CN204203203U - 一种用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置，其包括粉尘发生装置、泡沫发生装置、矿井综掘工作面模拟装置和粉尘检测装置；其中，粉尘发生装置调节控制简便；在机尾引风机的配合下可在筒体内形成与真实的综掘工作面风速相符气流；矿井综掘工作面模拟装置采用长方体中空筒体结构，并在筒体中段侧壁上分别设置有若干个测尘口，便于粉尘采样头采集不同位置处的粉尘；粉尘检测装置取样、检测操作简便监测数据可靠，泡沫发生装置可根据需要进行泡沫气液比、浓度、压力等参数调节。本实用新型具有检测结果真实、可靠，系统误差小等特点，可为实际生产过程中的工艺参数的选择与控制提供可靠依据。

Description

一种用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于测定除尘效率的实验装置，尤其涉及一种用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置。

背景技术

煤炭开采过程中会产生大量粉尘，据实测，在不采取任何防尘措施的情况下，综掘工作面迎头的粉尘浓度为1200～1500mg/m³，个别高达3000mg/m³左右，采煤工作面中一般综采工作面的粉尘浓度可达2500～3000mg/m³，而且呼吸性粉尘在粉尘中的浓度接近40％，高浓度粉尘不仅会引发职业病，还会引起矿井粉尘爆炸事故，严重影响着矿井的安全高效开采。

目前，针对矿井采掘工作面高浓度粉尘问题采取的措施主要有湿式除尘、通风除尘、净化风流、干式凿岩捕尘、个体防护、物理化学降尘等，但这些措施均只能在一定程度上降低采掘工作面粉尘浓度，矿井高浓度粉尘问题仍很严重。

泡沫除尘技术是一种新兴的矿井粉尘防治技术，能够无空隙的覆盖采煤机或综掘机的滚筒，使割煤在泡沫体内完成，从根本上阻止粉尘向外扩散，从而使得矿井粉尘浓度迅速得到控制。

泡沫除尘技术中所用到的泡沫除尘剂性能好坏会严重影响到泡沫除尘的效果，因此加强对泡沫除尘剂的研制对泡沫除尘技术的发展起到至关重要的作用。

然而，泡沫除尘剂效果好坏需要通过实验进行反复验证，而现有的实验装备很难对泡沫除尘剂最重要的一项指标：除尘效率，进行考察，由此可见，现有技术有待更进一步的改进和发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种调节灵活简便，除尘效率测定结果的准确性高，系统误差小的用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是，一种用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置，其特征在于，包括粉尘发生装置、泡沫发生装置、矿井综掘工作面模拟装置和粉尘检测装置；

所述粉尘发生装置包括鼓风机和进风管；

所述矿井综掘工作面模拟装置包括筒体，所述筒体为首尾分别设置有封头的长方体中空筒体结构，每个封头上均分别设置有一管口，其中，进口端的封头管口处连接所述粉尘发生装置，出口端的封头处管口连接有一引风机；

所述进风管的一端与所述鼓风机的出风口连接，另一端为封闭端；

所述进风管的封闭端伸入所述筒体内；所述封闭端的侧壁上均匀设置有若干粉尘出口；

所述鼓风机与矿井综掘工作面模拟装置之间的进风管上还连通有一带进料阀的粉尘料斗，所述粉尘料斗内盛装有粉尘；

所述泡沫发生装置包括泡沫发生器，所述泡沫发生器为三通结构形式的罐体，包括一个进液口、一个进气口和一个泡沫出口，所述进气口设置在所述进液口和泡沫出口之间；

所述进气口依次通过连接管与气体流量计、进气阀与空气压缩机连接，所述空气压缩机与所述进气阀之间的管路上还设置有一气压表；

所述进液口依次通过连接管与液体流量计、进液阀和加液泵的出口端连接；所述加液泵的进口端连接有料筒；所述进液阀与加液泵之间的连接管路上还设置有一压力表；

所述泡沫出口通过管路与泡沫喷头连接，所述泡沫喷头设置在所述粉尘出口的正前方；所述泡沫喷头与所述泡沫发生器之间的连接管路上还设置有一喷液调节阀；

所述筒体的中段侧壁上每个一定距离分别设置有若干个测尘口；

所述粉尘检测装置包括粉尘采样头；所述粉尘采样头位于所述泡沫喷头的后方位置，并通过管路依次与气体流量计、气体阀和抽气泵连接；

所述经所述测尘口伸入所述筒体内部，所述粉尘采样头的采样端面朝所述粉尘出口。

优选为，上述粉尘出口位置的上方均设置有一导流罩；所述导流罩的出口朝向所述筒体的出口端，所述导流罩的出口的中轴线与所述进风管的中轴线之间成一定夹角。。

进一步优选，上述引风机的驱动电机为变频调速电机。

进一步优选，上述测尘口数量为三个，每相邻两个测尘口之间的距离为1m。

进一步优选，上述筒体的长度为6m，宽度和高度均为2m。

进一步优选，上述筒体的材质为有机玻璃。

上述技术方案直接带来的技术效果是，装置的仿真度高、可有效模拟巷道内含尘气流运动状态、不同气液比及喷射量条件下的泡沫除尘实际情况；且调节灵活简便，除尘效率测定结果的准确性高，系统误差小；

适用于巷道内泡沫除尘的全尘降尘率和呼尘降尘率的测定，为实际生产过程中的工艺参数的选择和控制提供可靠依据。

其中，粉尘发生装置可产生稳定地尘源，在筒体尾部的引风机的配合下，可有效调节风速、粉尘浓度，并可在筒体内形成与真实的综掘工作面风速相符气流；

在粉尘出口位置的上方均设置有一导流罩，可有效防止粉尘堵塞现象的发生；

矿井综掘工作面模拟装置采用长度为6m，宽度和高度均2m的长方体中空筒体结构，筒体用有机玻璃材料制成，并在筒体中段侧壁上每个一定距离分别设置有若干个测尘口，便于粉尘采样头采集不同位置处的粉尘；

粉尘检测装置与气体流量、气体阀和抽气泵连接，便于进行不同情况下的粉尘采集取样；通过抽气泵将含有粉尘的气流吸入粉尘采样头内部，气体流量计可以计量该时间段内吸入的含有粉尘的气体体积，用电子天平称量粉尘采样头内滤膜(用于采集非呼吸性粉尘)和玻璃片(用于采集呼吸性粉尘)重量可以计算出吸入的风流中呼尘和非呼尘的重量，从而可以得出呼尘和全尘浓度，进而计算出相应的除尘效率，其检测结果真实、可靠；

泡沫发生装置通过连接管与气体流量计、进气阀与空气压缩机连接，其进液口通过液体流量计、进液阀、加液泵和料筒连接，并设置有相应的压力表，便于泡沫气液比、浓度、压力等参数根据需要进行选择性调节；

上述装置中的各主要组成部分均设置有相应的计量仪表，各参数的调节均可实现精确控制。因而，上述用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置均有较高的精度，检测结果真实可靠，且系统误差小。

综上所述，本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

1、检测结果真实可靠，且系统误差小；

2、各参数调节简便；

3、可为实际生产过程中的工艺参数的选择与控制提供较为可靠的依据。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是发尘口的放大结构示意图。

图1中：1-鼓风机；2-料斗粉尘料斗；3-进料阀；4-筒体；5-泡沫喷头；6-粉尘采样头；7-气体流量计；8-调压阀；9-抽气泵；10-测尘口；11-引风机；12-加液泵；13-压力表；14-进液阀；15-液体流量计；16-泡沫发生器；17-料筒；18-空气压缩机；19-气压表；20-阀门；21-气体流量计；22-喷液调节阀；23-发尘口；24-进风管；31-导流罩。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置，其包括粉尘发生装置、泡沫发生装置、矿井综掘工作面模拟装置和粉尘检测装置；

上述粉尘发生装置包括鼓风机1和进风管24；

上述矿井综掘工作面模拟装置包括筒体4，上述筒体4为首尾分别设置有封头的长方体中空筒体结构，每个封头上均分别设置有一管口，其中，进口端的封头管口处连接上述粉尘发生装置，出口端的封头处管口连接有一引风机11；

上述进风管24的一端与上述鼓风机1的出风口连接，另一端为封闭端；

上述进风管24的封闭端伸入上述筒体4内；上述封闭端的侧壁上均匀设置有若干粉尘出口23；

上述鼓风机与矿井综掘工作面模拟装置之间的进风管24上还连通有一带进料阀3的粉尘料斗2，上述粉尘料斗内盛装有粉尘；

上述泡沫发生装置包括泡沫发生器16，上述泡沫发生器16为三通结构形式的罐体，包括一个进液口、一个进气口和一个泡沫出口，上述进气口设置在上述进液口和泡沫出口之间；

上述进气口依次通过连接管与气体流量计21、进气阀20与空气压缩机18连接，上述空气压缩机18与上述进气阀20之间的管路上还设置有一气压表19；

上述进液口依次通过连接管与液体流量计15、进液阀14和加液泵12的出口端连接；上述加液泵12的进口端连接有料筒17；上述进液阀14与加液泵12之间的连接管路上还设置有一压力表13；

上述泡沫出口通过管路与泡沫喷头5连接，上述泡沫喷头5设置在上述粉尘出口的正前方；上述泡沫喷头5与上述泡沫发生器16之间的连接管路上还设置有一喷液调节阀22；

上述筒体的中段侧壁上每个一定距离分别设置有若干个测尘口10；

上述粉尘检测装置包括粉尘采样头6；上述粉尘采样头6位于上述泡沫喷头的后方位置，并通过管路依次与气体流量计7、气体阀和抽气泵9连接；

上述经上述测尘口10伸入上述筒体内部，上述粉尘采样头6的采样端面朝上述粉尘出口。

上述粉尘出口位置的上方均设置有一导流罩31；

上述导流罩31的出口朝向上述筒体4的出口端，导流罩31的出口的中轴线与进风管的中轴线之间成一定夹角。

上述引风机11的驱动电机为变频调速电机。

上述测尘口10数量为三个，每相邻两个测尘口10之间的距离为1m。

上述筒体4的长度为6m，宽度和高度均为2m。

上述所述筒体4的材质为有机玻璃。

为更好地理解本实用新型，现结合实施例简要说明其实验操作步骤：

a、将研磨好的粉尘放入料斗2中，打开引风机11，调节风机功率使筒体4内的风速保持在1.5m/s(与矿井综掘工作面风速保持一致)。

b、启动鼓风机1、打开粉尘料斗2下面的进料阀3，料斗粉尘在鼓风机1的风力作用下进入到筒体4内部，待筒体4内的粉尘浓度稳定后，用电子天平分别称量粉尘采样头内滤膜(用于采集非呼吸性粉尘)和玻璃片(用于采集呼吸性粉尘)的重量分别为m₁和m₂。

c、打开调压8并调节抽气泵9的吸风量，使抽气泵的吸风量保持在20L/min，将粉尘采样头由筒体4上方的测尘口10放入筒体内部并使粉尘采样头正对粉尘出口，在此状态下保持5min后，利用电子天平测量粉尘采样头6内滤膜和玻璃片的质量M1和M2，用下式计算此时筒体4内使用泡沫前全尘浓度和呼尘浓度该浓度作为此次实验1号测点的粉尘浓度。

将粉尘采样头从另外两个测尘口放入筒体内部按照上述测量方法分别测定另外两个测点处的全尘浓度和呼尘浓度

d、将待测的泡沫除尘剂溶液加入到料筒17中，打开加液泵12和空气压缩机18，此时泡沫发生器16将产生泡沫，并由泡沫喷头5喷出覆盖在发尘口23上面，此时按照步骤b、c分别测定使用该泡沫除尘剂以后筒体4上方开口处三点使用泡沫后全尘浓度 和呼尘浓度

e、对比三个地点在使用泡沫除尘剂前后全尘浓度和呼尘浓度变化情况，并按照分别下式计算三个测点处泡沫除尘剂的全尘降尘率η_全尘和呼尘降尘率η_呼尘。

f、通过泡沫除尘装置的进液阀14和进气阀20变泡沫发生器16的气液比，按照上述步骤测定同一种泡沫除尘剂在不同气液比情况下的除尘效率，从而确定出不同泡沫除尘剂的最适气液比。

Claims (6)

1.一种用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置，其特征在于，包括粉尘发生装置、泡沫发生装置、矿井综掘工作面模拟装置和粉尘检测装置；

所述粉尘发生装置包括鼓风机和进风管；

所述矿井综掘工作面模拟装置包括筒体，所述筒体为首尾分别设置有封头的长方体中空筒体结构，每个封头上均分别设置有一管口，其中，进口端的封头管口处连接所述粉尘发生装置，出口端的封头处管口连接有一引风机；

所述进风管的一端与所述鼓风机的出风口连接，另一端为封闭端；

所述进风管的封闭端伸入所述筒体内；所述封闭端的侧壁上均匀设置有若干粉尘出口；

所述鼓风机与矿井综掘工作面模拟装置之间的进风管上还连通有一带进料阀的粉尘料斗，所述粉尘料斗内盛装有粉尘；

所述泡沫发生装置包括泡沫发生器，所述泡沫发生器为三通结构形式的罐体，包括一个进液口、一个进气口和一个泡沫出口，所述进气口设置在所述进液口和泡沫出口之间；

所述进气口依次通过连接管与气体流量计、进气阀与空气压缩机连接，所述空气压缩机与所述进气阀之间的管路上还设置有一气压表；

所述进液口依次通过连接管与液体流量计、进液阀和加液泵的出口端连接；所述加液泵的进口端连接有料筒；所述进液阀与加液泵之间的连接管路上还设置有一压力表；

所述泡沫出口通过管路与泡沫喷头连接，所述泡沫喷头设置在所述粉尘出口的正前方；所述泡沫喷头与所述泡沫发生器之间的连接管路上还设置有一喷液调节阀；

所述筒体的中段侧壁上每个一定距离分别设置有若干个测尘口；

所述粉尘检测装置包括粉尘采样头；所述粉尘采样头位于所述泡沫喷头的后方位置，并通过管路依次与气体流量计、气体阀和抽气泵连接；

所述经所述测尘口伸入所述筒体内部，所述粉尘采样头的采样端面朝所述粉尘出口。

2.根据权利要求1所述的用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置，其特征在于，所述粉尘出口位置的上方均设置有一导流罩；

所述导流罩的出口朝向所述筒体的出口端，所述导流罩的出口的中轴线与所述进风管的中轴线之间成一定夹角。

3.根据权利要求1所述的用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置，其特征在于，所述引风机的驱动电机为变频调速电机。

4.根据权利要求1-3任一所述的用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置，其特征在于，所述测尘口数量为三个，每相邻两个测尘口之间的距离为1m。

5.根据权利要求1-3任一所述的用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置，其特征在于，所述筒体的长度为6m，宽度和高度均为2m。

6.根据权利要求1-3任一所述的用于测定泡沫除尘剂除尘效率的实验装置，其特征在于，所述筒体的材质为有机玻璃。