一种矿山井下负压叠加风水引射流除尘风机

摘要

本发明设计了一种矿山井下负压叠加风水引射流除尘风机，包括一个粉尘气流收集箱、两个风水引射流负压发生筒及一个除尘箱，两个风水引射流负压发生筒保持平行，风水引射流负压发生筒一端与粉尘气流收集箱导通，风水引射流负压发生筒另一端配合设置在矩形除尘箱前端。其结构简单，通过粉尘气流收集箱、风水引射流负压发生筒及除尘箱的配合使用，只通过矿井下必备的高压空气及高压水即可实现以一种安全、高效的方式清除矿井巷道掘进过程中产生的粉尘，与传统的电动除尘风机相比，具备不用电，体积小，重量轻，无噪音、节能降耗、维护方便的特点，具备极高的实用价值。

说明书

技术领域：

本发明涉及矿山井下喷雾除尘领域，尤其涉及一种矿山井下负压叠加风水引射流除尘风机。

背景技术：

在矿山井下的炮掘及机掘工作面，放炮后产生的烟尘、粉尘，综掘机切割过程中产生的煤尘、岩尘，喷浆支护作业产生的扬尘等，严重危害操作人员的身体健康，现行一般采取喷雾式降尘和抽出式除尘两大类防尘措施，而抽出式除尘一般采用电动风机抽出含尘气流然后进行除尘处理，即电动除尘风机，该风机体积大、噪声大、占用空间大、安装复杂、笨重难挪移，同时由于水、电混用，容易造成失爆漏电等安全隐患，而机械式的水射流或简单的风水射流除尘风机处理的含尘气流量小，除尘效果有限，难以达到有效除尘目的。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明提供了一种结构简单，只通过矿井下必备的高压空气及高压水即可实现以一种安全、高效的方式消除矿井巷道掘进过程中产生的粉尘的技术方案：

一种矿山井下负压叠加风水引射流除尘风机，包括一个粉尘气流收集箱、若干个风水引射流负压发生筒及一个除尘箱，相邻两个风水引射流负压发生筒保持平行，风水引射流负压发生筒一端与粉尘气流收集箱导通，风水引射流负压发生筒另一端配合设置在矩形除尘箱前端。粉尘气流收集箱为立方体金属框，粉尘气流收集箱前端为进气口，粉尘气流收集箱侧面设置挡板，后端与风水引射流负压发生筒配合相连。风水引射流负压发生筒为空心的圆柱体管状结构，风水引射流负压发生筒侧面顶部靠近粉尘气流收集箱一端由外向内依次设置有高压空气连接口及高压水连接口。除尘箱为空心立方体结构，除尘箱前端与风水引射流负压发生筒连接，尾端设置有防护网，除尘箱内部自靠近风水引射流负压发生筒一侧向除尘箱的防护网依次设置有脱尘球、二次喷雾洗尘装置、箱式除尘网及波形脱水板，脱尘球设置位置处于相邻两个风水引射流负压发生筒出口之间，波形脱水板垂直设置在除尘箱内部，波形脱水板正下方的除尘箱上设有圆形污水收集排出口，二次喷雾洗尘装置固定设置在脱尘球与箱式除尘网之间的除尘箱顶部位置。

作为优选，粉尘气流收集箱的进气口上端向下倾斜，进气口方向与水平面呈5~15°夹角。

作为优选，粉尘气流收集箱内腔中心垂直设置有金属隔板。

作为优选，风水引射流负压发生筒内部设置有风力引射流负压发生器、分风管、进气管及主供气盘，所述进气管固定设置在主供气盘上与高压空气连接口导通，所述主供气盘为圆柱形，供气盘上设置有若干个分风管，所述分风管为空心金属管，与若干个风力引射流负压发生器导通。

作为优选，高压水连接口设置在风水引射流负压发生筒内侧一端向除尘箱一侧。

作为优选，脱尘球包括支架、活塞杆、旋转球及导向风叶，支架底部固定设置在除尘箱内腔上表面，支架顶部设置有活塞杆，活塞杆设置在旋转球中轴线位置，与旋转球活动连接，旋转球表面固定设置有若干个弧形导向风叶。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明结构简单，通过粉尘气流收集箱、风水引射流负压发生筒及除尘箱的配合使用，只通过矿井下必备的高压空气及高压水即可实现以一种安全、高效的方式收集清除矿井巷道掘进过程中产生的粉尘，与传统的电动除尘风机相比，具备体积小，重量轻，维护方便的特点，具备极高的实用价值，采用N次叠加负压风水引射流技术，只需消耗少量的压缩空气和高压水，即可实现大功率电动除尘风机才能达到的处理含尘风流的能力，节能30%以上，极大的降低了成本，提高了企业经济效益。

（2）本发明只采用高压空气及高压水，由于该装置为纯机械结构，不用电，无井下电器的安全隐患，避免了由于设备长期使用，水电相互渗透，对操作人员带来的安全隐患。

（3）在发明中风水引射流负压发生筒内部设置有风力引射流负压发生器,在不使用电动风机的情况下达到类似的效果，同时有效降低设备工作时所带来的噪音强度。

（4）本发明结构简单，体积小重量轻，可安装在综掘机顶盖一侧，无须象电动除尘风机那样需大型笨重专用拖车，轻便易移挪，与此同时可根据井下不同作业面除尘要求进行N级组合，以满足作业面除尘要求。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明横截面示意图；

图3为风水引射流负压发生筒截面示意图；

图4为风力引射流负压发生器剖面图；

图5为脱尘球结构示意图。

具体实施方式：

为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

如图1，图2所示，本发明提供的一种矿山井下负压叠加风水引射流除尘风机，包括一个粉尘气流收集箱1、两个风水引射流负压发生筒2及一个除尘箱3，两个风水引射流负压发生筒2保持平行，风水引射流负压发生筒2一端与粉尘气流收集箱1导通，风水引射流负压发生筒2另一端配合设置在矩形除尘箱3前端。粉尘气流收集箱1为立方体金属框，粉尘气流收集箱1前端为进气口，粉尘气流收集箱1侧面设置挡板4，后端与风水引射流负压发生筒2配合相连。风水引射流负压发生筒2为空心的圆柱体筒状结构，风水引射流负压发生筒2侧面顶部靠近粉尘气流收集箱1一端由外向内依次设置有高压空气连接口5及高压水连接口6。除尘箱3为空心立方体结构，除尘箱3内部自靠近风水引射流负压发生筒2一侧向除尘箱3的防护网7依次设置有脱尘球8、二次喷雾洗尘装置11、箱式除尘网9及波形脱水板10，脱尘球8设置位置处于两个风水引射流负压发生筒2之间。箱式除尘网9及波形脱水板10垂直设置在除尘箱3内部，波形脱水板10正下方的除尘箱3上设有圆形污水收集排出口12，排气网11固定设置在除尘箱3的防护网7处。二次喷雾洗尘装置11包括多个喷雾喷头，再次和高速通过除尘箱3的含尘风流充分混合，同时，喷向箱式除尘网的雾水对粘附在除尘网上的泥水进行清洗。箱式除尘网9为细密不锈钢网包裹，当含尘风流通过箱式除尘网9时，风流中的粉尘泥水被拦截并粘附在网上，被二次喷雾洗尘装置11喷出的雾流清洗至除尘箱3底部的污水收集排出口12排出。同时，粉尘气流收集箱1的进气口上端向下倾斜，进气口方向与水平面呈5~15°夹角。粉尘气流收集箱1内腔中心垂直设置有金属隔板13。防止两路气流之间相互影响。波形脱水板10由若干块S形薄板组成并垂直安装在除尘箱出风口一侧，当气流最后通过波形脱水板10时，气流中的水份被波形板拦截并沿波形板流10至箱底的污水收集排出口12排出。其结构简单，通过粉尘气流收集箱1、风水引射流负压发生筒2及除尘箱3的配合使用，只通过矿井下必备的高压空气及高压水即可实现以一种安全、高效的方式清除矿井巷道掘进过程中产生的粉尘，与传统的电动除尘风机相比，具备体积小，重量轻，无噪音、维护方便的特点，具备极高的实用价值。只采用高压空气及高压水，而不使用电力驱动，避免了由于设备长期使用，水电相互渗透，对操作人员带来的安全隐患，并且由于不使用电力资源，实现节能30%以上，极大的降低了生产成本，提高了企业经济效益。

于此同时，如图3，图4所示，风水引射流负压发生筒2内部设置有风力引射流负压发生器14、分风管15、进气管16及主供气盘17，进气管16固定设置在主供气盘17上与高压空气连接口5导通，主供气盘17为圆柱形，主供气盘17上设置有若干个分风管15，分风管15为空心金属管，与若干个风力引射流负压发生器14导通。井下高压风通过供气盘集中进气口进入主供气盘17并通过与主供气盘17连通的若干个金属管进入风力引射流负压发生器内，并沿分风管15前端的若干个呈环形锥状排列的喷射孔高速喷出，从而在风力引射流负压发生器14的后端形成强大负压区，吸入大量后方风流后从其前端高速喷出形成高速气流柱。在不使用电动风机的情况下达到类似的效果，同时有效降低设备工作时所带来的噪音强度。

其中，如图5所示的脱尘球8包括支架18、活塞杆19、旋转球20及导向风叶21，支架18底部固定设置在除尘箱3内腔上表面，支架18顶部设置有活塞杆19，活塞杆19设置在旋转球20中轴线位置，与旋转球20活动连接，旋转球20表面固定设置有若干个弧形导向风叶21。当风水引射流负压发生筒内的气流高速通过除尘箱时带动弧形导向风叶使脱尘球高速旋转，从而将气流中的泥水甩向箱壁，达到初步除尘目的。可以很好的将风水引射流负压发生筒2中高速喷出的气流进行初步的脱尘，同时不必再为脱尘球8单独提供旋转的动力， 提高除尘效果。

其核心技术为风力引射流负压发生器14，该发生器为中空圆柱状，内部有压缩空气环形腔、N个压缩空气喷射孔沿环形腔前端按一定角度呈环形锥状均匀排列，当压缩空气通过风力引射流发生器14上的入口进入环形腔并通过其前端的N个按一定角度呈环形锥状排列的喷射孔高速喷出后，在该风力引射流负压发生器14的后端形成负压区，使其后端的气流被迅速吸入并与高速喷出的压缩空气气流混合形成高速气流柱，从而实现用较少量的压缩空气气流高速喷出引射形成强大负压抽入数十倍于压缩空气气流量的含尘气流的目的，再将N个该风力引射流负压发生器14环形部置在较大的风水引射流负压发生筒2内，当N个风力引射流负压发生器14同时喷出高速气流柱时，在该负压发生筒2的后部就会叠加形成N倍于单个风力引射流发生器14的更强大的负压区，使被吸入的气流量呈几何级增加。在该组风力引射流负压发生器14的前端，设置有一组高压水射流负压发生器14，当高压水进入水射流负压发生器14并从喷射孔高速喷出时，在其后方同时形成强大的负压区，在风力引射流负压区和水力引射流负压区的叠加作用下，大量的含尘气流通过粉尘气流收集口被吸入到风水引射流负压发生筒2中，并和发生筒中的水雾气流混合后高速喷进除尘箱3内进行脱尘脱水处理，为了进一步提高吸入含尘风流的能力，可再增加N个风水引射流负压发生筒2，当N个风水引射流负压发生筒2同时工作时，在粉尘气流收集口就会形成巨大的负压区抽出含尘气流，从而可以依井下掘进工作面除尘的实际需要进行N级组合，满足各种掘进作业面除尘要求。风水引射流负压发生筒2与除尘箱3相连通，除尘箱3内从里侧向外，依次排列有旋风脱尘球8、二次洗尘喷雾装置11、箱式除尘网9、波形脱水板10、防护网7、污水收集排出口12。从风水引射流负压发生筒2内高速喷出到除尘箱3内的污浊风流，首先经高速旋转的脱尘球8进行离心力式脱尘，将污浊风流中的泥水甩出至箱壁及箱式除尘网9上，前行的含尘风流和二次洗尘喷雾器11喷出的微细雾气混合后穿越箱式除尘网9，经过多层过滤后再经波形脱水板10脱水后从除尘箱3后端的出口流出，除尘箱3内的二次洗尘系统将箱式除尘网9上及四壁的泥水清洗后流向污水收集口，经管道流出。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。