CN112814724A - 用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置；主框架靠近地面的一端连接有操作箱，另一端连接吹风筒，操作箱与吹风筒电连接；其中，吹风筒内设置有风扇，吹风筒的空腔沿风扇吹风方向安装有负离子发射模块，负离子发射模块用于电离空气产生负离子；进风筒处安装有高压静电吸附网与负离子净化网；空气中的烟雾粉尘及污染源与负离子聚合，使其失去活性进行沉降，同时，利用风扇对产生的负离子进行大范围扩散，能够大范围的快速扩散在空气中主动与烟雾、粉尘和有毒气体进行聚合，进而达到电性吸附、中和沉降、化学分解。空气中未净化完的所有污染源再通过进风口高压静电吸附网再次净化，从而达到主动、被动净化双结合的功效。
Description
技术领域
本发明涉及矿洞除烟雾、粉尘技术领域，特别是涉及一种用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置。
背景技术
在现有技术中，矿洞开凿过程中由于矿洞透气性差，机器挖掘前进及打洞放炮后会产生大量的烟雾、粉尘及有毒气体。特别矿洞前进到千米外时矿洞的通风透气性更差。由于通道的空间限制，回流程度高；并且也无法快速对矿洞放炮后产生的烟雾、粉尘、一氧化碳、甲烷、二氧化硫、硫化氢等污染源进行净化，这些烟雾、粉尘和有害气体如果不及时处理，会对人体造成致命的伤害。要等待2-4小时才能工作，严重影响工作效率。而现有技术对这些污染源进行处理通常采用开挖通风井口和增加送风***来处理，这样无法快速和真正解决产生的污染源；通风竖井及排出的污染源也会污染周边的环境。所以针对现有技术的窘困情况，亟需一种能够快速去除烟雾、粉尘和有毒气体，达到空气净化效果的装置。
发明内容
为了解决现有问题，本发明提供一种能够快速去除矿洞内烟雾、粉尘和有毒气体的净化装置。
为实现上述目的，本发明提供一种用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，包括主框架、操作箱和吹风筒；所述主框架靠近地面的一端连接有所述操作箱，另一端连接所述吹风筒，所述操作箱与所述吹风筒电连接；其中，所述吹风筒内设置有风扇，所述吹风筒的空腔沿所述风扇吹风方向安装有负离子发射模块，所述负离子发射模块用于电离空气产生负离子；所述操作箱与所述负离子发射模块电连接。
作为优选，所述操作箱一侧连接有水箱，且所述操作箱与所述水箱内的水泵电连接，且所述水箱与所述主框架固定连接；所述吹风筒的出风口侧壁上还安装有喷雾头，所述喷雾头与所述水泵的出水口连接。
作为优选，所述喷雾头设置有多个，且所述喷雾头圆周阵列排布在所述出风口侧壁上；所述负离子发射模块位于所述风扇和所述出风口之间。
作为优选，所述吹风筒的内壁连接有交叉布设的固定架，以形成十字固定架，所述负离子发射模块包括有负离子电路模组和放电针模组，所述负离子电路模组固定在所述固定架远离所述风扇一侧，所述放电针模组均匀布设在所述负离子电路模组远离所述固定架的一定，且所述放电针模组的放电针尖端指向吹风方向。
作为优选，所述负离子发射模块设置有多个，且每个所述负离子发射模块独立设置，分别与所述操作箱电连接。
作为优选，所述吹风筒的尾部进风口设置有高压静电吸附网，所述操作箱内设置有高压静电电路模块，所述高压静电电路模块与所述高压静电吸附网电连接。
作为优选，所述高压静电吸附网远离所述风扇的一侧设置有负离子接地净化网，所述负离子接地净化网设置有接地电缆，所述接地电缆用于传导空气静电。
作为优选，所述高压静电吸附网靠近所述风扇的一侧设置有防撞网，所述防撞网的栅格孔尺寸小于所述高压静电吸附网。
作为优选，所述吹风筒的尾部进风口的横截面大于所述吹风筒的出风口横截面。
作为优选，所述吹风筒的内腔有沿吹风反向设置的导流凸起，以形成多条导流风道。
本发明的有益效果是：本发明提出的一种用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，包括主框架、操作箱和吹风筒；主框架靠近地面的一端连接有操作箱，另一端连接吹风筒，操作箱与吹风筒电连接；其中，吹风筒内设置有风扇，吹风筒的空腔沿风扇吹风方向安装有负离子发射模块，负离子发射模块用于电离空气产生负离子；操作箱与负离子发射模块电连接；负离子发射模块用于电离空气产生负离子；进风筒处安装有高压静电吸附网与负离子净化网。操作箱与负离子发射模块与高压静电吸附模块电连接；由于矿洞放炮后产生大量可见烟尘颗粒及有毒气体，所以在使用负离子发生器后，空气中的烟雾粉尘及污染源与负离子聚合，使其失去活性进行沉降，于此同时，利用风扇对产生的负离子进行大范围扩散，从而令产生的负离子能够大范围的快速扩散在空气中主动与烟雾、粉尘和有毒气体进行聚合，进而达到电性吸附、中和沉降、化学分解。空气中未净化完的所有污染源再通过进风口高压静电吸附网再一次净化，从而达到主动净化和被动净化双结合的功效。快速的把烟雾，粉尘分解和祛除，达到净化空气的作用。
附图说明
图1为本发明的结构立体图；
图2为本发明的剖视图；
图3为本发明后视视角示意图；
图4为本发明出风口部分结构示意图；
图5为本发明负离子发射模块电路图；
图6为本发明高压静电电路模块电路图；
图7为本发明的设备控制电路图。
主要元件符号说明如下：
1、主框架；2、操作箱；3、吹风筒；31、风扇；32、负离子发射模块；321、负离子电路模组；322、放电针模组；33、喷雾头；34、固定架；35、尾部进风口；351、高压静电吸附网；352、负离子接地净化网；353、防撞网；4、水箱5、水泵。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
在下文描述中，给出了普选实例细节以便提供对本发明更为深入的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解所述具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。
在现有技术中，放炮后在矿洞中会形成大量的可见烟尘和混杂有大量有毒气体的烟雾，由于矿洞的空间限制，空气流动性本身就较差而现有技术对这些污染源进行处理通常采用开挖通风井口和增加送风***来处理，无法真正解决产生的污染源。竖井及排风排出的污染源也会污染周边的环境。净化效率也非常低，需要2-4小时才能正常工作，严重影响工作效率。尤为重要的是，由于矿洞主要危害人体健康和难以处理的是有毒气体和烟雾，所以根据此思路，在本方案中采用了负离子主动净化技术，高压静电被动吸附技术，喷洒雾化还原技术对烟雾、粉尘、一氧化碳、甲烷、二氧化硫、硫化氢等污染源进行电性吸附、中和沉降、化学分解，达到快速净化空气的效果。具体方案如下：
本发明提供一种用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，请参阅图1-图4；包括主框架1、操作箱2和吹风筒3；主框架1靠近地面的一端连接有操作箱2，另一端连接吹风筒3，操作箱2与吹风筒3电连接，操作箱内安装有柴油发电装置，同时也可以直接接入市电，兼容380伏电压供电，并兼容AC220伏电压；其中，吹风筒3内设置有风扇31，吹风筒3的空腔沿风扇31吹风方向安装有负离子发射模块32，负离子发射模块32用于电离空气产生负离子；操作箱2与负离子发射模块32电连接；具体负离子发射模块的电路实现方式，请参阅图5，可以通过负离子发生电路实现，例如220V市电经整流、限流模块，然后通过可控硅整流器进行控制从而产生振荡，经升压器进行升压后，然后整流得到50000V的负电压，经放电针对空气放电产生电离，生成负离子，然后利用380V的风扇进行送风，距离可以达到35米的送风射程。
在本实施例中，操作箱2一侧连接有水箱4，且操作箱2与水箱4内的水泵电连接，且水箱4与主框架1固定连接；吹风筒3的出风口侧壁上还安装有喷雾头33，喷雾头33与水泵的出水口连接。水箱为200升容器，其中还安装有自动悬浮报警垄断装置，利用浮球漂浮在水面，然后通过浮球的位置进行水位侦测，提醒及时添水，同时在水箱可以存放化学沉降试剂，与此同时，该喷雾头采用可旋转结构设置，用来针对局部性喷量调控；旋转方式可以采用过盈配合或者球头杆连接，该种方式都是现有技术中常见的方式，在此不再赘述。值得说明的是，由于采用了负离子发射主动净化和高压静电吸附及喷雾头喷水，所以其使用顺序有一定的要求，最先开启风扇并一直运行，然后开启负离子发射模块，电离空气产生大量的负离子，经由风扇扩散到空气中，同时开启高压静电吸附功能，主动净化和被动净化双功能互补达到除烟、除尘的效果，此时烟雾粉尘及有害气体的带电荷微尘被结合沉降分解，达到空气净化效果。然后开启喷雾头，且喷雾头的喷射方向沿吹风方向设置，然后进行水雾把各种有毒气体及所有污染源和异味氧化，分解和还原成优质的空气。喷雾头采用直径52cm的圆形管道外置20个可调节喷雾粒径大小的喷头，利用喷水电泵大功率输出方式，将专用净化配方水雾化喷洒到空气中，将空气中异味净化还原成优质的空气。
在本实施例中，吹风筒3的内壁连接有交叉布设的固定架34，以形成十字固定架，负离子发射模块32包括有负离子电路模组321和放电针模组322，负离子电路模组固定在固定架远离风扇一侧，放电针模组均匀布设在负离子电路模组远离固定架的一定，且放电针模组的放电针尖端指向吹风方向。负离子发射模块设置有多个，且每个负离子发射模块独立设置，分别与操作箱电连接。由于矿洞区域都是远离市区的，而作为这种高压装置，其损耗较为严重，所以在损坏时不以维修，为了不影响工程进度，所以将负离子发射模块设置有多个，并且相互独立工作，防止全部损坏的事件发生；具体的，安装有四组负离子发射模块，均匀布设在十字固定架上，且每组放电针模组由18根镀金钢针组成；而十字固定架则采用绝缘材料制成。
在本实施例中，吹风筒3的尾部进风口35设置有高压静电吸附网351，请参阅图6，操作箱2内设置有高压静电电路模块，高压静电电路模块与高压静电吸附网351电连接；通过高压静电电路模块，为高压静电吸附网提供20000-26000V的高压电场，从而达到吸附进气中的电荷微尘；由于矿洞的环境通常形成回流风道，并且吹风筒必须要有进风口才能实现吹风，所以在出风口进行吹风时，形成了风压，使得部分微尘粒子四散开来，同时在进风口处为低压环境，自然而然的会进入到吹风筒中，如果不进行处理，久而久之则会直接接触到风扇和放电针模组，造成后续的维护困难和损耗，而加入了高压静电吸附网之后，通过附加在金属网上的高压静电场，能够将低压环境中的带电荷微尘进行吸附和拦截，所以在负离子喷射和高压静电吸附的两相配合之下，达到高吸附效果。
更为具体的一个实施例，高压静电吸附网351远离风扇的一侧设置有负离子接地净化网352，负离子接地净化网设置有接地电缆，接地电缆用于传导空气静电；由于前端的电离环境产生了大量的空气静电，而且后端的高压静电场也产生了静电，所以空气中是存在大量的静电的，而为了防止这些电荷对人体造成伤害，所以在负压环境中的负离子接地净化网来吸附静电，并通过接地电缆将该电荷导入到大地形成接地，保证使用环境的安全。
在本实施例中，高压静电吸附网351靠近风扇的一侧设置有防撞网353，防撞网的栅格孔尺寸小于高压静电吸附网。因为在山区，可以防止昆虫等小动物飞入吹风筒内。并且，整体的装置采用金属外壳，达到良好的接地效果。
在本实施例中，吹风筒3的尾部进风口的横截面大于吹风筒的出风口横截面，吹风筒的内腔有沿吹风反向设置的导流凸起，以形成多条导流风道。
应用例
在矿洞放炮后，将出风口对准烟尘集中的位置，然后检查水箱水量，并调整吹风筒位置和喷雾头角度，喷雾头采用直径52cm的圆形管道外置20个可调节喷雾粒径大小的喷头，对准烟尘浓度最大位置；而且在操作箱上安装有2组可调节角度的高亮度射灯，以适应夜晚作业和烟尘浓度过高的环境；首先开启风扇进行吹风，然后开启负离子发射模块进行负离子发射，利用负离子结合烟尘中带电荷的有害气体，然后达到沉降净化的效果，开启负离子发射模块的同时，开启高压静电吸附网的高压静电电路；使得进风端和出风端都能够对带电荷的灰尘进行吸附和沉降，而由电离产生的空气中大量静电，被接地的负离子接地净化网进行电荷中和泄放；矿洞内放炮产生的所有污染源15分钟到25分钟之间烟雾粉尘就可以净化完全。然后关闭高压静电跟负离子功能，开启独家调制的配方净化药水喷洒10分钟，通过雾化把净化药水射程至20至25米远，把各种有毒气体及所有污染源和异味氧化，分解和还原成优质的空气。请参阅图7，操作箱内设置有驱动电路和开关电路，驱动电路和开关电路 MCU控制电路连接于电源电路；负离子发射模块和高压静电电路模块均分别通过各自的开关连接到MCU控制电路，从而构成可以独立控制，独立运行的电路模块。
本发明的技术效果有：
1、有效将放炮后产生的烟雾、粉尘、一氧化碳、甲烷、二氧化硫、硫化氢等污染源短时间内起到良好的空气净化效果，为矿洞的工作人员提供创造一个健康的工作环境。并提前2至4小时进入工作环境，提高工作效率，保障安全生产；
2、产生高浓度负离子，利用高速风扇把负离子射程至30至35米远的距离，与烟雾、粉尘产生物理吸附沉降、电性吸附沉降、化学分解，瞬间把烟雾、粉尘净化。再利用空气循环返回的未净空气，利用进风口的高压静电网和负离子接地净化网再一次净化未净空气，达到主动净化和被动净化双功能互补；
3、通过雾化把净化药水射程至20至25米远，把各种有毒气体及所有污染源和异味氧化，分解和还原成优质的空气；
4、进风口采用三层网，每层间隔5CM，内层为不锈钢防撞网，直径为58CM；中层为高压静电吸附网，直径为50CM；外层为负离子接地净化网，直径为78CM；每层网均有不同的设计功效。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，其特征在于，包括主框架、操作箱和吹风筒；所述主框架靠近地面的一端连接有所述操作箱，另一端连接所述吹风筒，所述操作箱与所述吹风筒电连接；其中，所述吹风筒内设置有风扇，所述吹风筒的空腔沿所述风扇吹风方向安装有负离子发射模块，所述操作箱与所述负离子发射模块电连接；所述负离子发射模块用于电离空气产生负离子。
2.根据权利要求1所述的用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，其特征在于，所述操作箱一侧连接有水箱，且所述操作箱与所述水箱内的水泵电连接，且所述水箱与所述主框架固定连接；所述吹风筒的出风口侧壁上还安装有喷雾头，所述喷雾头与所述水泵的出水口连接。
3.根据权利要求2所述的用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，其特征在于，所述喷雾头设置有多个，且所述喷雾头圆周阵列排布在所述出风口侧壁上；所述负离子发射模块位于所述风扇和所述出风口之间。
4.根据权利要求1所述的用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，其特征在于，所述吹风筒的内壁连接有交叉布设的固定架，以形成十字固定架，所述负离子发射模块包括有负离子电路模组和放电针模组，所述负离子电路模组固定在所述固定架远离所述风扇的一侧，所述放电针模组均匀布设在所述负离子电路模组远离所述固定架的一定，且所述放电针模组的放电针尖端指向吹风方向。
5.根据权利要求4所述的用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，其特征在于，所述负离子发射模块设置有多个，且每个所述负离子发射模块独立设置，分别与所述操作箱电连接。
6.根据权利要求1所述的用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，其特征在于，所述吹风筒的尾部进风口设置有高压静电吸附网，所述操作箱内设置有高压静电电路模块，所述高压静电电路模块与所述高压静电吸附网电连接。
7.根据权利要求6所述的用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，其特征在于，所述高压静电吸附网远离所述风扇的一侧设置有负离子接地净化网，所述负离子接地净化网设置有接地电缆，所述接地电缆用于传导空气静电。
8.根据权利要求6所述的用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，其特征在于，所述高压静电吸附网靠近所述风扇的一侧设置有防撞网，所述防撞网的栅格孔尺寸小于所述高压静电吸附网。
9.根据权利要求1所述的用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，其特征在于，所述吹风筒的尾部进风口的横截面大于所述吹风筒的出风口横截面。
10.根据权利要求9所述的用于矿洞烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，其特征在于，所述吹风筒的内腔有沿吹风反向设置的导流凸起，以形成多条导流风道。
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