[实用新型]一种坑道钻进用雾化发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及地质勘探领域，具体涉及一种在地质勘探中使用的坑道钻进用雾化发生器。

背景技术

在施工松软煤层瓦斯抽采钻孔中，风流排粉因具有钻速快、携粉能力强等优势，成为目前解决松软煤层钻进的有效工艺方法，但是在钻进过程中还存在如下问题：孔口煤尘污染严重，而现有的孔口除尘设施对PM2.5以下的人体可吸入细微煤尘捕集效率低；压风对钻具的冷却效果差，存在钻孔内煤粉燃烧安全隐患。这些问题的存在给煤矿企业安全生产、员工健康均会带来巨大影响。

目前发展了孔口射流除尘、超声雾化除尘等除尘方法。除尘效果不理想且均无法较好实现孔内冷却钻具。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种全新的结构紧凑、成本低廉、操作简单、使用方便的煤矿井下用的钻进用雾化装置。本坑道钻进用雾化发生器可以将清水或添加表面活性剂的水生成水雾，通过雾化腔组件1运送到松软煤层钻进的孔底，从而达到雾化排渣、除尘、冷却钻具的效果。

本装置产生的液体颗粒采用机械破碎方式。当压力水流经喷嘴时，在流动过程中加速、变形，使喷嘴出口处形成液膜，出喷嘴后由于内外压差增大，液膜发生急剧膨胀，最终破裂成细微的水雾，分布到一定空间，压差越大雾化平均粒径越小。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种坑道钻进用雾化发生器，包括雾化腔组件1、马达消音器组件2、液位计组件3、抗震压力表4、溢流阀5、马达减压润滑模块组件6、喷嘴组件7、高压水泵8、气动马达9、截止阀10、弹性梅花联轴器11，其中，所述高压水泵8通过弹性梅花联轴器11与气动马达9连接，喷嘴组件7安装到雾化腔组件1内部，通过橡胶管与溢流阀5出水口连接，马达消音器组件2位于箱体外部，通过橡胶管与气动马达9的出风口连接，降低噪音污染，液位计组件3与高压水泵8入口相连，抗震压力表4位于高压水泵8出水口与溢流阀5之间，马达减压润滑模块组件6与气动马达9入口相连，截止阀10与雾化腔组件1泄水口相连。

其中，所述喷嘴组件7雾化后的雾粒大小在50μm以下。

其中，所述喷嘴组件7雾化后的雾粒通过雾化腔组件1运送到坑道钻进的孔底。

其中，所述雾化腔组件1与喷嘴组件7的压力喷嘴15保持同轴。

其中，所述雾化发生器通过调节溢流阀5和马达减压润滑模块组件6来控制喷嘴组件7的出雾量大小。

其中，所述雾化发生器通过抗震压力表4和液位计组件3来实时监控雾化发生器的高压水泵8出口压力和高压水泵8入口流量大小。

其中，所述高压水泵8驱动源为气动马达9，与坑道钻进共用一个进风源。

其中，雾化腔组件1包括出雾口接头12、雾化腔锥型管13、压力喷嘴15、雾化腔直管16、针阀17、法兰19、进风口接头20。所述雾口接头12端部采用轴向密封，通过螺纹与送水器橡胶管连接；雾化腔锥型管13与雾化腔直管16焊接而成，为压力喷嘴15生成的水雾提供通道；针阀17的18处为压力喷嘴15的高压进水口，它可以调节压力喷嘴15的雾流量；法兰19将喷嘴组件7固定在雾化腔组件1上；进风口接头20端部采用轴向密封，通过螺纹与空压机橡胶管连接。

雾化腔组件1的雾化原理为：雾化腔组件1又称气水混合器，是高效雾化的核心结构。在雾化腔直管16内，高速的气流对压力喷嘴15喷出的细微水雾将起到第二次雾化作用，形成空气雾化流场，并在风流作用下进入钻孔。雾化腔组件1内空气雾化流场的形成较为复杂，液滴经压力喷嘴15破碎后进入雾化腔直管16中。由于压力喷嘴15阻隔作用，雾化腔组件1内的高速风流在压力喷嘴15附近产生负压，使得雾粒向径向方向14处的扩散作用减弱，在轴向方向上雾粒聚集趋势增强，高速的风流迅速地将雾粒吹向装置出口，减小了能量耗散。但是，由于高速风流将产生涡流流动，使得在处于边缘的雾粒不能保持原有的流束流动，而被风流携带，随风流撞向腔壁，部分雾粒碰撞冷凝，造成部分能力损失，因此雾化腔组件1内壁结构因形成与风流的流向一致的流线形式，有利于降低能量损耗，实现高效雾化。

有益效果

本实用新型的坑道钻进用雾化发生器的主要优点：

（1）该雾化发生器适用于软煤钻进，可以孔内捕集细微煤尘，充分冷却钻具。

（2）该雾化发生器结构简单，更换检修方便，制造成本低廉，系统稳定。

（3）该雾化发生器配套强力钻机、井下防爆空压机、大通孔钻杆及三翼刮刀钻头，组成了空气雾化钻进配套设备。

附图说明