[发明专利]采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，尤其是适用于煤矿井下综采工作面、综放工作面的粉尘灾害治理。

背景技术

采煤工作面是现代化矿井最主要的产尘点，其产尘量通常占煤矿井下各生产环节总产尘量的45%~80%。其中，采煤机割煤是综采工作面或综放工作面最主要的产尘工序，占整个机械化采煤工作面总产尘量的70%以上，煤体破碎时生成的高浓度粉尘严重威胁作业人员的身心健康和矿井的安全生产，因此，采煤机割煤是机械化采煤工作面防尘工作的重中之重。为了防治采煤机截割粉尘，目前常采用内外喷雾降尘技术，但由于许多粉尘具有疏水性，表面张力较大的水雾难以有效湿润粉尘，加之水雾的接尘面积小，导致喷雾技术的降尘效率较低，特别是对呼吸性粉尘的捕获能力差。较之水雾，泡沫具有接尘面积大、湿润粉尘能力强、吸附粉尘性能好的特点，使得泡沫降尘技术的降尘效率高、耗水量小，成为提高粉尘治理效果的极为有效的手段之一。然而，在综采或综放工作面，通常没有可随采煤机机身往复、实时移动的压风管路，且采煤机机身平台上可供安放设备的空间相当有限，而传统的泡沫降尘装备需要铺设压风管路为发泡器提供压缩空气、所占空间较大，且操作复杂、可靠性低，无法在采煤机上得以实施，极大地阻碍着泡沫降尘技术在综采、综放工作面的应用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种无需压风管路、系统简单、操作方便、能自动吸入环境空气进行发泡、并能使泡沫充分覆盖包裹采煤机滚筒截割尘源的提高粉尘治理效果的采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统。

技术方案：本发明的采煤工作面自吸空气式泡沫降尘系统，包括高压水管、控制阀、调压阀、压力表、发泡剂添加装置、储液罐、主供液管，所述的主供液管末端经三通连接有通向采煤机左右滚筒的两路支供液管，两路支供液管的入口处分别设有调节阀，两路支供液管上分别连接有固定在采煤机左右滚筒旁的自吸空气旋流发泡装置，自吸空气旋流发泡装置的前部经分配器分别连接有泡沫输送管Ⅰ和泡沫输送管Ⅱ，各泡沫输送管上分别设有圆弧形泡沫喷头。

所述的高压水管和主供液管的均承压能力为10~15MPa的高压胶管，其直径均为25mm；所述的两路支供液管均为承压能力为8~10MPa的高压胶管，其直径均为13mm；所述的自吸空气旋流发泡装置包括射流喷嘴、连接射流喷嘴上的在吸气混合筒体，吸气混合筒体的前部连接有内设发泡旋流器的旋流发泡筒体，吸气混合筒体上设有吸气孔；所述的圆弧形泡沫喷头包括半圆形泡沫喷腔体、设在半圆形泡沫喷腔体内壁上的锥形导流体，半圆形泡沫喷腔体的出口经锥形导流体构成弧形喷槽，弧形喷槽的宽度为4~6mm；所述的分配器包括扇形分配腔体、设在扇形分配腔体进口端的泡沫输入通道接口、设在扇形分配腔体出口端的泡沫输出通道接口Ⅰ和泡沫输出通道接口Ⅱ；泡沫输入通道接口的直径为51mm，泡沫输出通道接口Ⅰ和泡沫输出通道接口Ⅱ的直径分别为38mm、19mm；所述的泡沫输送管Ⅰ与直径为38mm的泡沫输出通道接口Ⅰ相匹配，泡沫输送管Ⅱ与直径为19mm的泡沫输出通道接口Ⅱ相匹配。

有益效果：本发明利用采煤工作面的防尘供水系统，为发泡剂添加和泡沫生成提供水源和动力，不含电气部件，安全可靠；通过自吸空气旋流发泡装置产生泡沫，无需压风管路，系统简单，采煤机上仅需安设体积小的自吸空气式发泡装置，非常适于在综采工作面或综放工作面使用；通过控制阀、调压阀和发泡剂添加装置，快捷地实现了压力水的输送和发泡液的配制；通过主供液管和支供液管，为自吸空气旋流发泡装置提供了较高压力和流速的发泡液；利用圆弧形泡沫喷头，可对采煤机滚筒截割作业时的尘源进行有效覆盖、包裹，从源头抑制和沉降粉尘，从而提高降尘效率；通过两只调节阀、分配器可方便地调节、分配用于采煤机左右滚筒尘源的泡沫量，实现泡沫的按需分配，既可提高降尘效果，又可避免泡沫的浪费。本发明集水压调控、发泡剂添加、发泡液传输、泡沫生成、泡沫输送及喷射于一体，结构简单、所占空间小、使用方便，降尘效果好，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的采煤工作面自吸空气式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的结构示意图；

图3是本发明中圆弧形泡沫喷头的结构剖视图；

图4是图3的截面结构剖视图；

图5是本发明中分配器的结构示意图。