CN211273256U - 一种制备冷气溶胶防治煤矿采空区自燃的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制备冷气溶胶防治煤矿采空区自燃的系统，涉及煤矿安全领域中的采空区防治煤自燃。包括制氮机、超声波雾化喷嘴、增压泵、流量计、压力表、输氮管、输液管及磁化器组成。所述超声波雾化喷嘴内部呈现凸型导向槽。所述超声波雾化喷嘴钛合金隔片表面增设细小凸点，增大液体高频振荡的受力面积，以减小雾滴粒径。所述磁化器与增压泵相连接，溶液经磁化器磁化后，有效降低溶液的黏度及表面张力，提高溶液的雾化效果。所述制氮机与高压输氮管连接，所述输氮管与超声波雾化喷嘴连接。所述制氮机出口处设置压力表及流量计，监测氮气的压力及流量。所述气溶胶输送管路采用直径100mm无缝钢管管路，在释放口管路布置直径5mm的花眼。本实用新型的有益效果是解决雾化时需要稀释溶液的黏度；使用高压氮气作为动力，利用惰性气体对雾化气溶胶进行扩散，降低采空区的氧气浓度；该系统是纯机械系统，故障率低，维修费用低，适宜井下环境；经该系统雾化出的气溶胶粒径小于8μm，符合使用标准。

Description

一种制备冷气溶胶防治煤矿采空区自燃的系统

技术领域

本实用新型涉及煤矿安全领域中的采空区防治,具体是一种制备冷气溶胶防治采空区自燃的系统。

背景技术

目前，冷气溶胶主要是采用超声波雾化和文丘里原理来制备。对于超声波雾化制备方法，雾化效果与溶液的黏度相关，一般来说，溶液的黏度越小，雾化的效果越好，而阻化的效果变差；此外，超声波雾化的效果与雾化片有关，酸碱性的溶液都会腐蚀雾化片，随着超声波雾化器的使用，需要随时更换雾化片，耗费大量人力物力。采用文丘里原理制备冷气溶胶。溶液被输送到文丘里管的截面积达到最小(喉部)时，溶液成射流状态；在喷射到集流器的旋转斜面上，已成为湍流涡流，由于高速溶液射流表面的粘滞及卷吸作用，文丘里管外的氮气可通过扩散管上的孔洞被引射吸至管路内，从而与其充分混合；利用高速溶液自身的能量冲击叶轮旋转，液体流体间、流体与叶轮间强烈撞击，使液体充分的破碎成0.01-0.1mm微小的颗粒，从而形成稳定的气溶胶。这种制备方法存在雾化颗粒直径过大的问题。

以上两种方法存在着雾化黏稠溶液较差的效果，单位时间雾化量少，雾化粒径大。

发明内容

因此，为了克服雾化溶液黏度、需更换雾化片及雾化颗粒直径过大的不足，本实用新型提供一种制备冷气溶胶的系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该系统包括制氮机、超声波雾化喷嘴、增压泵、流量计、压力表、输氮管、输液管及磁化器组成。其特征在于：首先通过磁化器处理需雾化的溶液，利用增压泵加压溶液到指定的压力，压缩氮气与加压溶液通过超声波雾化喷嘴形成高速射流，一起高速喷射到喷嘴前方的钛合金隔片上，使钛合金隔片产生高频振荡，使原先已经雾化的液滴受到震荡再次微雾化，形成粒径小于8μm的气溶胶，气溶胶以高压N₂为载体，向采空区深部输送，达到遗煤阻化的目的。

所述的雾化系统，其特征在于，所述超声波雾化喷嘴内部呈现凹凸导向槽。其中凹槽深度0.11mm，宽度0.58mm，设置凹槽条数为8条，凸槽对称布置。以此减少雾化阻力耗能，增加其出口速度及方向的稳定性。

所述的雾化系统，其特征在于，所述钛合金隔片表面增设细小凸点，凸点直径0.5mm，高度0.1mm。增大液体高频振荡的受力面积，以减小雾滴粒径。

所述的雾化系统，其特征在于，所述磁化器与增压泵相连接，溶液经磁化器磁化后，有效降低溶液的黏度及表面张力，提高溶液的雾化效果。磁化器的磁感应强度控制在300-350mT。

所述的雾化系统，其特征在于，所述制氮机与输氮管连接，制氮机压力保持在0.3-0.5Mpa，所述输氮管与超声波雾化喷嘴连接。

所述的雾化系统，其特征在于，所述制氮机出口处设置压力表及流量计，监测氮气的压力及流量。

所述的雾化系统，其特征在于，所述增压泵通过输液管连接超声波雾化喷嘴，设置增压泵的压力为1.0-1.2 Mpa。所述超声波雾化喷嘴喷雾角度60°，喷雾量0.07-2.87L/min。

所述的雾化系统，其特征在于，所述气溶胶输送管路采用直径100mm无缝钢管管路，在释放口管路布置直径5mm的花眼；输送压力控制在0.3-0.5Mpa。

本实用新型的有益效果是：解决雾化时需要提前稀释溶液的黏度；使用高压氮气作为动力，减小了采空区的氧气浓度；无需更换雾化片，该系统是纯机械系统，故障率低，维修费用低，适宜井下环境；经该系统雾化出的气溶胶粒径小于8μm，符合使用标准。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图。

图2为本实用新型的超声波雾化喷嘴模型图。

图3为本实用新型的超声波雾化喷嘴内部结构模型图。

图4为本实用新型的雾化模型图。

图中：1、制氮机 2、流量计 3、压力表 4、磁化器 5、增压泵 6、输氮管 7、输液管8、超声波雾化喷嘴 9、气体进口 10、液体进口 11、钛合金隔片12、凸槽 13、凹槽 14、凸点。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步描述。

如图1-3所示，雾化系统包括：1、制氮机 2、流量计 3、压力表 4、磁化器 5、增压泵6、输氮管 7、输液管 8、超声波雾化喷嘴 9、气体进口 10、液体进口 11、钛合金隔片12、凸槽 13、凹槽 14、凸点。制氮机1压缩氮气通过输氮管连接超声波雾化喷嘴8的气体进口9，超声波雾化喷嘴8呈现凹槽12和凸槽13；输氮管上设置压力表3及流量计2，监测监控氮气的压力及流量，氮气压力控制在0.3-0.5Mpa；磁化器4通过输液管7连接增压泵5，磁化器4的磁感应强度控制在170mT，输液管7的管路上设置流量计和压力表，监控液体流量及压力，液体压力控制在1.0-1.2MPa；增压泵5通过输液管连接超声波雾化喷嘴8的液体经口10；超声波雾化喷嘴8前有钛合金隔片11，钛合金隔片有小的凸点14，超声波雾化喷嘴8连接输氮管6至采空区深部。

具体工作过程如下：首先溶液经过磁化器4处理后，其黏度和表面张力大为减小，经过增压泵5加压，通过输液管路7进入超声波雾化喷嘴8；制氮机1压缩氮气通过输氮管6进入超声波雾化喷嘴8；高压氮气推动加压溶液经超声波雾化喷嘴8首次雾化，雾化的液滴撞击钛合金隔片11再次微雾华，得到小于8μm的气溶胶，气溶胶以高压N₂为载体，通过输氮管6向采空区深部飘散，达到遗煤阻化的目的。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种制备冷气溶胶防治煤矿采空区自燃的系统，包括制氮机、超声波雾化喷嘴、增压泵、流量计、压力表、输氮管、输液管及磁化器组成，其特征在于：首先通过磁化器处理需雾化的溶液，利用增压泵加压溶液到指定的压力，压缩氮气与加压溶液通过超声波雾化喷嘴形成高速射流，一起高速喷射到喷嘴前方的钛合金隔片上，使钛合金隔片产生高频振荡，使原先已经雾化的液滴受到震荡再次微雾化，形成粒径小于8μm的气溶胶，气溶胶以高压N₂为载体，向采空区深部输送，达到遗煤阻化的目的。

2.根据权利要求1所述的一种制备冷气溶胶防治煤矿采空区自燃的系统，其特征在于，所述超声波雾化喷嘴内部呈现凹凸导向槽，其中凹槽深度0.11mm，宽度0.58mm，设置凹槽条数为8条，凸槽对称布置，以此减少雾化阻力耗能，增加其出口速度及方向的稳定性。

3.根据权利要求1所述的一种制备冷气溶胶防治煤矿采空区自燃的系统，其特征在于，所述钛合金隔片表面增设细小凸点，凸点直径0.5mm，高度0.1mm，增大液体高频振荡的受力面积，以减小雾滴粒径。

4.根据权利要求1所述的一种制备冷气溶胶防治煤矿采空区自燃的系统，其特征在于，所述磁化器与增压泵相连接，溶液经磁化器磁化后，有效降低溶液的黏度及表面张力，提高溶液的雾化效果，磁化器的磁感应强度控制在300-350mT。

5.根据权利要求1所述的一种制备冷气溶胶防治煤矿采空区自燃的系统，其特征在于，所述制氮机与输氮管连接，制氮机压力保持在0.3-0.5Mpa，所述输氮管与超声波雾化喷嘴连接。

6.根据权利要求1所述的一种制备冷气溶胶防治煤矿采空区自燃的系统，其特征在于，所述增压泵通过输液管连接超声波雾化喷嘴，设置增压泵的压力为1.0-1.2Mpa，所述超声波雾化喷嘴喷雾角度60°，喷雾量0.07-2.87L/min。

7.根据权利要求1所述的一种制备冷气溶胶防治煤矿采空区自燃的系统，其特征在于，所述气溶胶输送管路采用直径100mm无缝钢管管路，在释放口管路布置直径5mm的花眼；输送压力控制在0.3-0.5Mpa。

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