一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置的制作方法

本申请涉及煤矿井下掘进工作面除尘，具体为一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置。

背景技术：

1、在煤矿井下掘进作业过程中，外部掘进机割煤、破岩会产生大量粉尘。目前，常见的除尘方式是在离掘进迎头较远的位置安装干式或湿式除尘风机，并通过延伸风筒将含尘气体抽吸至除尘装置进行净化。其中，干式除尘器多采用滤筒过滤结构，湿式除尘器则依靠喷雾与分离网捕集粉尘。由于井下巷道空间狭小、生产条件复杂，除尘设备需频繁随掘进面推进而移动，现场通常采用皮带支架固定或硐室放置的方式。

2、然而，现有除尘设备在实际应用中仍存在明显不足。干式除尘器中的滤筒在井下高湿环境下容易粘结粉尘，导致清灰不干净、负压增大、除尘效率下降，且滤筒更换成本较高。湿式除尘器虽无滤筒堵塞问题，但普遍存在设备体积庞大、井下转运困难、耗水量大且缺乏有效的水循环与自动排泥功能等问题，容易造成工作面环境恶化。此外，现有设备大多为固定式安装，无法随外部掘进机同步移动，需频繁接换风筒，维护工作量大。因此，提出一种小型化、机载式、具备干湿混合多级净化及水循环功能的除尘装置。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请提供了一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，解决了现有除尘设备体积大、移动性差、干式滤筒易堵塞失效、湿式耗水量大且缺乏水循环与自动排泥功能、难以实现高效机载集成化除尘的问题。

2、为实现以上目的，本申请通过以下技术方案予以实现：一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，包括一级旋风除尘器，所述一级旋风除尘器设置在外部掘进机的顶部，所述一级旋风除尘器的后端设置有二级湿式除尘器，所述二级湿式除尘器的后端设置有抽出式轴流风机，所述抽出式轴流风机的后端设置有出口管道，所述外部掘进机的后端通过牵引绞盘连接有履带轮底盘，所述履带轮底盘的顶部设置有循环蓄水池；

3、所述一级旋风除尘器的前端设置有输送管道，所述输送管道的前端设置有连接支撑块，所述连接支撑块的前端固定连接有固定环，所述固定环的内部滑动连接有万向球，所述万向球的前端固定连接有集气罩，所述万向球的后端固定连接有帆布管，所述帆布管的后端设置在所述输送管道的前端。

4、优选的，所述固定环的前端固定连接有两个万向节，所述两个万向节的前端均安装有一个防爆电动推杆，两个所述防爆电动推杆的驱动端均通过对应的另一个万向节设置在所述集气罩的外部；所述集气罩的前端扇形区域布置有多个粉尘浓度传感器，所述多个粉尘浓度传感器用于监测前方灰尘浓度，以控制所述防爆电动推杆的运作；所述防爆电动推杆内置或外置有角度传感器或位置传感器，所述角度传感器或位置传感器与所述粉尘浓度传感器共同配合矿用控制分站形成追踪粉尘浓度方位的闭环控制系统。

5、优选的，所述一级旋风除尘器的内部设置有螺旋叶片组，所述一级旋风除尘器的底部设置有绞龙传送装置。

6、优选的，所述二级湿式除尘器的内部设置有多个拂尘滤网，所述二级湿式除尘器的内部设置有主路水管，所述主路水管的底部通过密封转轴转动连接有多个喷头管，多个所述喷头管的底部均设置有齿轮；

7、所述二级湿式除尘器的侧壁安装有驱动电机，所述驱动电机的驱动端设置有多个偏心轮，所述偏心轮的外部转动连接有连杆，所述连杆的另一端转动连接有连接柱，所述连接柱的外部穿设在所述二级湿式除尘器的壳体，所述连接柱靠近所述喷头管的一端设置有齿条，所述齿条与多个所述齿轮相互啮合；

8、所述齿条的外部滑动连接有安装套管，所述安装套管的外端固定连接在所述二级湿式除尘器的内壁，所述安装套管的外部固定连接有外壳。

9、优选的，所述集气罩包括同轴设置的内层壳体和外层壳体，所述内层壳体与外层壳体之间形成有用于抑制反吹风气流的缓冲间隙，所述外层壳体的端口边缘具有向内弯折的弧形导流部。

10、优选的，所述循环蓄水池的内部设置有多级依次连通的沉淀箱体，相邻箱体之间通过溢流管道连通。

11、优选的，每个所述沉淀箱体的底部设置有漏斗状沉淀室，所述漏斗状沉淀室内安装有浓度计，所述浓度计用于监测所述漏斗状沉淀室内部的污泥浓度；所述漏斗状沉淀室底部的排污节点处配置有气动球阀或气动蝶阀，所述浓度计的监测数据用于控制所述气动球阀或气动蝶阀的快速启停，以产生流体冲击力防止污泥堵塞。

12、优选的，所述循环蓄水池内设置有液位计，所述液位计用于监测所述循环蓄水池的水位。

13、优选的，所述二级湿式除尘器的底部为倾斜底板，所述多个拂尘滤网设置于所述倾斜底板的上方，所述喷头管的外部固定连接有多个喷头，所述二级湿式除尘器的底部设置有排污管路，所述排污管路与所述循环蓄水池的进水口连通。

14、优选的，所述抽出式轴流风机上配置有变频调速系统，所述除尘净化装置还包括设置于所述抽出式轴流风机吸风口处的风量传感器、监测进出口负压的压差传感器以及温湿度传感器；所述变频调速系统基于所述粉尘浓度传感器、风量传感器、压差传感器和温湿度传感器的数据融合，对所述抽出式轴流风机和所述二级湿式除尘器内部的喷水系统进行联动调控。

15、本申请提供了一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置。具备以下有益效果：

16、1、本申请通过将一级旋风除尘器、二级湿式除尘器和抽出式轴流风机串联安装在外部掘进机顶部，并将搭载循环蓄水池的履带轮底盘通过牵引绞盘与外部掘进机连接，实现了整个除尘装置随掘进机的同步跟随移动，免去了传统机载除尘设备需频繁接换延伸风筒的繁琐工序，降低了井下作业的设备维护工作量。

17、2、本申请通过在集气罩前端配置粉尘浓度传感器，配合带有位置传感器的防爆电动推杆及控制分站形成闭环追踪控制系统，实现了对前方局部最高粉尘浓度方位的动态追踪，提高了源头除尘的抽吸效率；同时通过采用旋风离心与水雾滤网相结合的干湿分级净化结构，先分离大颗粒粉尘再捕集微尘，有效规避了传统干式滤筒在井下高湿环境中易粘结堵塞的物理缺陷。

18、3、本申请通过在循环蓄水池内设置多级连通的沉淀箱体，并在漏斗状沉淀室底部的排污节点处配置气动球阀或气动蝶阀，利用气动阀门快速启停产生的强烈流体冲击力进行排泥，有效防止了传统井下沉淀池底泥结块从而堵塞排污口的问题；配合浓度计和液位计的监测，实现了喷淋用水的内部全自动循环复用与底泥的定点智能排放，不仅解决了现场环境恶化问题，还实现了水资源的有效回收利用，减少了井下水资源的消耗。

19、4、本申请通过引入粉尘浓度、风量、进出口压差及温湿度等多传感器数据融合的联动调控机制，使变频调速系统能够根据实际吸风负荷与滤网状态，对抽出式轴流风机和二级湿式除尘器的喷水系统进行基于粉尘浓度调控风速、基于压差调控喷雾量的全自动闭环调节，在确保除尘效果始终达标的同时，降低了整机的无功运行能耗，提升了机载除尘设备的智能化控制水平。

1.一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，包括一级旋风除尘器（2），其特征在于，所述一级旋风除尘器（2）设置在外部掘进机（1）的顶部，所述一级旋风除尘器（2）的后端设置有二级湿式除尘器（3），所述二级湿式除尘器（3）的后端设置有抽出式轴流风机（4），所述抽出式轴流风机（4）的后端设置有出口管道（5），所述外部掘进机（1）的后端通过牵引绞盘（28）连接有履带轮底盘（7），所述履带轮底盘（7）的顶部设置有循环蓄水池（6）；

2.根据权利要求1所述的一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，其特征在于，所述固定环（8）的前端固定连接有两个万向节（11），所述两个万向节（11）的前端均安装有一个防爆电动推杆（12），两个所述防爆电动推杆（12）的驱动端均通过对应的另一个万向节（11）设置在所述集气罩（10）的外部；所述集气罩（10）的前端扇形区域布置有多个粉尘浓度传感器，所述多个粉尘浓度传感器用于监测前方灰尘浓度，以控制所述防爆电动推杆（12）的运作；所述防爆电动推杆（12）内置或外置有角度传感器或位置传感器，所述角度传感器或位置传感器与所述粉尘浓度传感器共同配合矿用控制分站形成追踪粉尘浓度方位的闭环控制系统。

3.根据权利要求1所述的一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，其特征在于，所述一级旋风除尘器（2）的内部设置有螺旋叶片组，所述一级旋风除尘器（2）的底部设置有绞龙传送装置（26）。

4.根据权利要求1所述的一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，其特征在于，所述二级湿式除尘器（3）的内部设置有多个拂尘滤网（24），所述二级湿式除尘器（3）的内部设置有主路水管（22），所述主路水管（22）的底部通过密封转轴（23）转动连接有多个喷头管（21），多个所述喷头管（21）的底部均设置有齿轮（20）；

5.根据权利要求1所述的一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，其特征在于，所述集气罩（10）包括同轴设置的内层壳体和外层壳体，所述内层壳体与外层壳体之间形成有用于抑制反吹风气流的缓冲间隙，所述外层壳体的端口边缘具有向内弯折的弧形导流部。

6.根据权利要求1所述的一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，其特征在于，所述循环蓄水池（6）的内部设置有多级依次连通的沉淀箱体，相邻箱体之间通过溢流管道连通。

7.根据权利要求6所述的一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，其特征在于，每个所述沉淀箱体的底部设置有漏斗状沉淀室，所述漏斗状沉淀室内安装有浓度计，所述浓度计用于监测所述漏斗状沉淀室内部的污泥浓度；所述漏斗状沉淀室底部的排污节点处配置有气动球阀或气动蝶阀，所述浓度计的监测数据用于控制所述气动球阀或气动蝶阀的快速启停，以产生流体冲击力防止污泥堵塞。

8.根据权利要求6所述的一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，其特征在于，所述循环蓄水池（6）内设置有液位计，所述液位计用于监测所述循环蓄水池（6）的水位。

9.根据权利要求4所述的一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，其特征在于，所述二级湿式除尘器（3）的底部为倾斜底板，所述多个拂尘滤网（24）设置于所述倾斜底板的上方，所述喷头管（21）的外部固定连接有多个喷头，所述二级湿式除尘器（3）的底部设置有排污管路，所述排污管路与所述循环蓄水池（6）的进水口连通。

10.根据权利要求2所述的一种矿用干湿混合多级机载除尘净化装置，其特征在于，所述抽出式轴流风机（4）上配置有变频调速系统，所述除尘净化装置还包括设置于所述抽出式轴流风机（4）吸风口处的风量传感器、监测进出口负压的压差传感器以及温湿度传感器；所述变频调速系统基于所述粉尘浓度传感器、风量传感器、压差传感器和温湿度传感器的数据融合，对所述抽出式轴流风机（4）和所述二级湿式除尘器（3）内部的喷水系统进行联动调控。