一种冰媒载体的矿井降温除尘除湿车

摘要

一种冰媒载体的矿井降温除尘除湿车，属于矿山开采技术领域。所述冰媒载体的矿井降温除尘除湿车包括除尘装置、冰媒换热装置、送风装置和除湿装置，除尘装置和冰媒换热装置设置于底盘一上方，送风装置和除湿装置设置于底盘二上方，底盘一和底盘二通过车钩连接，除尘装置包括除尘外壳以及通过卡扣与除尘外壳连接的可拆卸除尘网，冰媒换热装置包括换热外壳、储冰区、盘管式换热器、放冰口以及排水装置，送风装置包括送风外壳以及设置于送风外壳内部的轴流式风机，除湿装置包括除湿外壳以及设置于除湿外壳内部的转轮式除湿机。所述冰媒载体的矿井降温除尘除湿车通风量大，降温速度快、效果好、移动便捷、低成本的持续降温、除尘和除湿。

说明书

技术领域

本发明涉及矿山开采技术领域，特别涉及一种冰媒载体的矿井降温除尘除湿车。

背景技术

随着矿井开采的逐渐深入，地温以及热害影响也越来越严重。许多1000M以下矿井最高温度超过40-50℃，相对湿度100％，粉尘浓度高，严重劣化井下作业环境，制约井下作业工人劳动效率，危害井下作业人员健康。在持续的高温高湿高粉尘条件下作业，人员的健康和工作能力将会受到很大的损伤，严重影响到井下采掘工作的正常进行，使劳动生产率大大下降，致使井下事故率上升，危及安全生产，甚至使采矿工作被迫停止。所以国家标准《金属非金属矿山安全规程》规定，所有矿井温度不得超过28℃，粉尘浓度低于4㎎/m

如何进行矿井降温、除湿、除尘已经是一个亟待解决的重大问题，目前，金属矿山属于多中段开采，通风系统复杂，主要采用局扇进行通风降温、喷淋水捕尘，无除湿装置，部分采用空调制冷，其价格昂贵、体积庞大，且无法满足金属矿多中段降温需求，如若应用地面制冷站降温，其降温成本占矿山能量消耗成本的40％以上，且很难同时做到降温、除尘和除湿。

因此，设计一种新型可移动式、成本低、能够在井下任何需要降温的工作面实现精确降温、除尘和除湿，并且通风量大、降温速度快、效果好、移动便捷、低成本的持续降温、除尘和除湿装置，成为当前要解决的问题。

发明内容

为了解决矿山现有通风降温除尘除湿技术存在的技术问题，本发明提供了一种冰媒载体的矿井降温除尘除湿车，其特点是通风量大、降温速度快、效果好、移动便捷、低成本的持续降温、除尘和除湿，适用于矿井、隧道工程、水利工程、铁路工程等恶劣环境工作面，实施效果满足国家标准《金属非金属矿山安全规程》规定。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种冰媒载体的矿井降温除尘除湿车，包括除尘装置、冰媒换热装置、送风装置和除湿装置，所述除尘装置和冰媒换热装置均设置于底盘一上方，所述送风装置和除湿装置均设置于底盘二上方，所述底盘一和底盘二通过车钩连接，以实现底盘一和底盘二的连接或者分开，使底盘一和底盘二具有拆卸、连接便捷，且方便在狭小的通道内移动的特点；

所述除尘装置包括除尘外壳以及通过卡扣与除尘外壳连接的可拆卸除尘网；

所述冰媒换热装置包括换热外壳、设置于换热外壳内部的储冰区和盘管式换热器、设置于换热外壳顶部的放冰口以及设置于换热外壳侧面下部的排水装置，所述储冰区与盘管式换热器通过钢丝网隔开，所述盘管式换热器的入口与换热外壳的进风口相连，所述盘管式换热器的出口通过焊接的法兰盘及螺栓与换热外壳的出风口相连，保证结构强度，使大风流可以稳定传输，密封等级IP6，换热外壳进行保温、防腐、防潮处理，等级IP67；

所述送风装置包括送风外壳以及设置于送风外壳内部的轴流式风机，所述轴流式风机的入口与送风外壳的进风口紧密连接，防漏风，所述轴流式风机的出口与送风外壳的出风口紧密连接，防漏风；轴流式风机的入口、出口与壳体连接密封等级IP6；送风外壳进行保温、防腐、防潮处理，等级IP67；

所述除湿装置包括除湿外壳以及设置于除湿外壳内部的转轮式除湿机，所述转轮式除湿机的进口与除湿外壳的进风口紧密连接，转轮式除湿机的入风口、出风口与壳体连接密封等级IP6，转轮式除湿机的出口与除湿外壳的出风口紧密连接，所述除湿外壳的出风口与刚性风筒连接。

进一步的，所述除尘外壳与换热外壳通过卡扣连接，实现除尘装置和冰媒换热装置的固定，除尘装置的出风口与冰媒换热装置前侧的进风口通过法兰连接，使高热空气经除尘装置除尘后进入冰媒换热装置；所述换热外壳与送风外壳通过卡扣连接，实现冰媒换热装置和送风装置的固定，冰媒换热装置后侧的出风口与送风装置的进风口通过法兰连接，使高热空气经冰媒换热装置降温后进入送风装置；所述送风外壳与除湿外壳通过卡扣连接，实现送风装置和除湿装置的固定，送风装置的出风口与除湿装置的进风口通过法兰连接，除湿装置的出风口与刚性风筒连接，使空气经除湿装置除湿后通过刚性风筒送到矿井下需降温的工作面。

进一步的，所述换热外壳的外部包裹耐高温防火隔热材料，能够最大限度减少冰媒换热装置中的冰媒与外界的热交换，减少冷量的损失。

进一步的，所述换热外壳侧面还设置有温湿度记录仪，通过温湿度记录仪能够直观监测冰媒温度以确定冰融化程度，从而提高了本发明的实用性。

进一步的，所述盘管式换热器设置有若干个，若干个盘管式换热器并联并焊接在壳体内部，若干个盘管式换热器的入口合并后与冰媒换热装置的进风口相连，若干个盘管式换热器的出口合并后与冰媒换热装置的出风口相连。

进一步的，所述除湿外壳侧面设置有风温风速仪，所述风温风速仪自带的风温传感器位于除湿装置的进风口处，便于观测，用于对除湿装置的进风口的冷风温度进行实时监测，随时掌握制冷的状况，如果观测到的风温低于理论值，则进行人工调整使刚性风筒出风口远离需降温的工作面；如果观测到的风温高于理论值，则可能是某一环节出现故障，需停机进行故障排查，从而提高了实用性。

进一步的，所述送风外壳侧面设置有散热口，便于设备散热。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1)本发明结构非常紧凑，功能齐全，占用体积小，不会影响正常开采、掘进工作，成本较低，设备不会出现价格昂贵的现象，性价比高，投入成本低；

2)本发明的各个装置都安装在底盘上，具有较好的机动性，能够满足各个不同工作面的降温需求，应用非常灵活、方便，两个底盘通过车钩进行连接和拆卸，便于更换新的冰媒；

3)本发明的冰媒换热装置由冰作为冷媒，冰的融化热为335kJ/kg，利用冰的融化热制冷可以取得非常高的制冷效率；

4)本发明的除尘装置的除尘外壳与可拆卸除尘网通过卡扣可拆卸连接，便于可拆卸除尘网的更换。

本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种冰媒载体的矿井降温除尘除湿车的整体右前视图；

图2是本发明实施例提供的一种冰媒载体的矿井降温除尘除湿车的整体右后视图；

图3是本发明实施例提供的盘管式换热器的结构视图；

图4是本发明实施例提供的冰媒换热装置的局部剖面视图。

说明书附图中的附图标记包括：

1-冰媒换热装置，2-送风装置，3-除湿装置，4-风温风速仪，5-底盘二，6-散热口，7-车钩，8-排水装置，9-放冰口，10-温湿度记录仪，11-除尘装置，12-底盘一，13-除湿装置的出风口，14-盘管式换热器，15-储冰区，16-钢丝网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图4所示，本发明提供了一种冰媒载体的矿井降温除尘除湿车，包括除尘装置11、冰媒换热装置1、送风装置2和除湿装置3，除尘装置11和冰媒换热装置1均设置于底盘一12上方，送风装置2和除湿装置3均设置于底盘二5上方，底盘一12和底盘二5通过车钩7连接，以实现底盘一12和底盘二5的连接或者分开，使底盘一12和底盘二5具有拆卸、连接便捷，且方便在狭小的通道内移动的特点；

除尘装置11包括除尘外壳以及通过卡扣与除尘外壳可拆卸连接的可拆卸除尘网；

冰媒换热装置1包括换热外壳、设置于换热外壳内部的储冰区15和盘管式换热器14、设置于换热外壳顶部的放冰口9以及设置于换热外壳侧面下部的排水装置8，储冰区15与盘管式换热器14通过钢丝网16隔开，盘管式换热器14的入口与换热外壳的进风口相连，盘管式换热器14的出口通过焊接的法兰盘及螺栓与换热外壳的出风口相连，保证结构强度，使大风流可以稳定传输，密封等级IP6，换热外壳进行保温、防腐、防潮处理，等级IP67；

送风装置2包括送风外壳以及设置于送风外壳内部的轴流式风机，轴流式风机的入口与送风外壳的进风口紧密连接，防漏风，轴流式风机的出口与送风外壳的出风口紧密连接，防漏风；轴流式风机的入口、出口与送风外壳连接密封等级IP6；送风外壳进行保温、防腐、防潮处理，等级IP67；

除湿装置3包括除湿外壳以及设置于除湿外壳内部的转轮式除湿机，转轮式除湿机的进口与除湿外壳的进风口紧密连接，转轮式除湿机的出口与除湿外壳的出风口紧密连接，，转轮式除湿机的进口、出口与除湿外壳连接密封等级IP6，除湿外壳的出风口与刚性风筒连接。

除尘外壳与换热外壳通过卡扣连接，实现除尘装置11和冰媒换热装置1的固定，除尘装置11的出风口与冰媒换热装置1前侧的进风口通过法兰连接，使高热空气经除尘装置11除尘后进入冰媒换热装置1；换热外壳与送风外壳通过卡扣连接，实现冰媒换热装置1和送风装置2的固定，冰媒换热装置1后侧的出风口与送风装置2的进风口通过法兰连接，使高热空气经冰媒换热装置1降温后进入送风装置2；送风外壳与除湿外壳通过卡扣连接，实现送风装置2和除湿装置3的固定，送风装置2的出风口与除湿装置3的进风口通过法兰连接，除湿装置的出风口13与刚性风筒连接，使空气经除湿装置3除湿后通过刚性风筒送到矿井下需降温的工作面。

换热外壳的外部包裹耐高温防火隔热材料，能够最大限度减少冰媒换热装置1中的冰媒与外界的热交换，减少冷量的损失。

换热外壳侧面还设置有温湿度记录仪10，通过温湿度记录仪10能够直观监测冰媒温度以确定冰融化程度，从而提高了本发明的实用性。本发明中，在冷媒完全融化之前，温湿度记录仪10的温度一直是0℃，如果冷媒完全融化成水温湿度记录仪10的温度就会有所上升，当冷媒完全融化成水之后，此时需要进行冷媒的更换，工作人员可以断开整个矿井降温除尘除湿车所有用电设备的电源，将承载除尘装置11和冰媒换热装置1的底盘一12与承载送风装置2和除湿装置3的底盘二5脱开，将底盘一12拖拽至更换冷媒的场所，打开排水装置8，进行排水，并换上新的冷媒，排水装置8的数量依据工程属性进行设置。

盘管式换热器14设置有若干个，若干个盘管式换热器14并联并焊接在壳体内部，若干个盘管式换热器14的入口合并后与冰媒换热装置1的进风口相连，若干个盘管式换热器14的出口合并后与冰媒换热装置1的出风口相连。本发明中，储冰区15的边界由钢丝网16分隔开来，盘管式换热器14的主体盘绕在储冰区15四周的钢丝网16上，使盘管式换热器14与储冰区15充分接触，盘管式换热器14通风时，管道内的高热空气与储冰区15内的冷媒(碎冰)进行换热。盘管式换热器14的数量和排列由实际情况进行设置，比如设定刚性风筒的送风口处风速为5m/s，刚性风筒的长度为100m，盘管式换热器14的管径为150mm，根据各结构的风阻，可以取四个盘管式换热器14设置并联，降低风阻，其中，四个盘管式换热器14的前后端口分别并联到一个入口和一个出口；在不同的应用条件下，可以根据实际情况选择盘管式换热器14的数量，比如如果工作面需要的风量较小，在轴流式风机的风压允许的条件下，则可以减少盘管式换热器14的数量来降低成本，如果工作面需要的风量较大，也可以增加盘管式换热器14的数量来降低风阻，以实现在轴流式风机的风压范围内，提高送风口的风量。

除湿外壳侧面设置有风温风速仪4，风温风速仪4自带的风温传感器位于除湿装置3的进风口处，便于观测，用于对除湿装置的进风口的冷风温度进行实时监测，随时掌握制冷的状况。本实施例中，风温风速仪4采用的是风速风量风温测定仪，型号为FC-856，风温风速仪4设置于除湿外壳的侧面，便于观测，用于对除湿装置3的进风口与送风装置2的出风口的连接处的冷风温度进行实时监测，随时掌握制冷的状况，如果观测到的风温低于理论值，则进行人工调整使刚性风筒出风口远离需降温的工作面；如果观测到的风温高于理论值，则可能是某一环节出现故障，需停机进行故障排查，从而提高了实用性。

送风外壳侧面设置有散热口6，便于设备散热。

本发明中，除尘装置11和冰媒换热装置1均通过螺栓固定于底盘一12上，送风装置2和除湿装置3均通过螺栓固定于底盘二5上，底盘一12和底盘二5通过车钩7可拆卸连接便于移动，在冰媒用完后，断开底盘一12和底盘二5之间的连接，方便及时更换冰媒。除尘外壳与可拆卸除尘网通过卡扣实现可拆卸连接，可拆卸除尘网的除尘效率降低时，可以通过解开卡扣随时拆卸更换，在矿井下的空气进入冰媒换热装置1之前进行除尘，防止尘土在盘管式换热器14内堆积而降低换热效率，同时防止尘土在轴流式风机内堆积对轴流式风机造成影响，降低其工作效率。冰媒换热装置1的两个放冰口9用于在冰媒用完后随时添加新的冰媒，提高了装冰效率，冰媒换热装置1采用冰媒制冷，其内部安装盘管式换热器14，在保证空间利用率的前提下，最大限度地增大了换热面积，提高了实用性。轴流式风机通过螺栓固定在送风外壳内部，轴流式风机的入口与送风外壳的进风口通过管道相连，轴流式风机的出口与送风外壳的出风口通过管道相连，送风装置2后接除湿装置3，在刚性风筒送风之前进行除湿，既可以提高冷风的制冷效率，还可以使刚性风筒送出干燥的冷风，改善工作人员的工作环境，减轻工作人员的劳动强度，以提高实用性。转轮式除湿机通过螺栓固定在除湿外壳内部。

本发明中，本发明中，除尘外壳、换热外壳、送风外壳以及除湿外壳均为方形的壳体结构，用除尘、换热、送风以及除湿对各个外壳进行区分描述。

本发明一种冰媒载体的矿井降温除尘除湿车的工作原理：

除尘外壳与换热外壳通过卡扣连接，除尘装置11的出风口与冰媒换热装置1前侧的进风口通过法兰连接，除尘装置11的出风口与冰媒换热装置1的进风口通过法兰连接，除尘装置11与冰媒换热装置1均固定在底盘一12上；将送风装置2和除湿装置3连接后，均固定在底盘二5上，底盘一12和底盘二5通过车钩7连接，冰媒换热装置1的出风口与送风装置2的进风口通过法兰连接，送风装置2的出风口与除湿装置3的进风口通过法兰连接，除湿装置3的出风口13与刚性风筒连接、固定；然后将碎冰通过放冰口9装入冰媒换热装置1的储冰区15内，盖好放冰口9的盖子；

将冰媒载体的矿井降温除尘除湿车运送至矿井下需降温的工作面附近，送风装置2和除湿装置3连接电源，冰媒载体的矿井降温除尘除湿车启动后，轴流式风机和转轮式除湿机开始运转，高温高湿高粉尘空气经过除尘装置11除尘、冰媒换热装置1中的盘管式换热器14冷却，再由送风装置2中的轴流式风机送入除湿装置3，通过除湿装置3除掉空气中的水分，将除尘除湿降温后的冷空气由除湿装置3的出风口13送入刚性风筒，最后再由刚性风筒送至工作面进行降温达到高温高湿高粉尘空气的除尘除湿降温目的，降低工作面温度，改善工人工作环境，本发明成本低、便于操作、移动方便、结构紧凑、占用体积小、送风持续时间长、不仅可以起到通风效果，还可以快速降低工作面环境温度，提高工人工作效率和工作舒适度，未来具有广泛的发展应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。