[發明專利]一種礦用氮氣細水霧發生裝置

無效

• 申請號: 201010243627.1
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101915113A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 王德明;任萬興;韓方偉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F5/00
• 分類號: E21F5/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術領域

本發明涉及一種礦用氮氣細水霧發生裝置，尤其適用于煤礦井下采空區和封閉空間的防滅火。

背景技術

礦井火災是煤礦主要災害之一，給煤礦的安全生產造成很大威脅。為了防治礦井火災，目前普遍采用氮氣防滅火技術。氮氣具有良好的惰化窒息功能，能夠快速抑制火區的發展。但是氮氣不具備吸熱降溫功能。為了克服上述缺點，將氮氣和細水霧防滅火技術進行有機結合，利用氮氣的動力產生細水霧，充分利用氮氣良好的擴散性能，將大量的細水霧帶入火區，以彌補氮氣在吸熱降溫方面的不足。

目前產生細水霧的方法主要有撞擊、氣動、高壓、靜電及超聲波等，撞擊、氣動以及高壓霧化效果不穩定，霧化顆粒分布不均，且這些方式產生細水霧耗能較大，需配備增壓設備。靜電及超聲波霧化方式霧化效果好，但是需要電源供電，且霧化量偏小、穿透能力弱，不能滿足煤礦井下防滅火對大量細水霧的需求，因此為了煤礦更好的利用氮氣惰化功能和細水霧吸熱降溫功能進行防滅火工作，急需設計大霧化量的氮氣細水霧發生裝置。

發明內容

本發明的目的是克服已有技術中的不足，提供一種結構簡單、體積小、產霧量大、操作簡單、維護方便的礦用氮氣細水霧發生裝置。

本發明的礦用氮氣細水霧發生裝置，包括霧化筒體，霧化筒體內設有霧化器和頭部插入霧化器內的導水旋風器，導水旋風器與霧化筒體的尾部相連接，導水旋風器的尾部開有通向前部的錐形導通道，導水旋風器的前部呈塔形，前端設有螺旋葉片半徑逐漸縮小形成的漸縮導風螺旋槽，其頭部設有多個噴水孔；霧化器入口處的霧化筒體壁上設有通入氮氣的進氣口，霧化器的前部呈碗形，碗底上開有多個通氣孔，碗外壁與霧化筒體內壁相配合，霧化器的后部呈杯狀，杯底與碗底相通，杯的外壁上設有支撐在霧化筒體內部的固定塊；導水旋風器的尾部設有與其相連接的整流筒體。

所述的整流筒體內設有過濾網；所述霧化筒體的尾部設有與導水旋風器相連的霧化筒體調節螺紋；所述整流筒體的前部設有與導水旋風器相連的整流筒體調節螺紋；所述的導水旋風器上設有調整柄；所述多個噴水孔的孔軸線與導水旋風器軸線的水平夾角約為30°。

有益效果：本發明可直接利用煤礦井下現有的輸水管路、氮氣管路，通過漸縮導風螺旋槽使得從進氣口進入的一部分氮氣旋轉，形成旋轉射流，從而使從噴水孔中噴出的水被吹散成霧滴，再經過霧化器的導氣通道的漸縮與擴張到達噴腔，此時高速旋轉射流受到嚴重擾動，形成激波，霧化效果加強，同時從通氣孔噴出的另一部分氮氣再一次強化了擾動，使得霧化效果達到最佳。調節螺紋使得導水旋風器通過使用調節柄調節導水旋風器的位置，調節漸縮導風螺旋槽和噴水孔在導氣通道中的位置，可調節氮氣細水霧的霧化效果。能較好的利用旋轉射流和激波對霧化的促進作用。適用于煤礦井下采空區或者封閉空間防滅火。其結構簡單，占據空間小，可靈活移動，操作簡單，能實現連續工作，滅火效率高，不含有電氣元件，安全可靠，適宜礦井使用，經濟效益明顯，具有廣泛的實用性。

附圖說明

附圖是本發明的礦用氮氣細水霧發生裝置結構示意圖。

圖中：1-導水旋風器，2-霧化器，3-霧化筒體，4-整流筒體，5-過濾網，6-噴水孔，7-漸縮導風螺旋槽，8-霧化筒體調節螺紋，9-調節柄，10-導水通道，11-固定足塊，12-通氣孔，13-導氣通路，14-進氣口，15-導氣通路，16-安裝槽，17-整流筒體調節螺紋，18-連接座，19-擋環。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述：

本發明的礦用氮氣細水霧發生裝置主要由導水旋風器1、霧化器2、霧化筒體3、整流筒體4組成。霧化筒體3內設有霧化器2和頭部插入霧化器2內的導水旋風器1，導水旋風器1與霧化筒體3的尾部相連接，導水旋風器1的尾部開有通向前部的錐形導通道10，導水旋風器1的前部呈塔形，前端設有螺旋葉片半徑逐漸縮小形成的漸縮導風螺旋槽7，頭部設有多個噴水孔6，多個噴水孔6的孔軸線與導水旋風器1軸線的水平夾角約為30°；霧化器2入口處的霧化筒體3壁上設有通入氮氣的進氣口14，霧化器2的前部呈碗形，碗底上開有多個通氣孔12，碗外壁與霧化筒體3內壁相配合，霧化筒體3的前端設有擋環19，后部設有與導水旋風器1相連的霧化筒體調節螺紋8。霧化器2的后部呈杯狀，杯底與碗底相通，杯的外壁上設有固定塊11；導水旋風器1的尾部設有與其相連接的整流管4，整流管4內設有過濾網5和安裝過濾網5的安裝槽16，霧化筒體3與整流管4相對端面上設有將其固定的連接座18；整流筒體4的前部設有與導水旋風器1相連的整流筒體調節螺紋17。導水旋風器1上設有調整柄9。

工作過程：將整流筒體4與礦井下供水管路相連，霧化裝置筒體3的進氣孔14與礦井下氮氣管路相連，當水從供水管路進入整流筒體4時，首先經過過濾網5，過濾網5對水中雜質進行過濾，然后進入導水旋風器1內的導水通道10，在此過程中由于導水通道10的橫截面積逐漸減小，水流的靜壓轉變成速壓，速度逐漸增大，最后從噴水孔6噴入導氣通道13，此時氮氣從進氣孔14進入發生筒體3，一部分氮氣經由導水旋風器1外側的漸縮導風螺旋槽7后，由于導氣通道13逐漸收縮，當氮氣速度增大的同時沿導風螺旋槽被旋轉起來，形成旋轉射流，將從噴水孔6噴出的水流吹散形成霧滴。氮氣與霧滴的混合旋轉射流經過導氣通道13的喉部(杯底與碗底結合部)時，速度突然增大，并超過聲速，當進入碗形噴腔時，速度又突然降低形成激波，高速旋轉射流受到劇烈擾動，霧化效果加強。同時從進氣孔14進入的另外一部分氮氣經過導氣通路15和通氣孔12噴出再一次強化了擾動，使得水霧的粒徑進一步減小，從而形成穩定的氮氣細水霧。