CN112031853B - 一种矿山井下降温除湿装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿山井下降温除湿装置及方法，一种矿山井下降温除湿装置，包括可移动底座，它还包括设置在可移动底座上的降温除湿系统，降温除湿系统包括通风机、除湿机构；通风机与除湿机构之间设置有气体过滤器；除湿机构的出风口匹配设置有集风罩；集风罩的出风端与空冷器的一端密封相接；空冷器的另一端与集风箱的进风口密封相接；集风箱的出风口与主风筒的一端密封相接；主风筒的另一端设置有呈喇叭状的喷头；一种矿山井下降温除湿装置的方法，包括以下步骤：启动通风机、三号电机，三号电机带动主风筒扇叶转动从而将冷空气经由主风筒前端的喷头喷射出。本发明不仅减少了冷量损失，而且还减少了湿量的吸入，降温除湿的效果更加明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种装置及方法，尤其涉及一种矿山井下降温除湿装置及方法。
背景技术
煤矿井下温度随着开采的深度增加而不断上升，井下开采工人经常顶着高温在工作，矿井内环境气温超过人体正常热平衡所能忍受的温度，导致劳动效率降低，事故频率增加，健康受损，甚至中暑休克，较深的矿井里温度不仅高而且空气潮湿，工作人员的工作环境较差，给工作人员的工作带来不便，因此需要对矿井内进行通风、降温，保证工作人员正常工作。
目前的矿井降温系统中存在着很多问题：1）大功率的制冷机虽提升了制冷量，但在井下长距离的输送过程中，冷量损失较重；2）随工作面的向前推进，吹向工作面的干冷空气必定会与原有空气混合使其加热加湿，这种情况随着工作面的推进会越来越严重，导致降温效率大大下降；3）现有的降温除湿系统结构复杂，设备占地面积大，较难布置；4）现有矿井降温装置很难随着矿井开采深度而灵活移动；5）当对矿井里进行降温通风时，有采用喷雾装置喷雾的方式对矿井内部进行降温，但是其喷雾装置的喷洒口径是固定的，导致喷洒出来的喷雾覆盖的范围较小。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种矿山井下降温除湿装置及方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种矿山井下降温除湿装置，包括可移动底座，它还包括设置在可移动底座上的降温除湿系统，降温除湿系统包括通风机、除湿机构；通风机与除湿机构之间设置有气体过滤器；除湿机构的出风口匹配设置有集风罩；集风罩的出风端与空冷器的一端密封相接；空冷器的另一端与集风箱的进风口密封相接；集风箱的出风口与主风筒的一端密封相接；主风筒的另一端设置有呈喇叭状的喷头；主风筒与喷头的连接处设置有伸缩管；伸缩管的下方设置有旋转托盘；旋转托盘的下方设置有一号电机；通过一号电机带动旋转托盘转动，旋转托盘转动带动伸缩管转动，从而带动喷头转动，使得喷头的喷射范围增大，从而扩大除湿降温的面积；空冷器的上端设置有子风筒；子风筒的另一端与除湿机构相连通；
除湿机构包括除湿箱体；除湿箱体内竖直设置有等间距排列的除湿层；除湿箱体的四壁以及顶部均设置有电热板；除湿箱体的底部设置有抽拉式的集水槽；除湿层内均放置有氯化钙干燥剂，依靠氯化钙的吸湿性强，吸附空气中的水分子，降低空气中的湿度；除湿层、电热板的顶部均与除湿箱体接触相接；除湿层、电热板的底部均对应开设有长形孔，长形孔的下方为集水槽。
进一步地，通风机的出风口通过风筒与除湿机构的进风口相连接；风筒上设置有气体过滤器。
进一步地，主风筒靠近伸缩管的一端设置有与三号电机输出轴传动连接的扇叶，三号电机设置在主风筒外侧且其输出轴伸入到主风筒内腔。
进一步地，除湿箱体的顶部开设有圆孔，除湿箱体通过圆孔与子风筒相连接；子风筒内腔靠近圆孔的一端设置有与二号电机输出轴传动连接的扇叶，二号电机设置在子风筒外侧且其输出轴伸入到子风筒内腔。
进一步地，伸缩管上匹配套置有环形支撑架；环形支撑架的底部与旋转托盘紧固相接；旋转托盘的底面中心与一号电机的输出轴紧固相接。
进一步地，集风箱内设置有温度传感器；主风筒、子风筒的出口处分别设置有一号电磁调节阀、二号电磁调节阀。
进一步地，还包括控制模块，控制模块分别与一号电机、二号电机、一号电磁调节阀、二号电磁调节阀、温度传感器、电热板相连接。
进一步地，集水槽上设置有把手；可移动底座的底部匹配设置有移动车轮。
进一步地，主风筒、子风筒均由不锈钢材料制成且外壁均涂设有高聚乙烯泡沫涂料层。
一种矿山井下降温除湿装置的使用方法，包括以下步骤：
启动通风机，通过通风机吸风进入气体过滤器去除杂质，然后风流进入除湿机构，除湿机构内氯化钙干燥剂的吸收水分并与之换热，经处理后的空气通过集风罩进入空冷器进行冷却，经冷却后的空气进入集风箱，启动三号电机，三号电机带动主风筒扇叶转动从而将冷空气经由主风筒前端的喷头喷射出；启动一号电机，一号电机带动旋转托盘转动，旋转托盘转动带动伸缩管转动，从而带动喷头转动，使得喷头的喷射范围增大，从而扩大除湿降温的面积；
当集风箱内的温度过高时，启动电热板对除湿层进行加热至氯化钙干燥剂变成粉末状，关闭电热板，打开二号电磁调节阀，启动二号电机，二号电机带动子风筒扇叶转动从而将除湿箱体内的热空气抽到空冷器内进行冷却，再经由主风筒前端的喷头喷射出。
本发明通过设置降温除湿系统，不仅减少了冷量损失，而且还减少了湿量的吸入，弥补了现有装置换热效率较低的不足，而且加入除湿机构，降温除湿的效果更加明显。本发明的出发点是对人为区域内工作面进行降温除湿调节，首要的是保证工人活动内的工作环境，随采煤面的向前推进，可以将降温除湿系统跟进，保证一定区域内的温湿度，可有效改善采煤工作面的温湿度。同时本设计可移动，仅对小范围内空气进行降温除湿，能极大减少能源损耗，并且避免了固定式降温除湿设备存在的能源消耗大、边缘降温除湿效果不明显、冷气输送距离过长的问题，能随着矿井巷道的开采移动改善矿井工作面局部热湿环境。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为除湿机构的整体结构示意图。
图中：1、可移动底座；2、通风机；3、气体过滤器；4、风筒；5、集风罩；6、空冷器；7、主风筒；8、喷头；9、子风筒；10、伸缩管；11、旋转托盘；12、环形支撑架；13、一号电机；14、移动车轮；15、除湿层；16、电热板；17、除湿箱体；18、集水槽；19、集风箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1、图2所示的一种矿山井下降温除湿装置，包括可移动底座1，可移动底座1的底部匹配设置有移动车轮14。可移动底座1的底部固定连接有四个移动车轮14，且四个移动车轮14分布于可移动底座1底部的四个边角处。
它还包括设置在可移动底座1上的降温除湿系统，降温除湿系统包括通风机2、除湿机构；通风机2与除湿机构之间设置有气体过滤器3；通风机2的出风口通过风筒4与除湿机构的进风口相连接；风筒4上设置有气体过滤器3。除湿机构的出风口匹配设置有集风罩5；集风罩5的出风端与空冷器6的一端密封相接；空冷器6的另一端与集风箱19的进风口密封相接；集风箱19的出风口与主风筒7的一端密封相接；主风筒7的另一端设置有呈喇叭状的喷头8；主风筒7与喷头8的连接处设置有伸缩管10；伸缩管10的下方设置有旋转托盘11；旋转托盘11的下方设置有一号电机13；通过一号电机13带动旋转托盘11转动，旋转托盘11转动带动伸缩管10转动，从而带动喷头8转动，旋转托盘11的转动带动喷头8进行小范围的来回转动，使得喷头8的喷射范围增大，从而扩大除湿降温的面积。空冷器6的上端设置有子风筒9；子风筒9的另一端与除湿机构相连通；
除湿机构包括除湿箱体17；除湿箱体17内竖直设置有等间距排列的除湿层15；除湿箱体17的四壁以及顶部均设置有电热板16；除湿箱体17的底部设置有抽拉式的集水槽18；除湿层15内均放置有氯化钙干燥剂，依靠氯化钙的吸湿性强，吸附空气中的水分子，降低空气中的湿度；除湿机构利用了氯化钙干燥剂的吸水性原理，当空气通过除湿机构，氯化钙干燥剂与空气直接接触，从而完成对空气湿度的处理过程。除湿层15、电热板16的顶部均与除湿箱体17接触相接；除湿层15、电热板16的底部均对应开设有长形孔，长形孔的下方为集水槽18。除湿箱体17内经电热板16加热后的水汽可以通过长形孔进入集水槽18。集水槽18上设置有把手；通过把手可方便抽拉集水槽18，及时将集水槽18内的水倒出。
主风筒7靠近伸缩管10的一端设置有与三号电机输出轴传动连接的扇叶，三号电机设置在主风筒7外侧且其输出轴伸入到主风筒7内腔。
除湿箱体17的顶部开设有圆孔，除湿箱体17通过圆孔与子风筒9相连接；子风筒9内腔靠近圆孔的一端设置有与二号电机输出轴传动连接的扇叶，二号电机设置在子风筒9外侧且其输出轴伸入到子风筒9内腔。
伸缩管10上匹配套置有环形支撑架12；环形支撑架12的底部与旋转托盘11紧固相接；旋转托盘11的底面中心与一号电机13的输出轴紧固相接。通过设置伸缩管10，保证喷头8可以随伸缩管10在一定范围内转动，从而扩大除湿降温的面积。
集风箱19内设置有温度传感器；主风筒7、子风筒9的出口处分别设置有一号电磁调节阀、二号电磁调节阀。温度传感器检测到集风箱19内的温度超过设定温度时，控制模块依次启动二号电机、二号电磁调节阀，将除湿箱体17内的热空气抽至空冷器6内进行冷却，保证除湿层15内氯化钙干燥剂的吸湿性。
还包括控制模块，控制模块为单片机，优选ATMEGA系列单片机。控制模块分别与一号电机13、二号电机、一号电磁调节阀、二号电磁调节阀、温度传感器、电热板16相连接。控制模块用于控制驱动主风筒7扇叶、子风筒9扇叶转动；控制模块用于调节一号电磁调节阀、二号电磁调节阀的开度，以控制通过主风筒7、子风筒9的风量；
主风筒7、子风筒9均由不锈钢材料制成且外壁均涂设有高聚乙烯泡沫涂料层。高聚乙烯泡沫涂料具有阻燃隔热保温的作用，能够阻止主风筒7、子风筒9内的冷风流与外界热空气进行热量交换，减少主风筒7、子风筒9内的冷风流温度损失。主风筒7、子风筒9均由镀锌不锈钢材料制成，承压能力不低于6Mpa，保证了主风筒7、子风筒9在进风巷道中的结构稳定可靠。
一种矿山井下降温除湿装置的使用方法，包括以下步骤：
启动通风机2，通过通风机2吸风进入气体过滤器3去除杂质，然后风流进入除湿机构，除湿机构内氯化钙干燥剂的吸收水分并与之换热，经处理后的空气通过集风罩5进入空冷器6进行冷却，经冷却后的空气进入集风箱19，启动三号电机，三号电机带动主风筒扇叶转动从而将冷空气经由主风筒7前端的喷头8喷射出；启动一号电机13，一号电机13带动旋转托盘11转动，旋转托盘11转动带动伸缩管10转动，从而带动喷头8转动，使得喷头8的喷射范围增大，从而扩大除湿降温的面积；
当集风箱19内的温度过高时，启动电热板16对除湿层15进行加热至氯化钙干燥剂变成粉末状，关闭电热板16，打开二号电磁调节阀，启动二号电机，二号电机带动子风筒扇叶转动从而将除湿箱体17内的热空气抽到空冷器6内进行冷却，再经由主风筒7前端的喷头8喷射出。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种矿山井下降温除湿装置，包括可移动底座（1），其特征在于：它还包括设置在可移动底座（1）上的降温除湿系统，所述降温除湿系统包括通风机（2）、除湿机构；所述通风机（2）与除湿机构之间设置有气体过滤器（3）；所述除湿机构的出风口匹配设置有集风罩（5）；所述集风罩（5）的出风端与空冷器（6）的一端密封相接；所述空冷器（6）的另一端与集风箱（19）的进风口密封相接；所述集风箱（19）的出风口与主风筒（7）的一端密封相接；所述主风筒（7）的另一端设置有呈喇叭状的喷头（8）；主风筒（7）与喷头（8）的连接处设置有伸缩管（10）；所述伸缩管（10）的下方设置有旋转托盘（11）；所述旋转托盘（11）的下方设置有一号电机（13）；通过一号电机（13）带动旋转托盘（11）转动，旋转托盘（11）转动带动伸缩管（10）转动，从而带动喷头（8）转动，使得喷头（8）的喷射范围增大，从而扩大除湿降温的面积；所述空冷器（6）的上端设置有子风筒（9）；所述子风筒（9）的另一端与除湿机构相连通；
所述除湿机构包括除湿箱体（17）；所述除湿箱体（17）内竖直设置有等间距排列的除湿层（15）；除湿箱体（17）的四壁以及顶部均设置有电热板（16）；除湿箱体（17）的底部设置有抽拉式的集水槽（18）；所述除湿层（15）内均放置有氯化钙干燥剂，依靠氯化钙的吸湿性强，吸附空气中的水分子，降低空气中的湿度；除湿层（15）、电热板（16）的顶部均与除湿箱体（17）接触相接；除湿层（15）、电热板（16）的底部均对应开设有长形孔，长形孔的下方为集水槽（18）。
2.根据权利要求1所述的矿山井下降温除湿装置，其特征在于：所述通风机（2）的出风口通过风筒（4）与除湿机构的进风口相连接；所述风筒（4）上设置有气体过滤器（3）。
3.根据权利要求2所述的矿山井下降温除湿装置，其特征在于：所述主风筒（7）靠近伸缩管（10）的一端设置有与三号电机输出轴传动连接的扇叶，三号电机设置在主风筒（7）外侧且其输出轴伸入到主风筒（7）内腔。
4.根据权利要求3所述的矿山井下降温除湿装置，其特征在于：所述除湿箱体（17）的顶部开设有圆孔，除湿箱体（17）通过圆孔与子风筒（9）相连接；所述子风筒（9）内腔靠近圆孔的一端设置有与二号电机输出轴传动连接的扇叶，二号电机设置在子风筒（9）外侧且其输出轴伸入到子风筒（9）内腔。
5.根据权利要求4所述的矿山井下降温除湿装置，其特征在于：所述伸缩管（10）上匹配套置有环形支撑架（12）；所述环形支撑架（12）的底部与旋转托盘（11）紧固相接；所述旋转托盘（11）的底面中心与一号电机（13）的输出轴紧固相接。
6.根据权利要求5所述的矿山井下降温除湿装置，其特征在于：所述集风箱（19）内设置有温度传感器；所述主风筒（7）、子风筒（9）的出口处分别设置有一号电磁调节阀、二号电磁调节阀。
7.根据权利要求6所述的矿山井下降温除湿装置，其特征在于：还包括控制模块，所述控制模块分别与一号电机（13）、二号电机、一号电磁调节阀、二号电磁调节阀、温度传感器、电热板（16）相连接。
8.根据权利要求7所述的矿山井下降温除湿装置，其特征在于：所述集水槽（18）上设置有把手；所述可移动底座（1）的底部匹配设置有移动车轮（14）。
9.根据权利要求8所述的矿山井下降温除湿装置，其特征在于：所述主风筒（7）、子风筒（9）均由不锈钢材料制成且外壁均涂设有高聚乙烯泡沫涂料层。
10.一种如权利要求1所述的矿山井下降温除湿装置的使用方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
启动通风机（2），通过通风机（2）吸风进入气体过滤器（3）去除杂质，然后风流进入除湿机构，除湿机构内氯化钙干燥剂的吸收水分并与之换热，经处理后的空气通过集风罩（5）进入空冷器（6）进行冷却，经冷却后的空气进入集风箱（19），启动三号电机，三号电机带动主风筒扇叶转动从而将冷空气经由主风筒（7）前端的喷头（8）喷射出；启动一号电机（13），一号电机（13）带动旋转托盘（11）转动，旋转托盘（11）转动带动伸缩管（10）转动，从而带动喷头（8）转动，使得喷头（8）的喷射范围增大，从而扩大除湿降温的面积；
当集风箱（19）内的温度过高时，启动电热板（16）对除湿层（15）进行加热至氯化钙干燥剂变成粉末状，关闭电热板（16），打开二号电磁调节阀，启动二号电机，二号电机带动子风筒扇叶转动从而将除湿箱体（17）内的热空气抽到空冷器（6）内进行冷却，再经由主风筒（7）前端的喷头（8）喷射出。
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