【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種泡沫式除塵設備及除塵方法，尤其是一種掘進機機載智能化泡沫式除塵設備及除塵方法，屬于環保除塵。
技術介紹
1、隨著礦井開發和機械化進程的加速，巖巷工作面的掘進效率和技術水平不斷提升。懸臂式掘進機作為煤礦井下巷道掘進的關鍵設備，實現了截割、運輸、行走、除塵等多功能一體化。運用懸臂式掘進機，提高了煤礦井下巷道的掘進效率。然而，在過去的?30?年里，煤炭促進了經濟的快速增長，同時也造成了嚴重的空氣污染。煤礦粉塵對煤礦生產環境和工人健康都具有重大危害，在鉆孔、爆破、開挖、采礦、落煤、運輸、搬運、支護、移架等操作過程中都會產生大量粉塵。在煤礦生產中，除塵技術的應用對控制粉塵濃度十分有效，但其又有局限性，如煤層注水設備成本較高，耗水量大；噴霧降塵噴嘴易發生堵塞；除塵器除塵一次性投入大，設備成本較高；通風除塵降塵效率低，除塵風機體積較大，移動不便。傳統的除塵技術雖然都具有一定的降塵效果，但它們通常無法滿足現代煤礦對于防塵的嚴格要求。
2、目前，泡沫除塵設備通過生成泡沫來捕捉和抑制空氣中的粉塵，從而改善礦工的工作環境并降低呼吸性粉塵引起的健康風險，但現有除塵裝置存在由于重力造成的泡沫分布不均、泡沫損失嚴重以及工作效率低等問題，導致其推廣應用受到了一定限制。例如，專利號為?cn110130889a?公布了一種除塵裝置、泡沫除塵設備及掘進機，該設備能根據不同的工作面來調節噴管與掘進工作面之間的角度，使得粉塵被覆蓋的比較均勻，但該設備體積大移動不便、泡沫損失嚴重且自動化水平較低；專利號為?cn116717302a?公開了吊
3、因此，急需要設計一種掘進機機載智能化泡沫式除塵設備以解決上述提出的問題。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種結構合理、使用方便、能夠實現粉塵在線監測和粉塵超限自動除塵功能，提高泡沫利用率的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備及除塵方法。
2、本專利技術為解決上述技術問題采用以下技術方案：一種掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，包括固定安裝于掘進機主體上、隨掘進機移動的一體化箱體（5）和粉塵濃度監測系統；
3、所述一體化箱體內部的兩側分別設置有發泡劑箱（1）、預混裝置（2）、回收機構（3）和立式泡沫發生器（4）；所述預混裝置能高效地將泡沫劑與水混合均勻，確保沒有泡沫劑的團聚或未溶解的顆粒，從而保證泡沫的穩定性以提高除塵效率。所述泡沫發生器采用立式設計，確保泡沫自下而上生成時不會因為重力作用導致分布不均，底部與回收機構連通。該種物料自動化設計可實現泡沫液的回收再利用，提高泡沫除塵效率，延長泡沫發生器使用壽命。
4、所述發泡劑箱（1）固定安裝于預混裝置（2）的頂部，所述預混裝置的右側安裝有第一水泵（204），所述第一水泵（204）與預混裝置（2）之間接通有導水管（203）；所述預混裝置的左側通過混流管（207）與立式泡沫發生器連接；
5、所述立式泡沫發生器包括發泡筒體、發泡網（403）和焊接在發泡筒內壁的整流盤（405），所述整流盤（405）上均布有大小相等的通氣孔，將進入供氣接頭后的高壓風進行重新分配，可增大發泡液與氣流的接觸面積，且供氣均勻；由通氣孔進入發泡筒內，所述發泡網（403）上的發泡溶液膜在高壓風的鼓吹作用下連續均勻地產生泡沫；
6、所述立式泡沫發生器的進氣口與壓氣管路（406）連接，進液口與混流管路（207）連接，并通過混流管（207）與其內部的螺旋噴嘴（404）連通；所述立式泡沫發生器的頂部安裝有泡沫出口管路（401），所述泡沫出口管路通過快速接頭（409）與高壓膠管（410）連接，實現快速穩固的頻繁斷連；通過高壓膠管（410）將泡沫輸送至安裝于掘進機截割臂上的泡沫分配器；
7、所述回收機構（3）呈錐形筒，固定于立式泡沫發生器的底部，以回收殘留在發泡器內的發泡液；所述回收機構的底部安裝有消泡器（303），對進入回收裝置的泡沫旋轉消泡，將泡沫轉化成泡沫發生液離心進入預混裝置中，對其進一步地回收再利用；
8、所述粉塵濃度監測系統用于監測作業面的粉塵濃度，包括安裝于掘進機截割臂上端的粉塵濃度傳感器、安裝于巷口位置的用于信號處理與指令發送的plc?控制器，和安裝于掘進機主體上的聯鎖開關；
9、所述聯鎖開關與電磁閥及掘進機的開關相連接，plc控制器通過粉塵濃度傳感器檢測所需的安全條件是否滿足，當條件得到滿足，相應的粉塵濃度傳感器將電信號傳遞給plc控制器，通過在plc控制器中設定程序或操作員指令控制聯鎖開關實現各電磁閥的通電與斷電；
10、啟動掘進機時，一旦通電，三個電磁閥的閥門同時自動開啟，從而為泡沫發生器提供水源和風源；設備出現故障時，plc控制器下達命令使聯鎖開關關閉進行動作保護；
11、所述粉塵濃度監測系統還配備有激光測塵儀和在線粒度分析儀，通過粉塵傳感器傳遞電信號至plc控制器，由plc控制器控制激光測塵儀和在線粒度分析儀的運行；所述激光測塵儀和在線粒度分析儀能夠實時監測目標空間的粉塵濃度和粒徑分布，為后續的智能控制提供精確的數據支持，實現了粉塵在線監測系統、掘進機與泡沫除塵系統的有效自動關聯。
12、進一步的，所述發泡劑箱的底部與預混裝置的頂部固定套接有導料管（104），通過導料管向攪拌罐內輸送發泡劑；所述固定桿（103）通過螺栓安裝在一體化箱體上，用于支撐發泡劑箱體，所述發泡劑箱的右側還安裝有液位計（102）。
13、進一步的，所述發泡劑箱與其頂部的補液管（101）連通，所述補液管上連通有第二水泵（105），通過第二水泵將發泡劑儲液罐內的液體輸送到發泡劑箱內，所述補液管遠離發泡劑箱的一端與自動補水閥連接并延伸至發泡劑儲液罐中。
14、進一步的，所述預混裝置的內腔側壁上套裝有攪拌軸（201），所述攪拌軸上固定套裝有螺旋葉片（202），所述螺旋葉片（202）的外沿與預混裝置的內壁貼合。
15、進一步的，導水管（203）、導風管（406）、導料管（104）上均固定套裝有流量調節閥，且材質均為耐腐蝕高壓軟管，從而保障了在煤礦井下環境中，發泡液長期有效的輸送。
16、進一步的，所述回收機構的頂部還安裝有用于去除發泡液中雜質的過濾網（301），側面安裝有料位計（302），根據其示數智能循環利用發泡液。
17、進一步的，所述泡沫發生器采用立式設計，垂直分布于一體化箱體內，確保泡沫自下而上生成時不會因為重力作用導致分布不均，同時，垂直布置使得通過發泡筒的氣流能夠更均勻地與泡沫接觸，提高了捕捉粉塵的效率；所述發泡網由不銹鋼絲網和棉本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：包括固定安裝于掘進機主體上、隨掘進機移動的一體化箱體（5）和粉塵濃度監測系統；
2.根據權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：所述發泡劑箱的底部與預混裝置的頂部固定套接有導料管（104），通過導料管向攪拌罐內輸送發泡劑；所述固定桿（103）通過螺栓安裝在一體化箱體上，用于支撐發泡劑箱體，所述發泡劑箱的右側還安裝有液位計（102）。
3.根據權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：所述發泡劑箱與其頂部的補液管（101）連通，所述補液管上連通有第二水泵（105），通過第二水泵將發泡劑儲液罐內的液體輸送到發泡劑箱內，所述補液管遠離發泡劑箱的一端與自動補水閥連接并延伸至發泡劑儲液罐中。
4.根據權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：所述預混裝置的內腔側壁上套裝有攪拌軸（201），所述攪拌軸上固定套裝有螺旋葉片（202），所述螺旋葉片（202）的外沿與預混裝置的內壁貼合。
5.根據權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，
6.根據權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：所述回收機構的頂部還安裝有用于去除發泡液中雜質的過濾網（301），側面安裝有料位計（302），根據其示數智能循環利用發泡液。
7.根據權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：所述泡沫發生器采用立式設計，垂直分布于一體化箱體內；所述發泡網由不銹鋼絲網和棉絲網雙層材質組合構成，并安裝在固定耳（402）上；
8.根據權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：所述泡沫分配器上的泡沫噴頭為6個。
9.一種如權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備的除塵方法，其特征在于：包括如下步驟：
10.根據權利要求9所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備的除塵方法，其特征在于：所述粉塵濃度傳感器為三個，分別用于監測掘進作業面的全塵濃度、呼塵濃度和粉塵粒度；當粉塵濃度傳感器檢測的粉塵濃度處于異常值時，其將信號傳遞至PLC控制器，PLC控制器對信號進行相應的處理，并向聯鎖開關下達指令進行動作保護；
...【技術特征摘要】
1.一種掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：包括固定安裝于掘進機主體上、隨掘進機移動的一體化箱體（5）和粉塵濃度監測系統；
2.根據權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：所述發泡劑箱的底部與預混裝置的頂部固定套接有導料管（104），通過導料管向攪拌罐內輸送發泡劑；所述固定桿（103）通過螺栓安裝在一體化箱體上，用于支撐發泡劑箱體，所述發泡劑箱的右側還安裝有液位計（102）。
3.根據權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：所述發泡劑箱與其頂部的補液管（101）連通，所述補液管上連通有第二水泵（105），通過第二水泵將發泡劑儲液罐內的液體輸送到發泡劑箱內，所述補液管遠離發泡劑箱的一端與自動補水閥連接并延伸至發泡劑儲液罐中。
4.根據權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：所述預混裝置的內腔側壁上套裝有攪拌軸（201），所述攪拌軸上固定套裝有螺旋葉片（202），所述螺旋葉片（202）的外沿與預混裝置的內壁貼合。
5.根據權利要求1所述的掘進機機載智能化泡沫式除塵設備，其特征在于：導水管（203）、導風管（...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王崧全，董雨碟，杭文璐，崔玉明，楊道龍，郭永波，張德坤，
申請(專利權)人：江蘇師范大學，
類型：發明
國別省市：
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