CN113908647A - 一种超音速自螺旋微雾降尘装置 - Google Patents

Abstract

一种超音速自螺旋微雾降尘装置，包括进气总管、进水总管、分气罐、分水罐、进气支管、进水支管、第一旋转接头、第二旋转接头、超音速雾化喷头、喷头安装架及装置固定架；进气总管通过第一旋转接头与分气罐相连通，分气罐通过进气支管与超音速雾化喷头相连；进水总管密封穿过进气总管、第一旋转接头和分气罐，进水总管通过第二旋转接头与分水罐相连通，分水罐通过进水支管与超音速雾化喷头相连；超音速雾化喷头通过万向转接架连接在喷头安装架上，喷头安装架同时与分气罐和分水罐固连；装置固定架连接在进气总管上；多个超音速雾化喷头在喷头安装架沿周向均匀分布且喷射角相同，喷头安装架由喷雾反作用力驱动旋转，各路喷雾相互耦合形成涡旋雾场。

Description

一种超音速自螺旋微雾降尘装置

技术领域

本发明属于粉尘治理技术领域，特别是涉及一种超音速自螺旋微雾降尘装置。

背景技术

在未来较长时间内，煤炭仍将扮演主要能源的角色，而煤矿粉尘的污染问题也始终严峻，因为高浓度粉尘会对煤矿工作人员的身体健康造成极大危害，尤其是在卸煤点处，粉尘污染问题更加严重。

针对大颗粒粉尘来说，传统的除尘手段可以进行有效防治，但对于呼吸性粉尘的治理效果却不理想，由于呼吸性粉尘的粒度在10μm以下，其可以进入到人体呼吸道的深处，对人体健康伤害程度更大。并且，呼吸性粉尘由于粒度小，极易随风流扩散和运移，难以依靠重力沉降，目前针对呼吸性粉尘的治理手段主要为湿式除尘，例如采用高压喷雾方式进行湿式除尘，但湿式除尘仍然存在粉尘捕捉难度大、粉尘捕集效率低以及除尘成本高的问题，并且受到现场环境恶劣、风流扰动强的影响，会导致湿式降尘的适用性及稳定性差。因此，在恶劣的环境下，如何高效、稳定的降除呼吸性粉尘，已经成为亟待解决的重要问题。

由于呼吸性粉尘在运动时受到的空气阻力小，因此呼吸性粉尘更容易扩散，并且难以通过自身重力摆脱气流运动，在采用高压喷雾方式进行湿式除尘时，普遍存在雾化效率差、捕尘动力弱、捕集效率低的不足，难以使呼吸性粉尘有效凝并和增长。因此，必须采用可有效抑制呼吸性粉尘扩散和高效捕集的雾化治理方式，才能实现有效治理。

空气动力学气液两相喷雾是除尘领域中重要的细雾化喷雾方式之一，与传统的高压雾化方式和超声雾化方式相比，其具有液滴动力更强、喷雾雾量更大、射程更远、覆盖范围更大的特点，并且受中弱环境风流扰动影响较小。但是，在强环境风流扰动条件下，空气动力学气液两相喷雾仍然存在雾化射程和喷射效率降低的问题，而且能耗也相应增加，从而严重影响其对呼吸性粉尘的捕集效率，导致空气动力学气液两相喷雾的实际应用效果并未达到理想状态。另外，单个固定式超音速雾化喷头进行除尘时，其产生的气流场难以达到有效的牵引强度，但当采用多个固定式超音速雾化喷头配合除尘时，各个喷头之间产生的气流场又会相互影响，导致无法达到预期的效果，从而造成了资源的浪费。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种超音速自螺旋微雾降尘装置，利用多个超音速雾化喷头并以自主旋转的方式使各路气液两相喷雾互相耦合形成涡旋雾场，与传统的固定式超音速雾化喷头输出的气液两相喷雾相比，具有更高的粉尘捕集效率，降低能耗的同时避免了资源的浪费，而且能够有效降低强环境风流扰动对雾化射程和喷射效率的影响，实际应用效果也更理想。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种超音速自螺旋微雾降尘装置，包括进气总管、进水总管、分气罐、分水罐、进气支管、进水支管、第一旋转接头、第二旋转接头、超音速雾化喷头、喷头安装架及装置固定架；所述进气总管采用圆柱筒型结构，进气总管一端为封闭端，进气总管另一端为开口端，且进气总管的开口端作为进气总管的出气口，进气总管的进气口开设在进气总管的侧管壁上；所述第一旋转接头的定子端与进气总管的出气口螺接密封连通；所述分气罐采用圆柱筒型结构，分气罐一端为封闭端，分气罐另一端为开口端，且分气罐的开口端作为分气罐的进气口，分气罐的出气口开设在分气罐的侧管壁上；所述第一旋转接头的转子端与分气罐的进气口螺接密封连通；所述进水总管依次穿过进气总管、第一旋转接头及分气罐，进水总管与进气总管、第一旋转接头及分气罐同轴分布；所述进水总管的进水侧管体与进气总管的封闭端管壁密封固定连接；所述分气罐的封闭端管壁与进水总管的出水侧管体密封转动连接；所述第二旋转接头的定子端与进水总管的出水口螺接密封连通；所述分水罐采用圆柱筒型结构，分水罐一端为封闭端，分水罐另一端为开口端，且分水罐的开口端作为分水罐的进水口，分水罐的出水口开设在分水罐的侧管壁上；所述第二旋转接头的转子端与分水罐的进水口螺接密封连通；所述进水总管与第二旋转接头及分水罐同轴分布；所述喷头安装架固定连接在分气罐罐体与分水罐罐体之间；所述超音速雾化喷头设置在喷头安装架上，超音速雾化喷头的进气口通过进气支管与分气罐上的出气口密封导通，超音速雾化喷头的进水口通过进水支管与分水罐的出水口密封导通；所述装置固定架固定连接在进气总管的管体上。

所述超音速雾化喷头与喷头安装架之间通过万向转接架相连，超音速雾化喷头的喷射角度通过万向转接架进行调节。

所述超音速雾化喷头数量若干，若干超音速雾化喷头沿周向均匀分布，所有超音速雾化喷头的喷射角度相同。

所述分气罐上的出气口数量若干且沿周向均匀分布。

所述分水罐上的出水口数量若干且沿周向均匀分布。

在所述分水罐内部设有虹吸管，虹吸管的上端管口与分水罐的出水口密封连通，虹吸管的下端管口位于分水罐的封闭端管壁上方，且虹吸管的下端管口与分水罐的封闭端管壁之间留有过水间隙。

本发明的有益效果：

本发明的超音速自螺旋微雾降尘装置，利用多个超音速雾化喷头并以自主旋转的方式使各路气液两相喷雾互相耦合形成涡旋雾场，与传统的固定式超音速雾化喷头输出的气液两相喷雾相比，具有更高的粉尘捕集效率，降低能耗的同时避免了资源的浪费，而且能够有效降低强环境风流扰动对雾化射程和喷射效率的影响，实际应用效果也更理想。

附图说明

图1为本发明的一种超音速自螺旋微雾降尘装置的结构示意图；

图中，1—进气总管，2—进水总管，3—分气罐，4—分水罐，5—进气支管，6—进水支管，7—第一旋转接头，8—第二旋转接头，9—超音速雾化喷头，10—喷头安装架，11—装置固定架，12—万向转接架，13—虹吸管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种超音速自螺旋微雾降尘装置，包括进气总管1、进水总管2、分气罐3、分水罐4、进气支管5、进水支管6、第一旋转接头7、第二旋转接头8、超音速雾化喷头9、喷头安装架10及装置固定架11；所述进气总管1采用圆柱筒型结构，进气总管1一端为封闭端，进气总管1另一端为开口端，且进气总管1的开口端作为进气总管1的出气口，进气总管1的进气口开设在进气总管1的侧管壁上；所述第一旋转接头7的定子端与进气总管1的出气口螺接密封连通；所述分气罐3采用圆柱筒型结构，分气罐3一端为封闭端，分气罐3另一端为开口端，且分气罐3的开口端作为分气罐3的进气口，分气罐3的出气口开设在分气罐3的侧管壁上；所述第一旋转接头7的转子端与分气罐3的进气口螺接密封连通；所述进水总管2依次穿过进气总管1、第一旋转接头7及分气罐3，进水总管2与进气总管1、第一旋转接头7及分气罐3同轴分布；所述进水总管2的进水侧管体与进气总管1的封闭端管壁密封固定连接；所述分气罐3的封闭端管壁与进水总管2的出水侧管体密封转动连接；所述第二旋转接头8的定子端与进水总管2的出水口螺接密封连通；所述分水罐4采用圆柱筒型结构，分水罐4一端为封闭端，分水罐4另一端为开口端，且分水罐4的开口端作为分水罐4的进水口，分水罐4的出水口开设在分水罐4的侧管壁上；所述第二旋转接头8的转子端与分水罐4的进水口螺接密封连通；所述进水总管2与第二旋转接头8及分水罐4同轴分布；所述喷头安装架10固定连接在分气罐3罐体与分水罐4罐体之间；所述超音速雾化喷头9设置在喷头安装架10上，超音速雾化喷头9的进气口通过进气支管5与分气罐3上的出气口密封导通，超音速雾化喷头9的进水口通过进水支管6与分水罐4的出水口密封导通；所述装置固定架11固定连接在进气总管1的管体上。

所述超音速雾化喷头9与喷头安装架10之间通过万向转接架12相连，超音速雾化喷头9的喷射角度通过万向转接架12进行调节。

所述超音速雾化喷头9数量若干，若干超音速雾化喷头9沿周向均匀分布，所有超音速雾化喷头9的喷射角度相同。

所述分气罐3上的出气口数量若干且沿周向均匀分布。

所述分水罐4上的出水口数量若干且沿周向均匀分布。

在所述分水罐4内部设有虹吸管13，虹吸管13的上端管口与分水罐4的出水口密封连通，虹吸管13的下端管口位于分水罐4的封闭端管壁上方，且虹吸管13的下端管口与分水罐4的封闭端管壁之间留有过水间隙。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

首先通过装置固定架11将本发明的超音速自螺旋微雾降尘装置整体固定到卸煤点的正上方，将高压气源接入进气总管1的进气口，将水源接入进水总管2的进水口。

当接通高压气源和水源后，高压气体将依次经过进气总管1、第一旋转接头7、分气罐3及进气支管5进入超音速雾化喷头9，而除尘用水将依次经过进水总管2、第二旋转接头8、分水罐4及进水支管6进入超音速雾化喷头9，最终由超音速雾化喷头9喷射出气液两相喷雾。

由于在喷头安装架10上沿周向均布的多个超音速雾化喷头9具有相同的喷射角度，超音速雾化喷头9喷射出的气液两相喷雾所产生的切向反作用力会直接施加给喷头安装架10，由于喷头安装架10上端通过分气罐3与第一旋转接头7的转子端相连，而喷头安装架10下端通过分水罐4与第二旋转接头8的转子端相连，因此，喷头安装架10在气液两相喷雾产生的切向反作用力驱动下，便可以使喷头安装架10跟随第一旋转接头7和第二旋转接头8的转子端进行高速旋转，而多个超音速雾化喷头9也会跟随喷头安装架10同步旋转。

在喷头安装架10高速旋转过程中，每一个超音速雾化喷头9喷射出的气液两相喷雾都会呈现涡旋状，而多个超音速雾化喷头9的气液两相喷雾相互耦合后就可以形成涡旋雾场，此时形成的涡旋雾场能够对卸煤点产生更好的覆盖作用，并且涡旋雾场可以有效降低强环境风流扰动对雾化射程和喷射效率的影响，同时可以获得更高的粉尘捕集效率。

另外，如果除尘场所的粉尘位置和浓度发生改变，还可以通过调整超音速雾化喷头9的喷射角度来改变涡旋雾场的形态和覆盖范围，同时可以通过调整气水比例、气压、水压等参数来改变雾场浓度，以保证粉尘捕集效率始终维持在较高水平。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.一种超音速自螺旋微雾降尘装置，其特征在于：包括进气总管、进水总管、分气罐、分水罐、进气支管、进水支管、第一旋转接头、第二旋转接头、超音速雾化喷头、喷头安装架及装置固定架；所述进气总管采用圆柱筒型结构，进气总管一端为封闭端，进气总管另一端为开口端，且进气总管的开口端作为进气总管的出气口，进气总管的进气口开设在进气总管的侧管壁上；所述第一旋转接头的定子端与进气总管的出气口螺接密封连通；所述分气罐采用圆柱筒型结构，分气罐一端为封闭端，分气罐另一端为开口端，且分气罐的开口端作为分气罐的进气口，分气罐的出气口开设在分气罐的侧管壁上；所述第一旋转接头的转子端与分气罐的进气口螺接密封连通；所述进水总管依次穿过进气总管、第一旋转接头及分气罐，进水总管与进气总管、第一旋转接头及分气罐同轴分布；所述进水总管的进水侧管体与进气总管的封闭端管壁密封固定连接；所述分气罐的封闭端管壁与进水总管的出水侧管体密封转动连接；所述第二旋转接头的定子端与进水总管的出水口螺接密封连通；所述分水罐采用圆柱筒型结构，分水罐一端为封闭端，分水罐另一端为开口端，且分水罐的开口端作为分水罐的进水口，分水罐的出水口开设在分水罐的侧管壁上；所述第二旋转接头的转子端与分水罐的进水口螺接密封连通；所述进水总管与第二旋转接头及分水罐同轴分布；所述喷头安装架固定连接在分气罐罐体与分水罐罐体之间；所述超音速雾化喷头设置在喷头安装架上，超音速雾化喷头的进气口通过进气支管与分气罐上的出气口密封导通，超音速雾化喷头的进水口通过进水支管与分水罐的出水口密封导通；所述装置固定架固定连接在进气总管的管体上。

2.根据权利要求1所述的一种超音速自螺旋微雾降尘装置，其特征在于：所述超音速雾化喷头与喷头安装架之间通过万向转接架相连，超音速雾化喷头的喷射角度通过万向转接架进行调节。

3.根据权利要求1所述的一种超音速自螺旋微雾降尘装置，其特征在于：所述超音速雾化喷头数量若干，若干超音速雾化喷头沿周向均匀分布，所有超音速雾化喷头的喷射角度相同。

4.根据权利要求1所述的一种超音速自螺旋微雾降尘装置，其特征在于：所述分气罐上的出气口数量若干且沿周向均匀分布。

5.根据权利要求1所述的一种超音速自螺旋微雾降尘装置，其特征在于：所述分水罐上的出水口数量若干且沿周向均匀分布。

6.根据权利要求1所述的一种超音速自螺旋微雾降尘装置，其特征在于：在所述分水罐内部设有虹吸管，虹吸管的上端管口与分水罐的出水口密封连通，虹吸管的下端管口位于分水罐的封闭端管壁上方，且虹吸管的下端管口与分水罐的封闭端管壁之间留有过水间隙。

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