CN114832569A - 一种递进变径调压除尘装置及使用方法 - Google Patents

一种递进变径调压除尘装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及隧道、巷道掘进除尘领域，特别涉及一种递进变径调压除尘装置及使用方法，包括：变径除尘风筒、调压除尘风扇、斜网清尘装置及动力调控装置。变径除尘风筒由初始缩径风筒、中部缩径风筒及尾部扩径风筒组成；调压除尘风扇包括初始吸尘风扇、中部运尘风扇及尾部排尘风扇；初始吸尘风扇同轴安装于初始缩径风筒内，形成初始缩径吸尘区，同理，中部运尘风扇与中部缩径风筒形成中部缩径运尘区，尾部扩径风筒与尾部排尘风扇形成尾部扩径排尘区。变径除尘风筒与调压除尘风扇各构件依次装配，构建污风“吸‑运‑排”递进除尘功能，变径除尘风筒后端连接斜网清尘装置，实现粉尘高效清除；动力调控装置为调压除尘风扇提供动力，便于调控、高效节能。

Description

一种递进变径调压除尘装置及使用方法
技术领域
本发明涉及隧道、巷道掘进除尘领域，特别涉及一种递进变径调压除尘装置及使用方法。
背景技术
现代化矿井生产过程中，采掘机械的破岩、支架的移设、钻眼爆破、锚喷支护、煤炭运输等，将会产生大量粉尘。特别是上世纪70年代以来，由于矿井开发强度的增大，掘进工作面机械化、自动化水平的提高，高效、大功率掘进机的广泛使用，致使粉尘的产生量急剧增加。
随着综掘技术及装备在煤矿巷道掘进的普遍应用，掘进工作面已成为煤矿井下作业两大产尘点之一。目前，我国煤矿普遍采用干式除尘和湿式除尘两种方法对工作面的粉尘进行抽尘净化，其中湿式除尘具有价格便宜、构造简单、体积小等优点，但对于粉尘浓度较大，粉尘中游离二氧化硅含量高的综掘岩巷，湿式除尘设备处理能力则显得不足。
依据众多煤矿实际使用情况，干式除尘比湿式除尘无论是使用率、除尘率都要高得多，是煤矿掘进工作面粉尘治理的有效手段。干式除尘相比湿式除尘具有如下优点：①除尘效率更高，更适合在粉尘浓度高的全岩巷道掘进使用；②应用范围广，大多数除尘对象都可以使用干式除尘器；③自动化程度高，日常维护量少，工人工作量减轻。同时，干式除尘也存一些不足：①除尘器能耗过大，可能需要单独设置电路；②排尘过程中粉尘易堆积在除尘风筒内，造成除尘风筒堵塞。③排出粉尘不易收集，对环境影响较大。
因此，急需研制一种能耗低、结构简单、除尘效率高、除尘风筒内不积尘，且对环境影响较小的除尘装置，以解决上述问题。
发明内容
针对上述技术背景提到的不足，本发明的目的在于提供一种递进变径调压除尘装置及使用方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种递进变径调压除尘装置，包括变径除尘风筒、调压除尘风扇、递进调压除尘区、斜网清尘装置、动力调控装置，其特征在于，所述变径除尘风筒与调压除尘风扇组合构成递进调压除尘区，斜网清尘装置设置在递进调压除尘区后，动力调控装置为调压除尘风扇提供动力。
进一步的，所述的一种递进变径调压除尘装置，其特征在于，所述变径除尘风筒由初始缩径风筒、中部缩径风筒、尾部扩径风筒组成。
进一步的，所述调压除尘风扇包括初始吸尘风扇、中部运尘风扇和尾部排尘风扇，其扇叶大小、开合角度可以自行设定。
进一步的，所述调压除尘区由变径除尘风筒与调压除尘风扇组合构成，初始缩径风筒与初始吸尘风扇构成初始缩径吸尘区，中部缩径风筒与中部运尘风扇形成中部缩径运尘区，尾部扩径风筒与尾部排尘风扇构成尾部扩径排尘区。
进一步的，所述斜网清尘装置包括喷雾器、倾斜清尘网、水平清尘槽、污水箱、污水管、输水管，其中输水管连接外部水源为喷雾器供水，喷雾器设置在倾斜清尘网下方，喷雾器喷嘴的倾斜角度与倾斜清尘网的倾斜角度相同，倾斜清尘网倾斜放置，水平清尘槽设置在倾斜清尘网正下方，其内污水通过污水管排进污水箱进行收集。
进一步的，所述动力调控装置包括调控电机、转轴、转轴轴承、皮带，其中转轴轴承由轴承、轴承架组成，转轴和调控电机通过皮带连接，轴承与除尘风筒固定连接，轴承架与转轴固定连接，轴承架随着转轴一同转动。
进一步的，所述一种递进变径调压除尘装置具体应用原理如下：
将该装置设置在工作位置，初始吸尘风扇2-1设置在初始缩径风筒1-1内，构成初始缩径吸尘区3-1，扇叶开合角度设置约45°-60°之间，此时风速最快，可以将粉尘快速吸入；中部运尘风扇2-2设置在中部缩径风筒1-2内，构成中部缩径运尘区3-2，扇叶开合角度设置约90°，使风流扩散，同时配合中部缩径风筒1-2的缩径，风压增大形成具有强吸附力的螺旋式风流，使粉尘增速向后运输；尾部排尘风扇2-3设置在尾部扩径风筒1-3内，构成尾部扩径排尘区3-3，其扇叶直径较前部的调压除尘风扇2的扇叶直径大，对已通过前部管路的粉尘继续向后运动增加动力，同时配合尾部扩径风筒1-3的扩径，风阻减小，确保粉尘能够及时排出，避免造成变径除尘风筒1的堵塞，影响除尘效率，所有调压除尘风扇2的转速都相同，仅通过改变扇叶开合角度和扇叶直径大小控制进风速度；斜网清尘装置4设置在尾部扩径排尘区3-3后，其中倾斜清尘网4-2倾斜放置，输水管4-6连接外部水源为喷雾器4-1持续供水，通过喷雾器4-1喷出水雾对排出的粉尘进行加湿，使加湿后的粉尘直接滴落或顺着倾斜清尘网4-2的网面流至水平清尘槽4-3内，并通过污水管4-5排进污水箱4-4内进行收集；动力调控装置5包括调控电机5-1、转轴5-2、转轴轴承5-3、皮带5-4，其中，转轴轴承5-3由轴承5-3a和轴承架5-3b组成，调控电机5-1通过皮带5-4牵引转轴5-2转动，进而带动调压除尘风扇2与轴承架5-3b一同转动。
本发明的有益效果：
(1)本发明设计的递进变径调压除尘装置，由多组调压除尘风扇和多级变径除尘风筒配合安装，形成该装置的调压除尘区；多组调压除尘风扇可以通过改变转速、扇叶大小及其倾角，保证风速递进式调控，确保大量污风快速吸入变径除尘风筒；配合设计有多级变径除尘风筒，通过改变风筒不同区域位置处的内径大小来实现其内部风压多级递进式调控；多组调压除尘风扇和多级变径除尘风筒相互配合确保污风递进式快速排出。
(2)本发明设计的递进变径调压除尘装置，通过设计多组调压除尘风扇和多级变径除尘风筒，同等功率下，可以快速高效将污风递进式排出；同时，依据现场施工需求，可以通过调整调压除尘风扇的转速来实现风压调控，操作方便，结构简单，可以极大程度降低能耗，且便于安装和维护。
(3)本发明设计的递进变径调压除尘装置，在该装置末端设计有斜网清尘装置对粉尘进行收集，再通过下方设计的喷雾器对粉尘进行清理，防止粉尘二次污染，除尘效果显著，环保效益高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1为本发明的一种递进变径调压除尘装置结构示意图；
图2为本发明的变径除尘风筒、调压除尘风扇、递进调压除尘区示意图；
图3为本发明的斜网清尘装置结构示意图；
图4为本发明的动力调控装置(a)、转轴轴承(b)结构示意图；
图5为本发明的初始吸尘风扇(a)、中部运尘风扇(b)、尾部排尘风扇(c)的风扇结构及风流示意图；
图中标号说明：
1、变径除尘风筒；1-1、初始缩径风筒；1-2、中部缩径风筒；1-3、尾部扩径风筒；
2、调压除尘风扇；2-1、初始吸尘风扇；2-2、中部运尘风扇；2-3、尾部排尘风扇；
3、递进调压除尘区；3-1初始缩径吸尘区；3-2、中部缩径运尘区；3-3、尾部扩径排尘区；
4、斜网清尘装置；4-1、喷雾器；4-2、倾斜清尘网；4-3、水平清尘槽；4-4、污水箱；4-5、污水管；4-6、输水管；
5、动力调控装置；5-1、调控电机；5-2、转轴；5-3、转轴轴承；5-3a、轴承；5-3b、轴承架；5-4、皮带。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种递进变径调压除尘装置，包括变径除尘风筒1、调压除尘风扇2、递进调压除尘区3、斜网清尘装置4、动力调控装置5，其特征在于，所述变径除尘风筒1与调压除尘风扇2组合构成递进调压除尘区3，斜网清尘装置4设置在递进调压除尘区3之后，动力调控装置5为调压除尘风扇2的运作提供动力。
所述变径除尘风筒1包括初始缩径风筒1-1、中部缩径风筒1-2、尾部扩径风筒1-3，其通过改变变径除尘风筒内径增大风压，但不改变风流方向。
所述调压除尘风扇2包括初始吸尘风扇2-1、中部运尘风扇2-2、尾部排尘风扇2-3，扇叶形状均相同，但开合角度和直径大小可以自行设定。
所述递进调压除尘区3由变径除尘风筒1与调压除尘风扇2组合构成，包括初始缩径吸尘区3-1、中部缩径运尘区3-2、尾部扩径排尘区3-3，呈递进关系。初始缩径吸尘区3-1的风筒内径变化较缓，配合带有一定倾斜角度的初始吸尘风扇2-1，在不妨碍进风的同时可以提升进风速度；中部缩径运尘区3-2的风筒内径变化较陡，配合中部运尘风扇2-2形成吸附力强的涡旋风流，提高粉尘的集聚性，减少其因动能减少而掉落积聚在管道内的情况；尾部扩径排尘区3-3的风筒内径增大明显，扩大风流面积，减少风阻，配合具有大直径扇叶的尾部排尘风扇2-3可以快速将污风排出，提高除尘效率。
所述斜网清尘装置4设置在递进调压除尘区3后，包括喷雾器4-1、倾斜清尘网4-2、水平清尘槽4-3、污水箱4-4、污水管4-5、输水管4-6，排出的粉尘附着在倾斜清尘网4-2上，通过输水管4-6的持续供水，喷雾器4-1喷出水雾，使粉尘直接滴落或顺着倾斜网面流至水平清尘槽4-3内，最后通过污水管4-5排入污水箱4-4内进行收集。
所述动力调控装置5包括调控电机5-1、转轴5-2、转轴轴承5-3、皮带5-4，其中，转轴轴承5-3由轴承5-3a和轴承架5-3b组成，调控电机5-1通过皮带5-4牵引转轴5-2转动，进而带动调压除尘风扇2与轴承架5-3b一同转动。
使用方法如下：
S1、将该装置设置在工作位置；
S2、调控电机(5-1)工作，通过皮带(5-4)带动转轴(5-2)转动，调压除尘风扇(2)与轴承架(5-3b)随转轴(5-2)一同转动；
S3、初始吸尘风扇(2-1)设置在初始缩径风筒(1-1)内，构成初始缩径吸尘区(3-1)，扇叶角度自行设定，此时风速快，风压大，可将粉尘快速吸入风筒；
S4、中部运尘风扇(2-2)设置在中部缩径风筒(1-2)内，构成中部缩径运尘区(3-2)，扇叶角度自行设定，目的是使吸入的污风扩散，同时扩散的风流经过中部缩径运尘区(3-2)的加压形成螺旋式风流，使粉尘呈增速运动状态；
S5、尾部排尘风扇(2-3)设置在尾部扩径风筒(1-3)内，构成尾部扩径排尘区(3-3)，尾部排尘风扇(2-3)的扇叶直径扩大，风力增加，可以对已通过前部风筒的污风继续向后运输提供助力，且尾部扩径风筒(1-3)增大了风流面积，减小了风阻，能够保证粉尘能够及时排出，从而避免变径除尘风筒(1)的堵塞；
S6、斜网清尘装置(4)设置在尾部扩径排尘区(3-3)后，其中倾斜清尘网(4-2)以一定角度倾斜放置，输水管(4-6)连接外部水源为喷雾器(4-1)供水，喷雾器(4-1)喷出水雾对排出的粉尘进行加湿，粉尘直接滴落或顺着倾斜清尘网(4-2)的倾斜网面流入水平清尘槽(4-3)内，最后通过污水管(4-5)流入污水箱(4-4)进行收集。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种递进变径调压除尘装置，包括变径除尘风筒(1)、调压除尘风扇(2)、递进调压除尘区(3)、斜网清尘装置(4)及动力调控装置(5)，其特征在于，变径除尘风筒(1)与调压除尘风扇(2)组合构成递进调压除尘区(3)，动力调控装置(5)为调压除尘风扇(2)的运作提供动力。
2.根据权利要求1所述的一种递进变径调压除尘装置，其特征在于，所述变径除尘风筒(1)由初始缩径风筒(1-1)、中部缩径风筒(1-2)、尾部扩径风筒(1-3)组成。
3.根据权利要求1所述的一种递进变径调压除尘装置，其特征在于，所述调压除尘风扇(2)包括初始吸尘风扇(2-1)、中部运尘风扇(2-2)和尾部排尘风扇(2-3)，其扇叶大小、开合角度可以自行设定。
4.根据权利要求1所述的一种递进变径调压除尘装置，其特征在于，所述调压除尘区(3)由变径除尘风筒(1)与调压除尘风扇(2)组合构成，初始缩径风筒(1-1)与初始吸尘风扇(2-1)形成初始缩径吸尘区(3-1)，中部缩径风筒(1-2)与中部运尘风扇(2-2)形成中部缩径运尘区(3-2)，尾部扩径风筒(1-3)与尾部排尘风扇(2-3)形成尾部扩径排尘区(3-3)。
5.根据权利要求1所述的一种递进变径调压除尘装置，其特征在于，所述斜网清尘装置(4)包括喷雾器(4-1)、倾斜清尘网(4-2)、水平清尘槽(4-3)、污水箱(4-4)、污水管(4-5)、输水管(4-6)，其中输水管(4-6)连接外部水源为喷雾器(4-1)供水，倾斜清尘网(4-2)倾斜放置，水平清尘槽(4-3)设置在倾斜清尘网(4-2)正下方，其内部污水通过污水管(4-5)排进污水箱(4-4)进行收集。
6.根据权利要求5所述的一种递进变径调压除尘装置，其特征在于，所述喷雾器(4-1)设置在倾斜清尘网(4-2)下方，喷雾器(4-1)喷嘴的倾斜角度与倾斜清尘网(4-2)的倾斜角度相同。
7.根据权利要求1所述的一种递进变径调压除尘装置，其特征在于，所述动力调控装置(5)包括调控电机(5-1)、转轴(5-2)、转轴轴承(5-3)、皮带(5-4)，其中转轴(5-2)和调控电机(5-1)通过皮带(5-4)连接，转轴轴承(5-3)连接变径除尘风筒(1)和转轴(5-2)，固定二者相对位置。
8.根据权利要求7所述的一种递进变径调压除尘装置，其特征在于，所述转轴轴承(5-3)由轴承(5-3a)、轴承架(5-3b)组成，且轴承(5-3a)与变径除尘风筒(1)固定连接，所述轴承架(5-3b)与转轴(5-2)固定连接，轴承架(5-3b)随着转轴(5-2)一同转动。
9.一种递进变径调压除尘装置的使用方法，根据权利要求1-8任一项所述的一种递进变径调压除尘装置执行，其特征在于，所述方法如下：
S1、将该装置设置在工作位置；
S2、调控电机(5-1)工作，通过皮带(5-4)带动转轴(5-2)转动，调压除尘风扇(2)与轴承架(5-3b)随转轴(5-2)一同转动；
S3、初始吸尘风扇(2-1)设置在初始缩径风筒(1-1)内，形成初始缩径吸尘区(3-1)，扇叶角度自行设定，此时风速快，风压大，可将粉尘快速吸入风筒；
S4、中部运尘风扇(2-2)设置在中部缩径风筒(1-2)内，形成中部缩径运尘区(3-2)，扇叶角度自行设定，目的是使吸入的污风扩散，同时扩散的风流经过中部缩径运尘区(3-2)的加压形成螺旋式风流，使粉尘呈增速运动状态；
S5、尾部排尘风扇(2-3)设置在尾部扩径风筒(1-3)内，形成尾部扩径排尘区(3-3)，尾部排尘风扇(2-3)的扇叶直径扩大，风力增加，可以对已通过前部风筒的污风继续向后运输提供助力，且尾部扩径风筒(1-3)增大了风流面积，减小了风阻，能够保证粉尘能够及时排出，从而避免变径除尘风筒(1)的堵塞；
S6、斜网清尘装置(4)设置在尾部扩径排尘区(3-3)后，其中倾斜清尘网(4-2)以一定角度倾斜放置，输水管(4-6)连接外部水源为喷雾器(4-1)供水，喷雾器(4-1)喷出水雾对排出的粉尘进行加湿，粉尘直接滴落或顺着倾斜清尘网(4-2)的倾斜网面流入水平清尘槽(4-3)内，最后通过污水管(4-5)排入污水箱(4-4)进行收集。
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