一种用于综采工作面的可移式感应降温除尘装置
阅读说明：本技术 一种用于综采工作面的可移式感应降温除尘装置 (Movable induction cooling and dedusting device for fully mechanized coal mining face ) 是由 田思维 胡良 朱宝岩 于 2020-11-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于综采工作面的可移式感应降温除尘装置,该装置包括除尘降温装置、感应自动控制装置。首先将通过集风罩的风流经过滤尘网及旋风筒进行两次净化,同时通过温度传感器、粉尘传感器对工作面粉尘和温度情况进行监测,实现感应自动控制除尘和降温功能；其次利用水幕喷头对工作面进行降温处理,并且将电机安置于方形水箱腔体中便于降温,延长电机及抽风机使用寿命；最后,整个装置实现了对工作面风流净化及降温,同时也实现了感应自动控制,避免了传统水幕除尘装置排水过大导致原煤煤质降低及人工操作易失误的弊端。因此,本装置具有结构简单、安装便捷、除尘效果好、使用寿命久、自动化控制的特点。(The invention provides a movable induction cooling and dedusting device for a fully mechanized coal mining face. Firstly, the air flow passing through the air collecting cover is purified twice through a dust filtering net and a cyclone cylinder, and meanwhile, the dust and the temperature condition of a working surface are monitored through a temperature sensor and a dust sensor, so that the induction automatic control dust removal and cooling functions are realized; secondly, a water curtain spray head is used for cooling the working surface, and the motor is arranged in the square water tank cavity to facilitate cooling, so that the service lives of the motor and the exhaust fan are prolonged; finally, whole device has realized purifying and cooling the working face air current, has also realized response automatic control simultaneously, has avoided traditional water curtain dust collector drainage too big to lead to the drawback that raw coal quality reduces and manual operation easily makes an error. Therefore, the device has the characteristics of simple structure, convenience and quickness in installation, good dust removal effect, long service life and automation control.)
技术领域
本发明涉及矿井除尘设备领域，具体涉及一种用于综采工作面的可移式感应降温除尘装置。
背景技术
矿井粉尘作为矿井生产主要自然灾害之一，其一直是影响矿井安全与效益的主要因素；在井下开采过程中，采煤、掘进、爆破、打钻等作为较为常见的生产工作，容易产生大量直径较小易吸入人肺的粉尘；在生产实践中，工作面和掘进巷道是煤尘主要的产生、积聚场所，易对人员身心健康造成巨大影响，但由于生产的需要，采煤掘进一线的工作人员必须进入该环境进行作业；该区域能见度低，粉尘产生量较大、分布位置较为广泛，清理较难、清理效果较差。
目前，国内外主要通过采用水幕喷雾降尘措施治理井下粉尘，该措施利用喷雾产生的微粒动力直径较小，表面张力基本上为零，喷洒到空气中能迅速吸附空气中的各种大小灰尘颗粒，形成粉尘和水雾的结合物，最后在重力作用下下沉，从而形成有效控尘。但是，该措施受煤尘的吸附性、粉尘分散度和颗粒荷电性影响，很难将工作环境内的煤尘浓度降到指定浓度以下，同时若为了降尘喷洒大量水雾，容易增加原煤水含量，易使其在运输过程中达到氧化升温条件，降低煤质，诱发二次灾害，降低矿井经济效益。
当前，部分矿井的局部巷道已经安设了矿井除尘水雾装置，同时在采煤机上安设有水雾设备，这些措施在一定程度上降低了工作面产生的粉尘量，改善了采掘一线工作人员的环境，但是由于采煤机是往复循环工作，采煤机水雾装置只能改善切割煤时产生的粉尘，对于煤块塌落时逸散的大量煤尘无法解决，造成工作面粉尘到处散布，煤尘量较大，工作环境恶劣；因此，针对当前矿用除尘装置安全性较差、噪音较大、除尘效果较差、人员工作效率较低的弊端，有必要提出一种用于综采工作面的新型可移式降温除尘装置。
发明内容
本发明装置的目的在于提供了一种用于综采工作面的可移式感应降温除尘装置，可以有效解决工作面除尘效果较差，能见度较低，人员工作效率较低的弊端，同时解决人工开启除尘设备的失误、电机散热较差不能长期有效工作、工作面温度较高的弊端。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于综采工作面的可移式感应降温除尘装置，其特点在于，包括除尘降温装置、感应自动控制装置。
所述的除尘降温装置包含除尘和降温两部分，该除尘降温装置由集气罩、滤尘网、进风口、旋风筒、集尘器、清灰口、传动齿轮、导气管、抽风机、出风口、供水管、导水管、水箱腔体、电机、连接杆、主动轮、管道三通接头、水幕喷头、出水管、轨轮、保护壳、电动阀门、安装孔、轨道位移平台、安装口、固定轴构成。
所述除尘降温装置的除尘部分由集气罩、滤尘网、进风口、旋风筒、集尘器、清灰口、传动齿轮、导气管、抽风机、出风口、电机、连接杆、主动轮、轨轮、保护壳、安装孔、轨道位移平台、安装口、固定轴构成；其中，所述的轨道运移平台安设于工作面的液压支架上，便于装置移动；所述的轨轮安装于保护壳顶端，用于在轨道运移平台上移动，同时轨轮接近保护壳部分留设有安装孔，便于与固定轴安装、固定；所述固定轴可在轨道位移平台上自由移动一定距离；所述保护壳左右两侧分别设置有进风口和出风口，所述的进风口最外侧安设有集风罩，用于扩大集风范围；所述进风口内侧安设有滤尘网，用于过滤大颗粒粉尘，以免损伤抽风机；所述抽风机的排风口与导气管相连，其入风口与旋风筒相连，将经过初次净化后的风流引入到旋风筒中，进行二次净化；所述旋风筒下部连接有集尘器，用于收集煤尘；所述集尘器下方安设有清灰口，当煤尘质量达到最大时，可人工直接打开清灰口，快速清灰；所述出风口与抽风机排风口相连，用于将二次除尘后的风流排出；所述电机安装于保护壳内部，电机通过连接杆带动主动轮转动，从而带动焊接于旋风筒表面的传动齿轮转动。
所述除尘降温装置的降温部分由供水管、电动阀门、导水管、水箱腔体、出水管、管道三通接头、水幕喷头构成；所述供水管与工作面水管相连，其上安设有电动阀门，用于调节管道流量以及开闭状态；所述水箱腔体位于抽风机右侧，内部安设有电机，可以通过水流循环，将电机及抽风机工作产生的热量排出，提高装置使用寿命；所述导水管进水侧与水箱腔体末端相连，其出水口侧与出水管相连，用于工作面降温；所述出水管内部嵌有水幕喷头，用于向工作面喷洒水雾进行降温。
所述的感应自动控制装置由粉尘传感器、重力传感器、风机开关状态传感器、温度传感器、位移传感器、电机开关状态传感器、A/D信号传感器、CPU处理器、防爆电源、电源开关、声光警报器构成；所述的温度传感器位于集风罩边缘处，用于监测工作面温度，以便及时喷洒水雾，对工作面进行降温；所述的位移传感器位于液压支架横向推移处，用于监测液压支架横向位移，以便结合工作面温度情况调节降温环节；所述的粉尘传感器位于集风罩边缘处，用于监测空气中粉尘浓度，以便处理器能够更好控制除尘效果；所述的重力传感器安设于集尘器底部，用于监测集尘器粉尘重量，当粉尘质量达到指定标准时，与之相连的声光警报器会发出红光，同时进行语音提醒一线工作人员，需要对其进行清理；所述的集尘器连接有清灰阀，当需要人工清灰时，打开清灰阀即可短时间清理，效率较高。
有益效果：
1、本发明利用两种方式降低工作面煤尘；首先，滤尘网可以将通过集风罩风流中的大颗粒煤尘吸附、净化；同时经过除此净化后的空气，进入旋风筒做旋转运动，从而在离心力和重力作用下将煤尘分流到集尘器中；本发明结合了传统除尘器的优点，具有优秀的除尘效果；
2、本发明在保护壳内部布设有水雾装置，其进水管部分与工作面区域水管相连，可通过水幕喷头对工作面区域的空气进行降温，为一线工作人员提供良好工作环境；同时，由于该水雾装置主要目的是降温，相对于传统应用方式向工作面排水较少，避免了水分过多，导致在深部开采条件下，煤体本身氧化升温，降低原煤发热值的现象；另外，由于水量经过一定控制，避免了工作一线出现潮湿闷热环境的可能；
3、本发明结合了传感器和处理器等智能控制元件，实现了自动控制以及感应控制，避免了人工操作所导致的失误，同时实现了各功能分区域控制；
4、本发明在集尘器侧方安装有清洁口，当重力传感器测得集尘器重量达到标准，将自动打开声光预警装置，提醒工作人员进行清理；
5、本发明将电机安装在水箱外侧，当装置工作导致电机升温，水箱内的水可以吸收电机热量，为电机提供适宜工作环境；
6、本发明在传统除尘装置基础上安设有可移动轨道平台，实现了除尘设备的可移化，同时由于配备有位移传感器，实现了根据液压支架推移，自动除尘、降温的功能。
附图说明：
以下结合附图以实施例具体说明；
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明装置的感应自动控制装置结构示意框图；
图3为本发明中轨道运移平台正视图；
图4为本发明中轨道运移平台侧视图；
图1~4中各编号依次为：1-集气罩、2-滤尘网、3-进风口、4-旋风筒、5-集尘器、6-清灰口、7-传动齿轮、8-导气管、9-抽风机、10-出风口、11-供水管、12-导水管、13-水箱腔体、14-电机、15-连接杆、16-主动轮、17-管道三通接头、18-水幕喷头、19-出水管、20-轨轮、21-保护壳、22-电动阀门、23安装孔、24-轨道位移平台、25-安装口、26-固定轴、27-粉尘传感器、28-重力传感器、29-风机开关状态传感器、30-温度传感器、31-位移传感器、32-电机开关状态传感器、33-A/D信号传感器、34-CPU处理器、35-防爆电源、36-电源开关、37-声光警报器。
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一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
本发明实施例提供一种用于综采工作面的可移式感应降温除尘装置，以下进行详细说明。
参照附图1~4，本发明提供了一种用于综采工作面的可移式感应降温除尘装置，包括除尘降温装置、感应自动控制装置，其特点在于：所述的除尘降温装置包含除尘和降温两部分，该除尘降温装置由集气罩（1）、滤尘网（2）、进风口（3）、旋风筒（4）、集尘器（5）、清灰口（6）、传动齿轮（7）、导气管（8）、抽风机（9）、出风口（10）、供水管（11）、导水管（12）、水箱腔体（13）、电机（14）、连接杆（15）、主动轮（16）、管道三通接头（17）、水幕喷头（18）、出水管（19）、轨轮（20）、保护壳（21）、电动阀门（22）、安装孔（23）、轨道位移平台（24）、安装口（25）、固定轴（26）构成。
所述除尘降温装置的除尘部分由集气罩（1）、滤尘网（2）、进风口（3）、旋风筒（4）、集尘器（5）、清灰口（6）、传动齿轮（7）、导气管（8）、抽风机（9）、出风口（10）、电机（14）、连接杆（15）、主动轮（16）、轨轮（20）、保护壳（21）、安装孔（23）、轨道位移平台（24）、安装口（25）、固定轴（26）构成；其中，所述的轨道运移平台（24）安设于工作面的液压支架上，便于装置移动；所述的轨轮（20）安装于保护壳（21）顶端，用于在轨道运移平台（24）上移动，同时轨轮（20）接近保护壳（21）部分留设有安装孔（23），便于与固定轴（26）安装、固定；所述固定轴（26）可在轨道位移平台（24）上自由移动一定距离；所述保护壳（21）左右两侧分别设置有进风口（3）和出风口（10），所述的进风口（3）最外侧安设有集风罩（1），用于扩大集风范围；所述进风口（3）内侧安设有滤尘网（2），用于过滤大颗粒粉尘，以免损伤抽风机（9）；所述抽风机（9）的排风口与导气管（8）相连，其入风口与旋风筒（4）相连，将经过初次净化后的风流引入到旋风筒（4）中，进行二次净化；所述旋风筒（4）下部连接有集尘器（5），用于收集煤尘；所述集尘器（5）下方安设有清灰口（6），当煤尘质量达到最大时，可人工直接打开清灰口（6），快速清灰；所述出风口（10）与抽风机（9）排风口相连，用于将二次除尘后的风流排出；所述电机（14）安装于保护壳（21）内部，电机（14）通过连接杆（15）带动主动轮（16）转动，从而带动焊接于旋风筒（4）表面的传动齿轮（7）转动。
所述除尘降温装置的降温部分由供水管（11）、电动阀门（22）、导水管（12）、水箱腔体（13）、出水管（19）、管道三通接头（17）、水幕喷头（18）构成；所述供水管（11）与工作面水管相连，其上安设有电动阀门（22），用于调节管道流量以及开闭状态；所述水箱腔体（13）位于抽风机（9）右侧，内部安设有电机（14），可以通过水流循环，将电机（14）及抽风机（9）工作产生的热量排出，提高装置使用寿命；所述导水管（12）进水侧与水箱腔体（13）末端相连，其出水口侧与出水管（19）相连，用于工作面降温；所述出水管（19）内部嵌有水幕喷头（18），用于向工作面喷洒水雾进行降温。
所述的感应自动控制装置由粉尘传感器（27）、重力传感器（28）、风机开关状态传感器（29）、温度传感器（30）、位移传感器（31）、电机开关状态传感器（32）、A/D信号传感器（33）、CPU处理器（34）、防爆电源（35）、电源开关（36）、声光警报器（37）构成；所述的温度传感器（30）位于集风罩（1）边缘处，用于监测工作面温度，以便及时喷洒水雾，对工作面进行降温；所述的位移传感器（31）位于液压支架横向推移处，用于监测液压支架横向位移，以便结合工作面温度情况调节降温环节；所述的粉尘传感器（27）位于集风罩（1）边缘处，用于监测空气中粉尘浓度，以便处理器能够更好控制除尘效果；所述的重力传感器（28）安设于集尘器（5）底部，用于监测集尘器（5）粉尘重量，当粉尘质量达到指定标准时，与之相连的声光警报器（37）会发出红光，同时进行语音提醒一线工作人员，需要对其进行清理；所述的集尘器（5）连接有清灰阀（6），当需要人工清灰时，打开清灰阀（6）即可短时间清理，效率较高。
一种用于综采工作面的可移式感应降温除尘装置的使用原理及其流程：首先将轨道运移平台（24）通过留设的安装口（25）安装在工作面液压支架上，同时将该装置通过固定轴（26）安装在轨轮（20）下方预留的安装孔（23）中，装置左侧供水管（11）与工作面的水管相连；同时，打开电源开关（36），使整个装置开始供电运行，此时电机（14）开始运行带动连接杆（15）运动，连接杆（15）带动主动轮（16）转动，主动轮（16）通过与传动齿轮（7）的啮合带动其运动，从而使得旋风筒（4）开始转动；其次，当整个装置供电时，抽风机（9）开始运行，使得含尘气流经过集气罩（1）集中后，通过进风口（3）中的滤尘网（2）初次过滤，进入到装置的旋风筒（4）中；然后，初次净化除尘后的气流在旋风筒（4）中经过离心力和重力作用，将剔除的粉尘抛洒到集尘器（5）中，而后落入底部，而二次除尘后的气流则经过出风口（10）排出；其中，当温度传感器（30）监测到工作面温度达到指定温度上限，同时位移传感器（31）监测到液压支架横向推移后，与传感器相连的CPU处理器（34），控制打开电动阀门（22），水流经过水箱腔体（13）、导水管（12）、出水管（19）、水幕喷头（18）向工作面喷洒水雾，用于降温；而位于方形水箱腔体（13）中的电机（14）及左侧抽风机（9）工作所产生的热量，则通过水流循环带走，便面长期高温环境下对装置的损坏；最后，当该装置经过长期使用后，集尘器（5）中积聚了大量灰尘，若重力传感器（28）测得质量超限，则安设于集尘器（5）与保护壳（21）边缘处的声光报警器（37）将会发出红光，并且会对工作人员进行语音预警，此时，应打开清灰口（6），将积聚的煤尘进行排放。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本专利进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明专利各实施例技术方案的精神和范围。
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