[發明專利]一種用于煤礦井下的超聲霧化降塵噴嘴

有效

• 申請號: 201210003416.X
• 申請日: 2012-01-07
• 公開（公告）號: CN102527567A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 寇子明;高貴軍;師桂明;丁靜波;于林;張俊
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B05B17/06
• 分類號: B05B17/06;E21F5/04
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明涉及一種超聲霧化噴嘴，尤其是一種用于煤礦井下工作面、掘進工作面、錨噴、轉載點以及其它產塵點的超聲霧化降塵噴嘴。

背景技術

煤礦是重要的基礎工業之一，從事煤礦開采人數較多，在各類礦業中占首位。塵肺病是煤礦的主要職業病，它不僅影響煤炭企業的生產和發展，而且嚴重危及人的健康和生命。

目前對粉塵顆粒大小及所占比例，劃分為四個計測范圍：大于10微米；5—10微米；2—5微米；小于2微米。其中，對人體危害最大的是5微米以下的粉塵。在煤礦除了對人體傷害較大的不可見粉塵外，還存在著大量的“浮塵”。

一般的噴霧對去除“呼吸性粉塵”的效果不太理想，主要是因為水霧的粒徑太大，粒徑在200—600微米間。從空氣動力學的原理講，更細、與粉塵粒徑相近的水霧，最佳比例為0.8—1.3，更能有效地從氣流中除去粉塵。因此，人們不斷改進噴霧器，以使水霧噴得更細，甚至小于“呼吸性粉塵”顆粒的粒徑。然而，隨著水霧越來越細，擔心水霧在捕捉到粉塵之前就會在相對溫度不到100%的空間迅速蒸發掉。

現有的霧化噴嘴大多是采用離心式或者是破碎式，也有部分學者對超聲霧化進行研究，在工業應用上它們有各自的優點，但是對于有防火、防爆要求的煤礦井下應用時，有其局限性在于離心式和破碎式的霧化噴嘴均是旋轉式噴霧，而礦井下粉塵濃度較高、污染大、潤滑條件差，粉塵隨霧滴落入軸承中，旋轉部分極易損壞；其次是工業上應用的超聲霧化噴嘴是逆壓電效應，由交變電場引起晶體的機械變形，從而產生聲振動，即由電能轉變為聲能，這種超聲霧化噴嘴結構可以得到很高的發聲頻率和聲功率，但是，對于防火防爆要求的礦井卻難以推廣應用；第三是傳統的霧化噴嘴水霧粒徑大，對呼吸性粉塵的捕捉效果不理想，而且極容易在工作面形成積水，影響正常生產。

已有哈特曼哨在工業上有廣泛的應用，如聲波清灰，利用聲場能量的作用，清除物料表面積灰和懸浮在空氣中的灰塵；超聲霧化，利用流體哨產生超聲波形成水霧等。本發明在哈特曼哨的基礎上將氣哨噴嘴的漸縮口優化為維多辛斯基漸縮形曲線，以提高氣哨的發聲效率，再加以旋渦氣哨具有結構簡單，無機械運動部件，無需電源的優點，提出一種適用于煤礦井下的防火和防爆的超聲霧化噴嘴。

發明內容

基于上述現有技術的特點和不足，也結合煤礦井下防火、防爆等特殊要求，本發明提供一種用于煤礦井下的超聲霧化降塵噴嘴。

為了實現一種用于煤礦井下的超聲霧化降塵噴嘴，本發明所采取的措施包括固定于噴嘴本體中的旋渦氣哨聯通有氣哨三部分，其中：

所述旋渦氣哨是將進氣通道垂直沿圓柱腔體的切線方向設置并通入圓柱腔體，圓柱腔體沿圓柱腔體軸線與固定于噴嘴本體基座上的氣哨噴嘴聯通；

所述氣哨是由固定于噴嘴本體底部的氣哨噴嘴和對應的固定于噴嘴本體頂部的氣哨諧振腔構成，并在氣哨外圍設置有噴嘴本體形成空間構成聲波振蕩霧化區；

所述噴嘴本體是設置于氣哨外圍的噴嘴本體筒體和旋渦氣哨的噴嘴本體基座連接構成，并在氣哨外圍的噴嘴本體筒體下部設置有進水口，在頂部軸線上設置有調節螺栓孔，在頂側端設置有噴嘴。

所述旋渦氣哨是“凸”字型結構，其進氣道與出氣道直徑之比為2：1，并在出氣道的外周設有一段外螺紋，用于連接氣哨噴嘴，進氣道連接于噴嘴本體基座上；所述調節螺栓是調節氣哨噴嘴與氣哨諧振腔的間距L₁，其調節范圍是8~12mm；

所述氣哨噴嘴是維多辛斯基漸縮形曲線的漸縮口，其尾部設有內螺紋，固定連接于噴嘴本體基座上；

所述氣哨諧振腔頭部為內凹形，兩邊倒角，尾部圓角，并在中心軸處開設一螺紋孔用于調節、連接在噴嘴本體筒體的頂端；

所述噴嘴本體筒體在中心軸處開設一孔，兩邊倒角，在頂側端開設有錐形噴嘴孔，尾部開設有四個孔，用于連接旋渦氣哨。

本發明所提供的一種用于煤礦井下的超聲霧化降塵噴嘴，與現有技術相比，其超聲霧化噴嘴采用氣流發聲器，在煤礦井下安裝使用過程中不會產生火花，正常工作時性能可靠，清理方便；采用組合式超聲霧化，對直徑較大的液滴進行二次霧化，提高了霧化效率和功率。同時根據對霧化效果的要求，通過調節氣哨噴嘴與氣哨諧振腔的間距，可變換為霧化模式和空氣濕化模式。

附圖說明

圖1是本發明超聲霧化噴嘴的總體結構示意圖；

圖2是本發明超聲霧化噴嘴中旋渦氣哨的主視結構示意圖；

圖3是本發明超聲霧化噴嘴中旋渦氣哨的A-A剖視結構示意圖；

圖4是本發明超聲霧化噴嘴中氣哨的局部剖視結構示意圖；