CN112892106A - 一种具有空气净化结构的采矿通风装置及净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于采矿通风技术领域，公开了一种具有空气净化结构的采矿通风装置，包括抽风机，所述抽风机的左侧连通有吸风罩，所述吸风罩的左侧设置有挡网，所述抽风机的右侧连通有输风管，所述输风管的左侧连通有净化箱，所述净化箱设置在采矿井外侧，所述净化箱内从左至右分别设置有活性炭过滤层和滤膜，所述活性炭过滤层和滤膜的左右两侧均设置有过滤网。本方案通过挡网、活性炭过滤层、滤膜和四个过滤网对抽风机抽取的空气进行逐级过滤、净化，然后经紫外线消毒灯消毒后，通过输送管、连接管和通风罩输送在采矿井内，从而在保证通风的同时实现空气净化，提高采矿井内的空气质量。
Description
技术领域
本发明涉及采矿通风技术领域，更具体地说，涉及一种具有空气净化结构的采矿通风装置及净化方法。
背景技术
矿井通风是指将新鲜空气输入矿井下，增加氧气浓度，以稀释并排除矿井中有毒、有害气体和粉尘，矿井通风的基本任务是：供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要；冲淡井下有害气体和粉尘，保证安全生产；调节井下气候，创造良好的工作环境。
因此为了保证施工人员的安全，矿井中必须设置通风装置，通风装置，在一定程度上保证了开采人员的健康安全，现有技术中通常采用抽风机加通风管的方式进行通风，虽然在达到了空气流通效果，但是缺少空气过滤净化功能，不能保证空气流通的质量。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有空气净化结构的采矿通风装置及净化方法，解决了现有的通风装置缺少空气过滤净化功能，不能保证空气流通的质量的问题。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种具有空气净化结构的采矿通风装置，包括抽风机，所述抽风机的左侧连通有吸风罩，所述吸风罩的左侧设置有挡网，所述抽风机的右侧连通有输风管，所述输风管的左侧连通有净化箱，所述净化箱设置在采矿井外侧，所述净化箱内从左至右分别设置有活性炭过滤层和滤膜，所述活性炭过滤层和滤膜的左右两侧均设置有过滤网，四个所述过滤网的滤径从左至右逐渐减小，所述净化箱的内顶壁且位于最右侧的过滤网的右侧固定安装有紫外线消毒灯，所述净化箱的右侧连通有足够长的输送管，所述输送管远离净化箱的一端延伸至采矿井内，所述输送管位于采矿井一端的底部连通有连接管，所述连接管的底端连通有通风罩；
所述通风罩的上设置有氧气浓度监测仪，所述净化箱内设置有清理组件，所述清理组件用于清理过滤网上的灰尘，所述净化箱的顶部固定连接有防护罩，所述清理组件延伸至防护罩内，所述防护罩的内顶壁上固定安装有中央处理器和蓄电箱，所述中央处理器与氧气浓度监测仪电性连接，所述中央处理器的输出端连接有移动终端，所述净化箱的内壁上且靠近输送管固定安装有风量传感器，所述风量传感器与中央处理器电性连接。
优选的，所述净化箱的底部固定安装有收集箱，所述收集箱的正面穿插设置有收集槽，所述收集箱的顶部连通有四个收集管，所述净化箱的底部对应四个过滤网开设有收集口，四个所述收集管分别与四个收集口连通，四个所述收集管上均设置与中央处理器电性连接的电磁阀。
优选的，所述收集箱的内顶壁上对应收集槽固定安装有超声波测距传感器，所述超声波测距传感器与中央处理器电性连接。
优选的，所述清理组件包括伺服电机，所述伺服电机固定安装在防护罩的内顶壁上，所述净化箱设置有三个螺纹杆，三个所述螺纹杆分别位于活性炭过滤层的左侧、活性炭过滤层与滤膜之间和滤膜的右侧，位于两侧的所述螺纹杆上穿插设置有与其螺纹连接的第一螺纹块，位于中部的所述螺纹杆上穿插设置有与其螺纹连接的第二螺纹块，两个所述第一螺纹块相对的一侧均固定连接有清理刷，所述第二螺纹块的左右两侧也固定连接有清理刷，四个所述清理刷分别与四个过滤网接触，两个所述第一螺纹块和第二螺纹块上均穿插设置有限位杆，三个所述限位杆的顶端分别与净化箱的内顶壁固定连接，三个所述螺纹杆的顶端分别贯穿净化箱延伸至防护罩内，三个所述螺纹杆分别通过轴承与净化箱固定连接，三个所述螺纹杆的顶端均固定连接有齿轮，所述伺服电机的输出端与中部的齿轮的顶部固定连接，所述防护罩内上左右传动齿带，所述传动齿带与三个齿轮传动连接。
优选的，所述通风罩上固定安装有震动检测器，所述连接管上设置有报警器，所述震动检测器和报警器均与中央处理器电性连接。
优选的，所述净化箱的正面对应过滤网设置有检修门，所述过滤网通过螺钉固定安装在净化箱上。
优选的，所述螺纹杆和限位杆的底端均固定连接有限位块。
一种具有空气净化结构的采矿通风装置的净化方法，包括以下步骤：
①所述抽风机通电运行，通过所述吸风罩抽取外界的空气，所述挡网外界空气中较大的颗粒杂质进行初级过滤；
②所述输风管将所述抽风机抽取的风输送至净化箱内，经过滤网、活性炭过滤层和滤膜进行逐级过滤净化，经紫外线消毒灯消毒后通过输送管、连接管和通风罩输送在采矿井内，在保证通风的同时实现空气净化；
③所述氧气浓度监测仪实时监测矿井内氧气浓度，并将数据发送给所述中央处理器，所述中央处理器根据监测数据对抽风机的抽风量进行调整；
④同时设置在所述净化箱出风口的风量传感器对风量进行实时检测，若风量与所述抽风机抽取的风量差超出设定阈值时，说明过滤网存在堵塞状况，此时所述中央处理器控制清理组件运行，对过滤网进行清理，从而保证正常通风；
⑥在所述清理组件清理过滤网的同时，所述中央处理器将所述电磁阀打开，实现灰尘、杂质的收集，便于集中处理，且超声波测距传感器实时监测收集槽内收集量，并发送给中央处理器，最后所述中央处理器将实时状态信息发送给移动终端，便于远程终端工作人员实时了解通风、过滤及其他状况。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过挡网、活性炭过滤层、滤膜和四个过滤网对抽风机抽取的空气进行逐级过滤、净化，然后经紫外线消毒灯消毒后，通过输送管、连接管和通风罩输送在采矿井内，从而在保证通风的同时实现空气净化，提高采矿井内的空气质量。
(2)本方案通过氧气浓度监测仪可对采矿井内的氧气浓度进行实时自动化监测，并配合中央处理器，对抽风机的抽风量进行实时调整和将实时状态信息发送给移动终端，便于远程终端工作人员实时了解通风、过滤及其他状况，通过风量传感器和清理组件的相互配合，可有效地防止过滤网堵塞，从而保证正常通风。
(3)本方案通过收集箱、收集槽、收集管个电磁阀的相互配合，可实现灰尘、杂质的自动化收集，方便其中清理，通过超声波测距传感器可实时监测收集槽内的收集状况，当收集槽快满时，通过中央处理器将信息发送给移动终端，以及时通知工作人员清理。
(4)本方案通过中央处理器将伺服电机通电运动，并通三个齿轮和传动齿带的传动配合，带动三个螺纹杆同时旋转，并通过限位杆的限位导向，使得第一螺纹块和第二螺纹块同时上升或下降，进而带动四个清理刷同时升降，从而对四个过滤网同时进行灰尘、杂质的清理，防止过滤网堵塞而影响正常通风。
(5)本方案通过设置的震动检测器，在设备使用时，由于矿井下较高的震动会导致矿井塌陷，对工作人员造成生命威胁，通过震动检测器对矿井下震动的强度进行检测，并配合报警器，使得设备使用时，能够有效地对矿井下高强度震动作出预警，避免人员伤亡。
(6)本方案通过检修门可方便活性炭过滤层和滤膜的定期更换，提高过滤净化效果，通过限位块可防止第一螺纹块和第二螺纹块发生与螺纹杆脱离的现。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图1中净化箱的正视剖面图；
图3为本发明图2中清理组件的放大图；
图4为本发明的系统图。
图中标号说明：
1、抽风机；2、吸风罩；3、挡网；4、输风管；5、净化箱；6、活性炭过滤层；7、滤膜；8、过滤网；9、紫外线消毒灯；10、输送管；11、连接管；12、通风罩；13、氧气浓度监测仪；14、清理组件；141、伺服电机；142、螺纹杆；143、第一螺纹块；144、第二螺纹块；145、清理刷；146、限位杆；147、齿轮；148、传动齿带；15、防护罩；16、中央处理器；17、蓄电箱；18、移动终端；19、风量传感器；20、收集箱；21、收集管；22、电磁阀；23、超声波测距传感器；24、震动检测器；25、报警器；26、检修门；27、收集槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-4，一种具有空气净化结构的采矿通风装置，包括抽风机1，抽风机1的左侧连通有吸风罩2，吸风罩2的左侧设置有挡网3，抽风机1的右侧连通有输风管4，输风管4的左侧连通有净化箱5，净化箱5设置在采矿井外侧，净化箱5内从左至右分别设置有活性炭过滤层6和滤膜7，活性炭过滤层6和滤膜7的左右两侧均设置有过滤网8，四个过滤网8的滤径从左至右逐渐减小，净化箱5的内顶壁且位于最右侧的过滤网8的右侧固定安装有紫外线消毒灯9，净化箱5的右侧连通有足够长的输送管10，输送管10远离净化箱5的一端延伸至采矿井内，输送管10位于采矿井一端的底部连通有连接管11，连接管11的底端连通有通风罩12，本方案通过挡网3、活性炭过滤层6、滤膜7和四个过滤网8对抽风机1抽取的空气进行逐级过滤、净化，然后经紫外线消毒灯9消毒后，通过输送管10、连接管11和通风罩12输送在采矿井内，从而在保证通风的同时实现空气净化，提高采矿井内的空气质量。
通风罩12的上设置有氧气浓度监测仪13，净化箱5内设置有清理组件14，清理组件14用于清理过滤网8上的灰尘，净化箱5的顶部固定连接有防护罩15，清理组件14延伸至防护罩15内，防护罩15的内顶壁上固定安装有中央处理器16和蓄电箱17，中央处理器16与氧气浓度监测仪13电性连接，中央处理器16的输出端连接有移动终端18，净化箱5的内壁上且靠近输送管10固定安装有风量传感器19，风量传感器19与中央处理器16电性连接，通过氧气浓度监测仪13可对采矿井内的氧气浓度进行实时自动化监测，并配合中央处理器16，对抽风机1的抽风量进行实时调整和将实时状态信息发送给移动终端18，便于远程终端工作人员实时了解通风、过滤及其他状况，通过风量传感器19和清理组件14的相互配合，可有效地防止过滤网8堵塞，从而保证正常通风。
进一步的，净化箱5的底部固定安装有收集箱20，收集箱20的正面穿插设置有收集槽27，收集箱20的顶部连通有四个收集管21，净化箱5的底部对应四个过滤网8开设有收集口，四个收集管21分别与四个收集口连通，四个收集管21上均设置与中央处理器16电性连接的电磁阀22，通过收集箱20、收集槽27、收集管21个电磁阀22的相互配合，可实现灰尘、杂质的自动化收集，方便其中清理。
进一步的，收集箱20的内顶壁上对应收集槽27固定安装有超声波测距传感器23，超声波测距传感器23与中央处理器16电性连接，通过超声波测距传感器23可实时监测收集槽27内的收集状况，当收集槽27快满时，通过中央处理器16将信息发送给移动终端18，以及时通知工作人员清理。
进一步的，清理组件14包括伺服电机141，伺服电机141固定安装在防护罩15的内顶壁上，净化箱5设置有三个螺纹杆142，三个螺纹杆142分别位于活性炭过滤层6的左侧、活性炭过滤层6与滤膜7之间和滤膜7的右侧，位于两侧的螺纹杆142上穿插设置有与其螺纹连接的第一螺纹块143，位于中部的螺纹杆142上穿插设置有与其螺纹连接的第二螺纹块144，两个第一螺纹块143相对的一侧均固定连接有清理刷145，第二螺纹块144的左右两侧也固定连接有清理刷145，四个清理刷145分别与四个过滤网8接触，两个第一螺纹块143和第二螺纹块144上均穿插设置有限位杆146，三个限位杆146的顶端分别与净化箱5的内顶壁固定连接，三个螺纹杆142的顶端分别贯穿净化箱5延伸至防护罩15内，三个螺纹杆142分别通过轴承与净化箱5固定连接，三个螺纹杆142的顶端均固定连接有齿轮147，伺服电机141的输出端与中部的齿轮147的顶部固定连接，防护罩15内上左右传动齿带148，传动齿带148与三个齿轮147传动连接；
通过中央处理器16将伺服电机141通电运动，并通三个齿轮147和传动齿带148的传动配合，带动三个螺纹杆142同时旋转，并通过限位杆146的限位导向，使得第一螺纹块143和第二螺纹块144同时上升或下降，进而带动四个清理刷145同时升降，从而对四个过滤网8同时进行灰尘、杂质的清理，防止过滤网8堵塞而影响正常通风。
进一步的，通风罩12上固定安装有震动检测器24，连接管11上设置有报警器25，震动检测器24和报警器25均与中央处理器16电性连接，通过设置的震动检测器24，在设备使用时，由于矿井下较高的震动会导致矿井塌陷，对工作人员造成生命威胁，通过震动检测器24对矿井下震动的强度进行检测，并配合报警器25，使得设备使用时，能够有效地对矿井下高强度震动作出预警，避免人员伤亡。
进一步的，净化箱5的正面对应过滤网8设置有检修门26，过滤网8通过螺钉固定安装在净化箱5上，通过检修门26可方便活性炭过滤层6和滤膜7的定期更换，提高过滤净化效果。
进一步的，螺纹杆142和限位杆146的底端均固定连接有限位块，通过限位块可防止第一螺纹块143和第二螺纹块144发生与螺纹杆142脱离的现象。
一种具有空气净化结构的采矿通风装置的净化方法，包括以下步骤：
①抽风机1通电运行，通过吸风罩2抽取外界的空气，挡网3外界空气中较大的颗粒杂质进行初级过滤；
②输风管4将抽风机1抽取的风输送至净化箱5内，经过滤网8、活性炭过滤层6和滤膜7进行逐级过滤净化，经紫外线消毒灯9消毒后通过输送管10、连接管11和通风罩12输送在采矿井内，在保证通风的同时实现空气净化；
③氧气浓度监测仪13实时监测矿井内氧气浓度，并将数据发送给中央处理器16，中央处理器16根据监测数据对抽风机1的抽风量进行调整；
④同时设置在净化箱5出风口的风量传感器19对风量进行实时检测，若风量与抽风机1抽取的风量差超出设定阈值时，说明过滤网8存在堵塞状况，此时中央处理器16控制清理组件14运行，对过滤网8进行清理，从而保证正常通风；
⑥在清理组件14清理过滤网8的同时，中央处理器16将电磁阀22打开，实现灰尘、杂质的收集，便于集中处理，且超声波测距传感器23实时监测收集槽27内收集量，并发送给中央处理器16，最后中央处理器16将实时状态信息发送给移动终端18，便于远程终端工作人员实时了解通风、过滤及其他状况。
需要说明的是，本申请中的各设备均为市场常见设备，具体使用时可根据需求选择，且各设备的电路连接关系均属于简单的串联、并联连接电路，在电路连接这一块并不存在创新点，本领域技术人员可以较为容易的实现，属于现有技术，不再赘述。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种具有空气净化结构的采矿通风装置，包括抽风机(1)，其特征在于：所述抽风机(1)的左侧连通有吸风罩(2)，所述吸风罩(2)的左侧设置有挡网(3)，所述抽风机(1)的右侧连通有输风管(4)，所述输风管(4)的左侧连通有净化箱(5)，所述净化箱(5)设置在采矿井外侧，所述净化箱(5)内从左至右分别设置有活性炭过滤层(6)和滤膜(7)，所述活性炭过滤层(6)和滤膜(7)的左右两侧均设置有过滤网(8)，四个所述过滤网(8)的滤径从左至右逐渐减小，所述净化箱(5)的内顶壁且位于最右侧的过滤网(8)的右侧固定安装有紫外线消毒灯(9)，所述净化箱(5)的右侧连通有足够长的输送管(10)，所述输送管(10)远离净化箱(5)的一端延伸至采矿井内，所述输送管(10)位于采矿井一端的底部连通有连接管(11)，所述连接管(11)的底端连通有通风罩(12)；
所述通风罩(12)的上设置有氧气浓度监测仪(13)，所述净化箱(5)内设置有清理组件(14)，所述清理组件(14)用于清理过滤网(8)上的灰尘，所述净化箱(5)的顶部固定连接有防护罩(15)，所述清理组件(14)延伸至防护罩(15)内，所述防护罩(15)的内顶壁上固定安装有中央处理器(16)和蓄电箱(17)，所述中央处理器(16)与氧气浓度监测仪(13)电性连接，所述中央处理器(16)的输出端连接有移动终端(18)，所述净化箱(5)的内壁上且靠近输送管(10)固定安装有风量传感器(19)，所述风量传感器(19)与中央处理器(16)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有空气净化结构的采矿通风装置，其特征在于：所述净化箱(5)的底部固定安装有收集箱(20)，所述收集箱(20)的正面穿插设置有收集槽(27)，所述收集箱(20)的顶部连通有四个收集管(21)，所述净化箱(5)的底部对应四个过滤网(8)开设有收集口，四个所述收集管(21)分别与四个收集口连通，四个所述收集管(21)上均设置与中央处理器(16)电性连接的电磁阀(22)。
3.根据权利要求2所述的一种具有空气净化结构的采矿通风装置，其特征在于：所述收集箱(20)的内顶壁上对应收集槽(27)固定安装有超声波测距传感器(23)，所述超声波测距传感器(23)与中央处理器(16)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种具有空气净化结构的采矿通风装置，其特征在于：所述清理组件(14)包括伺服电机(141)，所述伺服电机(141)固定安装在防护罩(15)的内顶壁上，所述净化箱(5)设置有三个螺纹杆(142)，三个所述螺纹杆(142)分别位于活性炭过滤层(6)的左侧、活性炭过滤层(6)与滤膜(7)之间和滤膜(7)的右侧，位于两侧的所述螺纹杆(142)上穿插设置有与其螺纹连接的第一螺纹块(143)，位于中部的所述螺纹杆(142)上穿插设置有与其螺纹连接的第二螺纹块(144)，两个所述第一螺纹块(143)相对的一侧均固定连接有清理刷(145)，所述第二螺纹块(144)的左右两侧也固定连接有清理刷(145)，四个所述清理刷(145)分别与四个过滤网(8)接触，两个所述第一螺纹块(143)和第二螺纹块(144)上均穿插设置有限位杆(146)，三个所述限位杆(146)的顶端分别与净化箱(5)的内顶壁固定连接，三个所述螺纹杆(142)的顶端分别贯穿净化箱(5)延伸至防护罩(15)内，三个所述螺纹杆(142)分别通过轴承与净化箱(5)固定连接，三个所述螺纹杆(142)的顶端均固定连接有齿轮(147)，所述伺服电机(141)的输出端与中部的齿轮(147)的顶部固定连接，所述防护罩(15)内上左右传动齿带(148)，所述传动齿带(148)与三个齿轮(147)传动连接。
5.根据权利要求1所述的一种具有空气净化结构的采矿通风装置，其特征在于：所述通风罩(12)上固定安装有震动检测器(24)，所述连接管(11)上设置有报警器(25)，所述震动检测器(24)和报警器(25)均与中央处理器(16)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种具有空气净化结构的采矿通风装置，其特征在于：所述净化箱(5)的正面对应过滤网(8)设置有检修门(26)，所述过滤网(8)通过螺钉固定安装在净化箱(5)上。
7.根据权利要求4所述的一种具有空气净化结构的采矿通风装置，其特征在于：所述螺纹杆(142)和限位杆(146)的底端均固定连接有限位块。
8.根据权利要求1-7所述的一种具有空气净化结构的采矿通风装置的净化方法，其特征在于：包括以下步骤：
①所述抽风机(1)通电运行，通过所述吸风罩(2)抽取外界的空气，所述挡网(3)外界空气中较大的颗粒杂质进行初级过滤；
②所述输风管(4)将所述抽风机(1)抽取的风输送至净化箱(5)内，经过滤网(8)、活性炭过滤层(6)和滤膜(7)进行逐级过滤净化，经紫外线消毒灯(9)消毒后通过输送管(10)、连接管(11)和通风罩(12)输送在采矿井内，在保证通风的同时实现空气净化；
③所述氧气浓度监测仪(13)实时监测矿井内氧气浓度，并将数据发送给所述中央处理器(16)，所述中央处理器(16)根据监测数据对抽风机(1)的抽风量进行调整；
④同时设置在所述净化箱(5)出风口的风量传感器(19)对风量进行实时检测，若风量与所述抽风机(1)抽取的风量差超出设定阈值时，说明过滤网(8)存在堵塞状况，此时所述中央处理器(16)控制清理组件(14)运行，对过滤网(8)进行清理，从而保证正常通风；
⑥在所述清理组件(14)清理过滤网(8)的同时，所述中央处理器(16)将所述电磁阀(22)打开，实现灰尘、杂质的收集，便于集中处理，且超声波测距传感器(23)实时监测收集槽(27)内收集量，并发送给中央处理器(16)，最后所述中央处理器(16)将实时状态信息发送给移动终端(18)，便于远程终端工作人员实时了解通风、过滤及其他状况。
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