[实用新型]高压水气射流二次旋转通风器

说明书

技术领域

本实用新型属于采煤工作面上隅角瓦斯积聚的驱散装置，特指一种高压水气射流二次实心旋流通风装置。

背景技术

瓦斯灾害是煤炭开采工程的安全重点，它可造成大量人员伤亡，严重摧毁井下设施，中断生产。而采煤工作面上隅角作为工作面的漏风汇，是采空区瓦斯涌出的必经之道，且因主风流方向的改变和边界几何条件的限制，风流速度很低，局部处于涡流状态，使采空区涌出的大量高浓度瓦斯难以进入到主风流中，从而引起高浓度瓦斯流在上隅角附近循环运动，成为矿井瓦斯积聚超限的主要地点，因此，更好地治理工作面上隅角瓦斯积聚有非常重要意义。

瓦斯抽放是预防工作面上隅角瓦斯积聚超限的有效措施之一，然而，有两种情况值得关注：一是有不少工作面采取瓦斯抽放措施后仍出现瓦斯积聚超限，二是对于绝对瓦斯涌出量为3～5m³/min的工作面，采取瓦斯抽放不经济。

对于上述两种情况，我国目前主要采取如下装置进行驱散处理：一是设置临时风障；二是采用电动无火花叶轮旋转通风机或压风引射器引排瓦斯；三是采用小型液压通风机或液压脉动通风机驱散瓦斯；四是采用直管高压水射流风机通风机驱散瓦斯，这些装置对治理上隅角瓦斯起到了一定的作用，取得了一定成效。但从现场考察来看，但这些装置存在一些不容忽视的问题，如小型液压通风机或液压脉动通风机中的液压马达使用以水为基料的乳化液时运行不稳定，故障率较高，作用范围小，推广使用较少；电动类及机械运动类叶轮风机存在火源隐患，作用范围小，存在“一风吹”现象，会出现突然将积聚的上隅角瓦斯吹向工作面风流，且电动无火花叶轮旋转通风机结构复杂，目前不能完全消除火源隐患；压风引射器不能达到足够处理风量和范围；直管高压水射流风机有关参数匹配不佳，内部结构不合理，硬质金属管较长，现场移动麻烦，效率及效果不佳。

对于高压水气射流二次实心旋流通风装置处理采煤工作面上隅角瓦斯积聚技术，国内外尚无相关公开报道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高压水气射流二次实心旋流通风装置，以解决现有工作面治理上隅角瓦斯积聚治理技术中存在的技术问题而提出的。

高压水气射流二次旋转通风器，其特征是：由吸风管、不锈钢嵌陶瓷实心锥体喷嘴以及二次旋流导流脱水装置构成，吸风管依次由圆弧形集风器、弯管、吸入室、喉管、扩散管组成，喷嘴连接管安装在弯管内，位于吸入室轴线上，不锈钢嵌陶瓷实心锥体喷嘴由市场购得，通过螺纹连接，安装在吸风管的喷嘴连接管上，弯管的作用是选择性的吸入工作面主风流气体，圆弧形集风器的作用是减少装置风流入口处的阻力，喉管直径d₀为喷嘴直径的200～210倍，喉管长度为喉管直径的0.5～0.7倍，吸入室收缩角25～30°，扩散口内径d₁＝380～400mm，吸入室直径d₂＝290～300mm，弯管的中心夹角为30～45°，扩散管角度6～8°，不锈钢嵌陶瓷实心锥体喷嘴距l按下式计算

l=12d0ctanβ2]]>

式中，β为喷嘴雾化角；二次旋流导流脱水装置由3～7个扭曲导流叶片和1个圆形钢圈组成，扭曲导流叶片均匀焊接在钢圈圆周等分点处，导流叶片形状为落地式电风扇叶片形状，扭曲导流叶片与高压水气射流二次旋转通风器轴线的夹角为45～55°，二次旋流导流脱水装置通过法兰盘安装于扩散管出口处。二次旋流导流脱水装置的作用，一是使得风流二次旋转，二是脱水。短粗喉管的吸风管吹出的轴向风流进入二次旋流导流装置后，一部分轴向风流通过3个扭曲导流叶片产生二次空心旋转风流，另一部分穿过钢圈的空心孔仍为轴向流动，这两部分的综合作用，形成二次实心旋转风流，由于旋转射流受到离心力作用，风流中的水雾被甩至旋流导流装置内壁上并被除去。