CN108672125A - 煤炭粉尘用自动喷洒设备及实现喷洒均匀的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤炭粉尘用自动喷洒设备及实现均匀喷洒的方法，包括水泵；用于保持所需压力的压力罐，压力罐与水泵相连；喷淋装置，喷淋装置上连接有喷头；弹性软管，软管一端与压力罐相连，另一端与喷淋装置相连；弹性支架，弹性支架为拉簧，拉簧套设于软管的外部，拉簧的下端固定，上端与喷淋装置相连；常态下，弹性软管和喷淋装置在拉簧的拉下作用下位于低点，当向弹性软管内供给高压水流时，水流的压力使弹性软管克服拉簧的位力而伸长，从而使喷淋装置位于高点。本发明的方法通过预先计算并存储关系f，通过对每一圆环的喷洒时间t进行计算，来保证在单位面积内的喷洒量相同，从而实现自动均匀喷洒。

Description

煤炭粉尘用自动喷洒设备及实现喷洒均匀的方法

技术领域

本发明涉及一种更加自动化和智能化的煤炭粉尘用自动喷洒设备及实现喷洒均匀的方法，属于机械制造领域。

背景技术

煤炭在相当长的时期内仍将是主要能源。煤矿安全和环保是煤矿正常生产的必要条件，能够确保煤炭工业持续、稳定、健康发展。在煤炭开采过程中，粉尘污染对人体的危害并逐渐受到重视的一种煤矿污染源。在煤炭开采和使用过程中，粉尘污染不可避免，被人体吸人呼吸道的粉尘，绝大部分被吸入后又被呼出。在没有阻力的情况下，吸入的尘粒会经气管、主支气管、细支气管后，进人气体交换区域的呼吸性细支气管、肺泡管和肺泡，并在进人的过程中产生毒作用，影响气体交换功能。而实际上，可吸入性粉尘被吸人呼吸道后，主要通过撞击、重力沉积、弥散、静电沉积、截留而沉降在呼吸道，只有极少部分粉尘能进人肺泡区。粉尘颗粒本身含有可溶性物质或在空气中吸附的其他有害物质，依据溶解性的不同，可溶解于呼吸道或肺泡内的黏液，被人体吸收而直接产生中毒。为解决粉尘造成的污染，现有技术中普遍采用除尘器进行除尘，而这些除尘器的针对性较强，主要用于烟尘通道中除尘使用，没有空间除尘功能，且只适合处理小空间的粉尘。而煤矿的工作空间中，粉尘是漂浮于空中，因而，现有技术的除尘器无法适用。导致长期以来，煤矿工作空间中的工人长期受煤粉尘困扰。因此，需要一种处理大空间的煤矿空中粉尘吸尘器，能够清除工作空间的煤粉尘，并根据需要可以随意移动，保持空气的清洁，减少粉尘对工作人员的危害。

同时，目前很多领域都会用于旋转喷洒设备，比如在修筑道路时，对道路基层材料洒水养护；又比如在喷洒灌溉领域通过旋转的方式对植物浇水或对花草喷药；再比如在公路、高速公路的交通安全维护中，可采用旋转喷洒方式对路面喷洒液体融雪剂，可进行路面除雪、融冰，以保证道路能行安全；还有医疗清洗消毒领域可通过旋转喷洒方式对医院喷洒消毒水。因此旋转喷洒设备的用途十分广泛。

但是，现在的旋转喷洒设备的输水管较高、占用空间较大、存放不方便，存在自动化与智能化的需要

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在问题，提供一种煤炭粉尘用自动喷洒设备及实现喷洒均匀的方法，以解决现有的煤粉除尘装置效率低、处理范围小的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明一方面提供了一种煤炭粉尘用自动喷洒设备，包括：

用于连通水源的水泵；

用于保持所需压力的压力罐，所述压力罐与水泵相连；

喷淋装置，所述喷淋装置上连接有喷头；

弹性软管，所述软管一端与所述压力罐相连，另一端与所述喷淋装置相连；

弹性支架，所述弹性支架为拉簧，所述拉簧套设于所述软管的外部，拉簧的下端固定，上端与所述喷淋装置相连；常态下，所述弹性软管和喷淋装置在拉簧的拉下作用下位于低点，当向弹性软管内供给高压水流时，水流的压力使所述弹性软管克服拉簧的位力而伸长，从而使所述喷淋装置位于高点。

本申请所述“水流”应理解为广义上的“液流”，比如可以包括含有各种溶剂的水流。

根据本发明的煤炭粉尘用自动喷洒设备通过弹性软管和弹性支架可以具有以下优点：

(1)常态下，喷淋装置位于低点，从而使整个设备的高度较低，便于存放；

(2)随着喷淋装置高度的升高，使得喷头的喷射距离变远，从而根据不同喷洒面积确定喷淋高度；

(3)由于喷头通常只有一个较小的喷洒范围，造成喷洒不均匀。使用时通过本设备的压力罐提供一个压力逐渐增大的水流，从而使得喷淋装置逐渐升高，使得喷洒面积逐渐增大，最终实现在喷洒面积内喷洒均匀的效果。

根据本发明的煤炭粉尘用自动喷洒设备还可以具有以下附加技术效果：

优选的，还包括：

处理器，所述处理器预存压力p与喷头喷洒圆环的宽度a以及喷头喷洒圆环的中心

与软管中心的距离l的关系f；

用于测量水流压力的压力传感器；

操作按钮，所述操作按钮包括：

用于启动本设备的启动按钮；

用于暂停本设备的暂停按钮；

用于自动喷洒的自动按钮；

用于输入待喷洒半径的输入按钮；

用于停止本设备的停止按钮。

用于显示的显示屏。

所述处理器与压力罐、压力传感器、水泵、操作按钮和显示屏相连。

优选的，所述喷淋装置包括：

旋转接头，所述旋转接头与所述弹性软管相连；

旋转喷帽，所述旋转喷帽设在所述旋转接头上；

至少一对相对于所述旋转喷帽的旋转轴对称的喷淋管，所述喷淋管设置在所述旋转喷帽上，一对所述喷淋管的两管轴线不重合；

喷头，所述喷头设置在所述喷淋管的端部。

优选的，所述弹性支架的上端连接有滑块，所述滑块与所述喷头装置滑动连接；

优选的，所述滑块上设置有弹片，所述弹片上开有螺纹孔，所述螺纹孔内配合有螺钉，所述螺钉压在旋转喷帽上。

本发明另一方面提供了一种实现喷洒均匀的方法，采用上述的煤炭粉尘用自动喷洒设备，该方法为：

(1)放置好所述煤炭粉尘用自动喷洒设备；

(2)增加水流压力，使喷头喷洒较近的范围；

(3)待该范围喷洒到一定程度时，进一步增加水流压力，使喷头喷洒较远的范围；

(4)重复步骤(3)，直至所有喷洒范围均实现喷洒均匀。

优选的，本设备还具有以下智能自动喷洒均匀的功能，具体方法是：

(1)通过输入按钮输入待喷洒的半径lMAX，处理器通过预存的关系f，计算出需要升高的最大压力pMAX；

(2)通过启动按钮启动本设备，启动后，水泵和压力罐工作，压力升至一个最小压力pMIN后维持在该最小压力，设备在半径lMIN内对宽度aMIN内的圆环范围进行喷洒；

(3)经过时间tMIN后，按下暂停按钮，自动或人工判断达到喷洒要求；

(4)处理器根据半径lMIN、宽度aMIN计算该圆环的面积，再乘以时间tMIN得到单位面积内的喷洒量；进而根据关系f计算与该圆环相邻的圆环的面积，根据喷洒量得到其时间t；以此类推计算整个喷洒区域内的时间；

(5)按下自动按钮，设备根据步骤(4)的计算结果进行自动喷洒；

(6)若遇紧急情况，按下停止按钮，设备停止喷洒。

本发明的有益效果是：当弹性软管内供给高压水流时，水流的压力会克服拉簧的拉力使弹性软管伸长，带动喷淋装置升高，水压越大，喷淋装置越高，喷淋装置的水流喷出的距离越远，除尘的范围也就越大，如果想要减小除尘面积，只需要减小供水水压就可以，调节方便。本发明除尘用的水流从高处向下喷洒，且喷淋装置在水流的作用下旋转，喷洒范围更大，除尘效率高。喷淋装置的升降和旋转不需要额外的动力，节约能源。溢流阀的设置使压力罐的压力恒定，保证了弹性软管和喷淋装置中的水压稳定，使喷淋更加均匀，喷淋效果更好，且水压的控制更方便。

附图说明

本发明的上述的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的煤炭粉尘用自动喷洒设备的结构示意图；

图2是本发明实施例的煤炭粉尘用自动喷洒设备的结构主视图；

图3是本发明实施例的煤炭粉尘用自动喷洒设备的喷淋装置的结构示意图；

图4是本发明实施例的煤炭粉尘用自动喷洒设备的喷淋装置的主视图；

图5是本发明实施例的煤炭粉尘用自动喷洒设备的喷淋装置的俯视图；

图6是本发明实施例的煤炭粉尘用自动喷洒设备的喷洒示意图；

图7是本发明实施例的煤炭粉尘用自动喷洒设备的控制原理图。

附图标记说明：

在图1-图5中，喷淋装置1；弹性支架2；弹性软管3；箱体4；溢流管5；溢流阀6；压力罐7；万向轮8；水泵9；导管10；旋转接头11；旋转喷帽12；喷淋管13；喷头14；螺钉15；滑块16；弹片17。

在图6-图7中，处理器18；压力传感器19；操作按钮20；显示屏21；启动按钮22；暂停按钮23；自动按钮24；输入按钮25；停止按钮26。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考的附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面结合附图进一步说明。

实施例1

本实施例提供了一种大型煤炭粉尘用自动便携式喷洒设备，包括：喷淋装置1，喷淋装置1与弹性软管3连接，弹性软管3另一端连接于压力罐7底部，压力罐7设置于箱体4上，弹性软管3外侧设置有弹性支架2，弹性支架2一端连接于箱体4上，另一端连接有滑块16，滑块16相对滑动的连接于喷淋装置1上。

喷淋装置1包括旋转喷帽12，旋转喷帽12为一个圆柱形的金属壳，旋转喷帽12通过旋转接头11与弹性软管3相连，旋转接头11连接的旋转喷帽12和弹性软管3可以相对转动，且旋转接头11是中空的，可以允许水流通过旋转接头11，旋转喷帽12上连接有至少一对关于旋转喷帽12的旋转轴对称的喷淋管13，喷淋管13水平设置，一对喷淋管13的两管轴线不重合，喷淋管13端部设置有喷头14。由于一对喷淋管13的两管轴线之间存在一定的距离，所以在水流从喷头14中喷出时，喷出的水流会对喷头14产生一个反作用力，成对的两喷头14所受的作用力大小相等，方向相反，且不作用在同一条直线上，这两个作用力会产生一个力偶，在力偶的作用下旋转喷帽12会绕自己的旋转轴转动，使喷头14喷出的水流可以覆盖更大的面积。

滑块16上设置有弹片17，弹片17上开有螺纹孔，螺纹孔内配合有螺钉15，弹片17带螺纹孔的一端位于圆柱壳形的旋转喷帽12的圆柱面的外侧，螺纹孔内的螺钉15正对着旋转喷帽12，螺钉15的端部压在旋转喷帽12上，当拧动螺钉15时可以增大或减小螺钉15与旋转喷帽12之间的滑动摩擦力，从而改变旋转喷帽12的转动阻力。当需要较高的喷洒位置且不需要很大的喷洒量时，旋转喷帽12就不需要很高的旋转速度，此时需要向内拧动螺钉15，使旋转喷帽12的旋转阻力增大，使旋转喷帽12旋转速度降低，同时更换较细的喷头14，这样喷出的水流的流量会减少，由于喷出的水流量减少了，弹性软管3中的水流的压力损失就减少了，弹性软管3内的压力就会更高，旋转喷帽12的高度也就提高了，反之更换较粗的喷头14，向外拧动螺钉15即可。除尘用的水流从高处向下喷洒，且喷淋装置1在水流的作用下旋转，除尘范围大。喷淋装置1的升降和旋转都依靠除尘用的水流提供动力，不需要额外的动力输入，节约能源。

滑块16为一块磁铁，喷淋装置1底部为铁质的光滑平板，滑块16相对滑动的吸附在喷淋装置1上，滑块16不会限制喷淋装置1绕自己的轴线的转动，同时滑块16可以带动喷淋装置1做上下运动。

弹性支架2为拉簧。拉簧套于弹性软管3外，拉簧和弹性软管3都竖直设置，使用时打开弹性软管3上的阀门，向弹性软管3内供给高压水流，水流的压力会克服拉簧的拉力使弹性软管3伸长，由于拉簧支撑，弹性软管3不会弯曲，可以带动喷淋装置1竖直升高，使用完成时，关闭弹性软管3上的阀门，停止向弹性软管3供给高压水流，弹性软管3和喷淋装置1会在拉簧的拉力的作用下复位，喷淋装置1将会降到最底部，此时装置的高度较低，便于存放本设备。

压力罐7通过导管10与用于连接水源的水泵9相连接，水泵9设置于箱体4外，水泵9的进水管穿过箱体4上表面伸入箱体4底部，用于给压力罐7供水加压。

压力罐7与箱体4之间连接有溢流管5，溢流管5上设置有溢流阀6。用于排出压力罐7中多余的压力，防止压力罐7中压力过高，发生危险。同时使用压力罐7为弹性软管3和喷淋装置1供水，使弹性软管3和喷淋装置1中的水压稳定，不会出现水压的剧烈波动，使喷淋更加均匀，喷淋效果更好，且更有利于控制水压。

箱体4底部设置有若干万向轮8，方便移动。

弹性软管3与压力罐7连接处设置有阀门。用于调节弹性软管3和喷淋装置1中的水流的压力，从而改变喷淋装置1的高度和喷出水流的流速，进而控制喷淋的面积。

当弹性软管3内供给高压水流时，水流的压力会克服拉簧的拉力使弹性软管3伸长，带动喷淋装置1升高，水压越大，喷淋装置1越高，喷淋装置1的水流喷出的距离越远，除尘的范围也就越大，如果想要减小除尘面积，只需要减小供水水压就可以，调节方便。

本发明的使用方法为：

(1)根据需要调节螺钉15，使喷淋装置1的旋转阻力满足要求；

(2)关闭弹性软管3上的阀门，调节溢流阀6的溢流压力，打开水泵9，向压力罐7加水加压，多余的水和压力将从溢流阀6排出；

(3)打开弹性软管3上的阀门，装置开始工作。

实施例2

如图6、7所示，本实施例的大型煤炭粉尘用自动便携式喷洒设备提供一种自动喷洒均匀的方法。

该设备除包括实施例1的部分外，还包括：

处理器18，处理器18预存压力p与喷头喷洒圆环的宽度a以及喷头喷洒圆环的中心与软管中心的距离l的关系f。该关系f可以预先通过人工测量得到若干个对应数据，也可以通过函数来计算。

压力传感器19，用于测量水流压力。压力传感器19可以设置在压力罐7上，也可以设置在压力罐7与弹性软管之间的管道上。

操作按钮20设置可以设置在设备本体上，也可以通过远程遥控实现。

操作按钮20包括：用于启动本设备的启动按钮22；用于暂停本设备的暂停按钮23；用于自动喷洒的自动按钮24；用于输入待喷洒半径的输入按钮25；用于停止本设备的停止按钮26。

用于显示的显示屏21。

所述处理器18与压力罐7、压力传感器19、水泵9、操作按钮20和显示屏21相连。

利用该设备实现喷洒均匀的方法，该方法为：

(1)放置好所述煤炭粉尘用自动便携式喷洒设备；

(2)增加水流压力，使喷头喷洒较近的范围；

(3)待该范围喷洒到一定程度时，进一步增加水流压力，使喷头喷洒较远的范围；

(4)重复步骤(3)，直至所有喷洒范围均实现喷洒均匀。

作为本发明的优选示例，本设备还具有以下智能喷洒的功能，具体方法是：

(1)通过输入按钮25输入待喷洒的半径lMAX，处理器18通过预存的关系f，计算出需要升高的最大压力pMAX；

(2)通过启动按钮22启动本设备，启动后，水泵9和压力罐7工作，压力升至一个最小压力pMIN后维持在该最小压力，设备在半径lMIN内对宽度aMIN内的圆环范围进行喷洒；

(3)经过时间tMIN后，按下暂停按钮23，自动或人工判断达到喷洒要求；

(4)处理器18根据半径lMIN、宽度aMIN计算该圆环的面积，再乘以时间tMIN得到单位面积内的喷洒量；进而根据关系f计算与该圆环相邻的圆环的面积，根据喷洒量得到其时间t；以此类推计算整个喷洒区域内的时间；

(5)按下自动按钮24，设备根据步骤(4)的计算结果进行自动喷洒；

(6)若遇紧急情况，按下停止按钮26，设备停止喷洒。

从而，本实施例的大型煤炭粉尘用自动便携式喷洒设备通过预先计算并存储关系f，通过对每一圆环的喷洒时间t进行计算，来保证在单位面积内的喷洒量相同，从而实现自动喷洒均匀。

需要说明的是，本发明的设备不局限于煤炭粉尘的喷洒，其它任何需要喷洒均匀的领域均具有其实用价值。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种煤炭粉尘用自动喷洒设备，其特征在于，包括：

用于连通水源的水泵；

用于保持所需压力的压力罐，所述压力罐与水泵相连；

喷淋装置，所述喷淋装置上连接有喷头；

弹性软管，所述软管一端与所述压力罐相连，另一端与所述喷淋装置相连；

弹性支架，所述弹性支架为拉簧，所述拉簧套设于所述软管的外部，拉簧的下端固定，上端与所述喷淋装置相连；常态下，所述弹性软管和喷淋装置在拉簧的拉下作用下位于低点，当向弹性软管内供给高压水流时，水流的压力使所述弹性软管克服拉簧的位力而伸长，从而使所述喷淋装置位于高点。

2.根据权利要求1所述的煤炭粉尘用自动喷洒设备，其特征在于，还包括：

处理器，所述处理器预存压力p与喷头喷洒圆环的宽度a以及喷头喷洒圆环的中心与软管中心的距离l的关系f；

用于测量水流压力的压力传感器；

操作按钮，所述操作按钮包括：

用于启动本设备的启动按钮；

用于暂停本设备的暂停按钮；

用于自动喷洒的自动按钮；

用于输入待喷洒半径的输入按钮；

用于停止本设备的停止按钮；

用于显示的显示屏；

所述处理器与压力罐、压力传感器、水泵、操作按钮和显示屏相连。

3.根据权利要求1所述的煤炭粉尘用自动喷洒设备，其特征在于，所述喷淋装置包括：

旋转接头，所述旋转接头与所述弹性软管相连；

旋转喷帽，所述旋转喷帽设在所述旋转接头上；

至少一对相对于所述旋转喷帽的旋转轴对称的喷淋管，所述喷淋管设置在所述旋转喷帽上，一对所述喷淋管的两管轴线不重合；

喷头，所述喷头设置在所述喷淋管的端部。

4.根据权利要求1所述的煤炭粉尘用自动喷洒设备，其特征在于，所述弹性支架的上端连接有滑块，所述滑块与所述喷头装置滑动连接。

5.根据权利要求1所述的煤炭粉尘用自动喷洒设备，其特征在于，所述滑块上设置有弹片，所述弹片上开有螺纹孔，所述螺纹孔内配合有螺钉，所述螺钉压在旋转喷帽上。

6.一种实现均匀喷洒的方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的煤炭粉尘用自动喷洒设备，该方法为：

(1)放置好所述煤炭粉尘用自动喷洒设备；

(2)增加水流压力，使喷头喷洒较近的范围；

(3)待该范围喷洒到一定程度时，进一步增加水流压力，使喷头喷洒较远的范围；

(4)重复步骤(3)，直至所有喷洒范围均实现均匀喷洒。

7.一种实现均匀喷洒的方法，其特征在于，采用权利要求2所述的煤炭粉尘用自动喷洒设备，该方法为：

(1)通过输入按钮输入待喷洒的半径lMAX，处理器通过预存的关系f，计算出需要升高的最大压力pMAX；

(2)通过启动按钮启动本设备，启动后，水泵和压力罐工作，压力升至一个最小压力pMIN后维持在该最小压力，设备在半径lMIN内对宽度aMIN内的圆环范围进行喷洒；

(3)经过时间tMIN后，按下暂停按钮，自动或人工判断达到喷洒要求；

(4)处理器根据半径lMIN、宽度aMIN计算该圆环的面积，再乘以时间tMIN得到单位面积内的喷洒量；进而根据关系f计算与该圆环相邻的圆环的面积，根据喷洒量得到其时间t；以此类推计算整个喷洒区域内的时间；

(5)按下自动按钮，设备根据步骤(4)的计算结果进行自动喷洒；

(6)若遇紧急情况，按下停止按钮，设备停止喷洒。