。
目前，矿山井下粉尘防治主要采取水雾降尘和除尘器捕尘方式，在井下局部作业地点产尘岗位设置喷雾装置或者湿式除尘器，除尘方式单一，达不到良好的除尘效果。由于技术上的原因，目前使用的喷雾装置或湿式除尘器除尘效率(特别是对微细粉尘的除尘效率)较低(一般为80％左右)，且阻力太大(大于2000Pa)、脱水效率差(低于85％)，使粉尘治理效果并不理想。目前在矿山广泛使用的文丘里湿式除尘器总尘除尘效率高达95％，但对呼吸性粉尘除尘效率只有80％左右，且它的阻力太大(1500-4000Pa)，能耗太高(8-35kJ/m3)，体积大，总体高度达到10m以上。随着矿山井下安全生产与职业健康管理的不断发展，目前传统的喷雾降尘装置和湿式除尘器不适合于我国矿山井下开采技术条件或者现场除尘需要，很难使矿山井下粉尘的浓度降低到国家标准规定的限值内，已不能满足当前人们对高质量工作环境的需要。
发明内容
本发明的目的，就是针对矿山井下现有湿式除尘技术存在的上述问题，而提供一种具有除尘效率高、阻力小、能耗低、体积小、布置灵活、处理成本低廉、运行维护容易的移动式矿用湿式振弦旋流除尘器。
为实现本发明的上述目的，本发明一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器采用以下技术方案：
本发明一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器，含有筒体、集流进气口、风机，所述的集流进气口位于筒体的进气端一侧，所述的风机安装在筒体的出气端内。为增加除尘效果，在筒体内顺序安装高压喷雾装置、振弦栅板、旋流装置。所述的高压喷雾装置是由一排高压供水管、布设在高压供水管上高压喷嘴构成。所述的旋流装置是由两个形状相同、方向彼此相反的旋流叶片相对组合构成，两个形状相同、方向彼此相反的旋流叶片之间的筒体称之为脱水筒。高压喷雾装置和振弦栅板串联后构成高压喷雾振弦栅除尘段，两个形状相同、方向彼此相反的旋流叶片和脱水筒组合构成双向旋流除尘脱水段；在高压喷雾振弦栅除尘段的筒体的下面设有喷雾振弦尘浆收集器，喷雾振弦尘浆收集器的下部设有喷雾振弦除尘排污孔；在脱水筒的下面设有旋流尘浆收集器，旋流尘浆收集器的下部设有旋流除尘排污孔；所述的筒体安装在支撑机构上，支撑机构的下部安装滚轮。
所述的风机为离心风机，离心风机为除尘装置提供动力，清洁空气由风机的出风口排出；为了减少系统运行阻力，所述的高压喷嘴的喷头的喷雾雾流方向保持与气流运行方向一致，高压喷嘴产生的微细水雾与含尘气流中尘粒发生碰撞，捕获、凝聚粉尘，使粉尘粒径增大、重量增加沉降下来。
在高压喷雾振弦栅除尘段，含尘气流从集流进气口进入，高压喷嘴产生的微细水雾与含尘气流中尘粒发生碰撞，捕获、凝聚粉尘，使粉尘粒径增大、重量增加沉降下来。为进一步增加除尘效果，高压喷嘴产生的水雾喷向振弦栅板，雾流与振弦栅板的钢弦撞击，在振弦栅板上形成水膜，进一步将逃出水雾的粉尘拦截捕集下来，在水雾连续的冲击洗涤作用下，使尘泥水浆流入筒体下面设置的喷雾振弦尘浆收集器，从喷雾振弦除尘排污孔排出。
在双旋流除尘段，气流中的粉尘和水雾在风机的抽吸下，两个形状相同、方向彼此相反的旋流叶片使气流保持旋转，在离心力作用下运动到脱水筒的内表面。采用的双旋流除尘脱水形式使气流先后经过左旋、右旋或右旋、左旋流线运动，阻止粉尘弹回，从而降低了除尘装置的阻力，大大提高了离心分离粉尘和雾滴的效果，同时保持了洁净气流直线轨迹形式排出。尘泥水浆流入脱水筒下面设置的旋流尘浆收集器，由旋流除尘排污孔排出。
为了能够实时监测除尘前后的粉尘浓度，在筒体进口部位、出口部位分别设有粉尘浓度传感器。
本发明在高压供水管的进水管路上分别设有水泵、水阀；所述的水阀采用电磁水阀为宜。
本发明还设有PLC控制系统，PLC控制系统与水泵、粉尘浓度传感器通过线路连接。当采用电磁水阀时，PLC控制系统还与电磁水阀连接。PLC控制系统用以控制水泵、电磁水阀的开启、关停，PLC控制系统还根据采集的粉尘浓度数据自动对水泵进行变频调速，从而调节喷雾水压和水量，降低粉尘浓度，按需净化空气。
所述的振弦栅板是由不锈钢金属丝排列编制而成。
本发明一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器的工作原理是将喷雾降尘理论、振弦栅捕尘理论、旋流除尘理论与PLC控制系统理论有机结合，应用于同一装置中。
本发明一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器采用以上技术方案后，具有以下积极效果：
(1)采用喷雾降尘、振弦栅除尘、旋流除尘有机相结合的湿式除尘方式，实现了水雾、水滴、水膜三级除尘技术，雾滴与含尘气流接触面积大、接触时间长、捕尘效率高；
(2)采用双旋流除尘脱水装置，进一步实现了高效除尘和脱水除雾效果，双向旋流叶片结构使气流轴向流出除尘装置，避免了气流之间的紊流涡旋，大大降低了除尘装置的阻力；
(3)除尘器采用横向卧式结构，适合布置井下作业面及巷道，除尘装置无须设置除尘管道和风机基础，除尘系统体积大大减小，降低了制造和安装成本；
(4)除尘器采用PLC控制系统，PLC控制系统根据采集的粉尘浓度数据自动对水泵进行变频调速，从而调节系统喷雾水压和水量，降低粉尘浓度，按需净化空气，节能效果显著。
(5)除尘性能优异，具有除尘装置简单、除尘效率高、阻力小、能耗低、安装维护方便、便于管理等优点，可广泛应用于矿山井下采运环节的粉尘治理，是一种理想的矿用湿式除尘器。
(6)筒体安装在支撑机构上，支撑机构的下部安装滚轮，可以方便地移动到合适的位置。
附图说明
图1是本发明一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器结构示意图。
图2是本发明采用的振弦栅板主视图。
图3是本发明采用的旋流叶片结构示意图。
附图标记为：1-集流进气口；2-高压供水管；3-高压喷嘴；4-振弦栅板；5-旋流叶片；6-脱水筒；7-风机；8-筒体,9-喷雾振弦尘浆收集器；9′-旋流尘浆收集器；10-喷雾振弦除尘排污孔；10′-旋流除尘排污孔；11-支撑机构；12-滚轮；13-粉尘浓度传感器；14-水阀；15-水泵。
具体实施方式
为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器作进一步详细说明。
由图1所示的本发明一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器结构示意图看出，本发明一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器，含有筒体8、集流进气口1、风机7，风机7采用离心风机，在筒体8进口部位、出口部位分别设有粉尘浓度传感器13。所述的集流进气口1位于筒体8的进气端一侧，所述的风机7安装在筒体8的出气端内，在筒体8内顺序安装高压喷雾装置、振弦栅板4、旋流装置，所述的振弦栅板4是由不锈钢金属丝排列编制而成。所述的高压喷雾装置是由一排高压供水管2、布设在高压供水管2上高压喷嘴3构成，高压喷嘴3的喷头的喷雾雾流方向保持与气流运行方向一致；高压供水管2的进水管路上分别设有水泵15、水阀14，水泵15布置在巷道地面，现场位置结合井下生产用水外部水源情况调整，维持距离尘装置50m范围内，便于管理和操作；水泵15出口供水管路安装水阀14，控制供水管路开闭。所述的旋流装置是由两个形状相同、方向彼此相反的旋流叶片5相对组合构成，两个旋流叶片5之间的筒体称之为脱水筒6，旋流叶片5焊接于筒体8的内壁上；高压喷雾装置和振弦栅板串联后构成高压喷雾振弦栅除尘段，两个形状相同、方向彼此相反的旋流叶片5和脱水筒6组合构成双向旋流除尘脱水段；在高压喷雾振弦栅除尘段的筒体8的下面设有喷雾振弦尘浆收集器9，喷雾振弦尘浆收集器9的下部设有喷雾振弦除尘排污孔10；在脱水筒6的下面设有旋流尘浆收集器9′，旋流尘浆收集器9′的下部设有旋流除尘排污孔10′；筒体8的下部设有两个开口，两个开口分别与喷雾振弦尘浆收集器9、旋流尘浆收集器9′相通。所述的筒体8安装在支撑机构11上，支撑机构11的下部安装滚轮12。本发明还设有PLC控制系统，PLC控制系统的控制柜固定在巷道壁面或硐室内，PLC控制系统与水泵15、粉尘浓度传感器13通过线路连接，采用PLC控制系统进行自动控制喷雾水压和水量。
开动风机7，打开水阀14、水泵15，含尘气流从集流进气口1进入到筒体8的进气端，高压喷嘴3产生的微细水雾与含尘气流中尘粒发生碰撞，捕获、凝聚粉尘，使粉尘粒径增大、重量增加沉降下来。高压喷嘴3产生的水雾随气流流向振弦栅板4，雾流与振弦栅板4的钢弦撞击，在振弦栅板4上形成水膜，进一步将逃出水雾的粉尘拦截捕集下来，在水雾连续的冲击洗涤作用下，使尘泥水浆流入底部的喷雾振弦尘浆收集器9和喷雾振弦除尘排污孔10排出。随后气流进入两个旋流叶片5和脱水筒6构成的双向旋流除尘脱水段，在双向旋流除尘脱水段内，气流中的粉尘和水雾在旋流叶片5离心力的作用下，运动到脱水筒6的内表面，同时双旋流形式使气流保持旋转直至排出，阻止粉尘弹回，大大提高了离心分离粉尘的效果。尘泥水浆流入底部的旋流尘浆收集器9′和旋流除尘排污孔10′排出。
如图2所示的本发明采用的振弦栅板主视图看出，振弦栅板4是由一定直径和具有良好防腐性能的钢弦(不锈钢丝)按一定间距并排组成，在喷雾作用下，雾流在钢弦上形成水膜，当含尘气流经过振弦栅板4时，粉尘被钢弦上的水膜捕集下来。
由图3所示的本发明采用的旋流叶片结构示意图看出，在脱水筒6两端分别安装了形状相同、方向彼此相反的一对旋流叶片5，构成双旋流形式。双旋流叶片结构形式使气流保持旋转直至排出，降低了除尘装置的阻力，同时阻止粉尘弹回，大大提高了离心分离粉尘和雾滴的效果。
Claims (7)
1.一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器，含有筒体(8)、集流进气口(1)、风机(7)，所述的集流进气口(1)位于筒体(8)的进气端一侧，所述的风机(7)安装在筒体(8)的出气端内，其特征在于：在筒体(8)内顺序安装高压喷雾装置、振弦栅板(4)、旋流装置；所述的高压喷雾装置是由一排高压供水管(2)、布设在高压供水管(2)上高压喷嘴(3)构成；所述的旋流装置是由两个形状相同、方向彼此相反的旋流叶片(5)相对组合构成，两个旋流叶片(5)之间的筒体称之为脱水筒(6)；高压喷雾装置和振弦栅板串联后构成高压喷雾振弦栅除尘段，两个形状相同、方向彼此相反的旋流叶片(5)和脱水筒(6)组合构成双向旋流除尘脱水段；在高压喷雾振弦栅除尘段的筒体(8)的下面设有喷雾振弦尘浆收集器(9)，喷雾振弦尘浆收集器(9)的下部设有喷雾振弦除尘排污孔(10)；在脱水筒(6)的下面设有旋流尘浆收集器(9′)，旋流尘浆收集器(9′)的下部设有旋流除尘排污孔(10′)；所述的筒体(8)安装在支撑机构(11)上，支撑机构(11)的下部安装滚轮(12)。
2.如权利要求1所述的一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器，其特征在于：所述的风机(7)为离心风机，所述的高压喷嘴(3)的喷头的喷雾雾流方向保持与气流运行方向一致。
3.如权利要求2所述的一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器，其特征在于：在筒体(8)进口部位、出口部位分别设有粉尘浓度传感器(13)。
4.如权利要求3所述的一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器，其特征在于：所述的高压供水管(2)的进水管路上分别设有水泵(15)、水阀(14)。
5.如权利要求4所述的一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器，其特征在于：所述的水阀(14)采用电磁水阀。
6.如权利要求4所述的一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器，其特征在于：它还设有PLC控制系统，PLC控制系统与水泵(15)、粉尘浓度传感器(13)通过线路连接。
7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的一种移动式矿用湿式振弦旋流除尘器，其特征在于：所述的振弦栅板(4)是由不锈钢金属丝排列编制而成。
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- 2018-06-20 CN CN201810633603.3A patent/CN108843374A/zh active Pending
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