[发明专利]基于自吸空气发泡的掘进机泡沫降尘系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于自吸空气发泡的掘进机泡沫降尘系统，尤其适用于掘进机截割粉尘的治理。

背景技术

掘进机截割煤岩体过程中产生的高浓度粉尘既是制约煤矿安全生产的主要灾害之一，更是危害掘进工人身体健康的最主要职业危害。与掘进工作面所采用的水喷雾等常规降尘介质相比，泡沫具有接触面大、湿润性好和黏附性强的特点，能显著提高降尘效果。然而，目前用于综掘工作面的泡沫降尘系统均采用压缩空气式产泡方法，即敷设压风管路向发泡器压入压缩空气与发泡液混合起泡，增加了系统的复杂性，给调试、操作工作带来很大不便，降低了系统运行的稳定性、可靠性，且成泡率较低。此外，在压入式通风风流作用下，高浓度粉尘分布于掘进迎头的回风侧，进风侧的粉尘浓度则较低，但是现有泡沫降尘系统未能将分配给进风侧、回风侧的泡沫喷头的泡沫量与其所在区域的粉尘浓度结合起来，即给它们分配相同量的泡沫，不仅降低降尘效果，还造成泡沫利用率低下。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种自吸空气发泡、结构简单、安全可靠、操作维护方便，并能提高降尘率的悬臂式掘进机泡沫降尘系统。

技术方案：本发明的基于自吸空气发泡的掘进机泡沫降尘系统，包括设在掘进机上的压水管路、开关球阀、流量调节阀、机械式流量计、耐震压力表、气驱液体增压泵，所述的开关球阀、流量调节阀、机械式流量计、耐震压力表、气驱液体增压泵依次设于压水管路上，在气驱液体增压泵的出口处设有自吸空气旋流发泡装置，自吸空气旋流发泡装置连接有泡沫输送干管，泡沫输送干管经三通阀连接有可变摆角的泡沫输送支管Ⅰ和泡沫输送支管Ⅱ，泡沫输送支管Ⅰ上设有泡沫喷射头Ⅰ，泡沫输送支管Ⅱ上设有泡沫喷射头Ⅱ；所述的自吸空气旋流发泡装置包括射流喷嘴、与射流喷嘴螺纹相连的气液混合筒体，气液混合筒体的前端螺纹连接有旋流发泡筒体，所述的气液混合筒体内设有吸气室、气液混合室、扩散成泡室，气液混合筒体吸气室处的筒壁上设有吸气孔和吸液孔，吸液孔上设有通入发泡剂容器内的吸液管，吸液管上设有针型阀；所述的泡沫喷射头Ⅰ和泡沫喷射头Ⅱ均包括圆形喷腔、设在圆形喷腔内的导流片，导流片与圆形喷腔的出口构成环形喷槽，其中：泡沫喷射头Ⅰ设在掘进机悬臂上靠迎头进风的一侧，泡沫喷射头Ⅱ布设于掘进机悬臂上靠迎头回风的一侧。

所述的吸液管头部设有过滤网；所述泡沫输送干管为承压能力在2~3MPa的透明软管，其的直径为51mm；所述泡沫输送支管Ⅰ为承压能力在1.5~2.5MPa的透明软管，其直径为19mm；所述泡沫输送支管Ⅱ为承压能力在1.5~2.5MPa的透明软管，其直径为38mm；所述的泡沫喷射头Ⅰ的圆形喷腔的直径为19mm、环形喷槽宽度为3~5mm；所述的泡沫喷射头Ⅱ14的圆形喷腔直径为38mm，环形喷槽宽为6~8mm。

有益效果：本发明利用压风驱动的液体增压泵为掘进工作面的低压水流增加压力，为自吸空气旋流发泡装置提供小流量的高压水；自吸空气旋流发泡装置既自动吸入环境空气，又自动吸入发泡剂，简化系统的同时提高了成泡率；通过流量调节阀后端的机械式流量计读数，可便捷地将压力水的流量调至合适的范围；通过观察气驱液体增压泵前的耐震压力表和自吸空气旋流发泡装置上压力表的读数，可方便地确定气驱液体增压泵的增压比；通过吸液管上的针型阀可以灵活地调节发泡剂用量，吸液管入口处的过滤网可防止异物或杂质的进入；借助输送泡沫的透明软管，可以非常直观地观察所制备泡沫的质量及泡沫的实时流动情况；根据综掘工作面迎头处粉尘主要分布于回风侧的特点，将气液两相泡沫主要分配给安设于回风侧的泡沫喷射装置，不仅可显著提升泡沫降尘效率，还可提高泡沫的利用率；该系统不含任何电气部件，安全可靠，结构简单，体积小，非常便于安装、调试和操作。

附图说明

图1是本发明基于自吸空气发泡的掘进机泡沫降尘系统示意图；

图2是本发明中自吸空气旋流发泡装置结构示意图；

图3是本发明中泡沫喷射头的主视结构示意图；

图4是本发明中泡沫喷射头的侧视结构示意图。

图中：压水管路-1；开关球阀-2；流量调节阀-3；机械式流量计-4；耐震压力表-5；气驱液体增压泵-6；自吸空气旋流发泡装置-7；吸液管-8；发泡剂容器-9；泡沫输送干管-10；泡沫输送支管Ⅰ-11；泡沫输送支管Ⅱ-12；泡沫喷射头Ⅰ-13；圆形喷腔-13-1；导流片-13-2；环形喷槽-13-3；泡沫喷射头Ⅱ-14；针型阀-15；过滤网-16。

具体实施方式