一种用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备及其控制方法，所述泡沫制备设备包括泡沫制备模块和与所述泡沫制备模块连通的泡沫溶液输送模块，所述泡沫制备模块包括储罐、至少一个增气单元、至少一个气液导管和与所述气液导管的出口连接的控制阀；所述气液导管至少包括U形管和三通管，所述三通管包括气体入口、液体入口和泡沫出口，所述U形管可拆卸连接于所述储罐的底部，所述U形管设有供所述泡沫出口通过且对所述三通管形成固定的孔洞，本发明专利技术的泡沫制备设备中储罐内压缩气体和泡沫溶液所承受的静压值可近似看作相等，所以可通过控制“气

【技术实现步骤摘要】
一种用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备及其控制方法


[0001]本专利技术涉及矿山粉尘处理
，特别是涉及一种用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备及其控制方法。

技术介绍

[0002]矿尘严重威胁着人类的生存环境，已成为了世界性灾害之一。2021年，中国煤炭产量达41.3亿吨，同比增长5.7％，创历史新高。露天矿山开采由于穿孔、爆破、采装等生产流程会造成大量煤尘，多尘环境中作业的工人易因长期吸入大量生产性矿尘而引起肺部弥漫性纤维化，从而形成尘肺病。根据中国卫生健康事业发展统计公报显示，2020年全国共报告各类职业病新病例17064例，其中职业性尘肺病新病例14367例，占比约84％，因尘肺病死亡6668例。尘肺病现已成为危害矿井职工健康最主要的职业病。
[0003]水性泡沫广泛应用于煤炭行业，早在上世纪50年代的英国最先将水性泡沫应用于粉尘防治，随后美国、苏联、德国、日本等国相继开展了这方面的研究工作，并取得了一定的成果。
[0004]但是，现有设备均为单喷头设置，无法应用于多种场景，现有技术针对不同的粉尘性质需要设置不同的泡沫制备设备，大大限制了泡沫技术的应用前景，且现有设备均需认为控制，费时费力，为将泡沫技术应用于矿山粉尘防治，实现技术的全自动操控且多喷头应用，对于像车运缷料口、开采作业面等产尘量较大的场所，具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的泡沫设备应用场景少，无法实现自动化的问题，而提供一种用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备。
[0006]本专利技术的另一目的，提供一种所述泡沫制备设备的控制方法。
[0007]为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：
[0008]一种用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备，包括泡沫制备模块和与所述泡沫制备模块连通的泡沫溶液输送模块，所述泡沫制备模块包括储罐、至少一个增气单元、至少一个气液导管和与所述气液导管的出口连接的控制阀；
[0009]所述增气单元设置于所述储罐的顶部以向所述储罐内输送气体增加压力，所述气液导管至少包括U形管和三通管，所述三通管包括气体入口、液体入口和泡沫出口，所述U形管可拆卸连接于所述储罐的底部，所述U形管设有供所述泡沫出口通过且对所述三通管形成固定的孔洞，所述气体入口位于储罐内液面以上，所述液体入口位于储罐内液面以下，所述液体入口处的孔径可调节，所述控制阀设置于所述泡沫出口。
[0010]在上述技术方案中，所述泡沫制备模块包括储液装置、泡沫溶液输送管、柱塞泵和单向阀，沿液体流动方向所述储液装置、泡沫溶液输送管、柱塞泵和单向阀依次连通，所述单向阀连接至设置于所述储罐上的法兰，优选的，所述储液装置为储液罐或者储液池。
[0011]在上述技术方案中，所述泡沫制备设备还包括控制模块，所述控制模块分别与所
述增气单元、控制阀和柱塞泵电连接，所述控制阀的另一头连接有泡沫喷头。
[0012]在上述技术方案中，所述储罐的顶部设置有雷达液位计，所述雷达液位计与所述控制模块电连接。
[0013]在上述技术方案中，每一个所述增气单元至少包括增气泵，每一个所述增气泵上设置有增气泵控制器，每一个所述增气泵控制器均与所述控制模块电连接。
[0014]在上述技术方案中，所述增气泵的开启压力为所述储罐内的压力≤0.5MPa，所述增气泵的关闭压力为所述储罐内的压力≥0.6MPa。
[0015]在上述技术方案中，所述储罐的顶部设置有泄压阀，所述泄压阀与所述控制模块电连接，所述储罐内的压力＞0.7MPa时，所述泄压阀开启。
[0016]在上述技术方案中，所述泡沫制备设备至少设置有四个所述增气单元、三个所述气液导管和三个所述控制阀，一个所述气液导管产生低倍发泡倍数的泡沫，一个所述气液导管产生中倍发泡倍数的泡沫，一个所述气液导管产生高倍发泡倍数的泡沫，三个所述控制阀分别与所述控制模块电连接，四个所述增气单元分别与所述控制模块电连接，四个所述增气单元的启动压力分别为0.55MPa、0.53MPa、0.52MPa、0.5MPa。
[0017]在上述技术方案中，所述气液导管与所述储罐可拆卸连接，所述液体入口处的管道外设置有箍状调节器；或者所述气液导管与所述储罐可拆卸连接，所述三通管为不同孔径的可替换管道。
[0018]本专利技术的另一方面，提供一种基于所述的泡沫制备设备的控制方法，包括以下步骤：
[0019]步骤1，根据粉尘性质设置所述液体入口处的管道孔径；
[0020]步骤2，通过所述泡沫溶液输送模块向所述储罐中输送泡沫溶液；
[0021]步骤3，通过所述增气单元向所述储罐内输送气体，并控制压力；
[0022]步骤4，控制所述控制阀输送泡沫。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]1.本专利技术的泡沫制备设备以压缩气体作为动力用于制备泡沫，压缩气体和泡沫溶液分别通过“气
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液导管”气体进口和液体进口进入。泡沫储液罐内压缩气体和泡沫溶液所承受的静压值可近似看作相等，所以可通过控制“气
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液导管”气体入口和液体入口的面积比来确定设备的发泡倍数。因此，该装置实现了一台设备可同时喷洒多种发泡倍数的泡沫体，且可同时使用。
[0025]2.本专利技术的泡沫制备设备可通过控制向储罐内添加的气体量控制喷头数，即可通过增加增气泵实现增加泡沫喷头数，同时，该装置配置的增气泵通过低和高气压实现自动启动和停止。并且，可以根据具体使用情况决定通过控制模块启用泡沫喷头的数量。
[0026]3.本专利技术的泡沫制备设备实现了自动化操控，通过雷达液位计设定一个低液位和一个高液位，分别给柱塞泵启动和关停信号，为防止向泡沫储液罐内注入液体时产生泡沫，设定的低液位启动柱塞泵的水位值要高于柱塞泵出口，即在柱塞泵出口还置于泡沫溶液内时启动柱塞泵。但柱塞泵向罐内注入泡沫溶液导致气体压力升高时，一般气压大于0.7MPa时，可通过泄压阀将气体排出泡沫储液罐。
附图说明
[0027]图1所示为本专利技术的用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备的结构示意图。
[0028]图2所示为气
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液导管的结构示意图。
[0029]图中：1
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储罐，2
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泄压阀，3
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雷达液位计，4
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控制模块，5
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柱塞泵，6
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单向阀，7
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法兰，8
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第一增气泵，9
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第二增气泵，10
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第三增气泵，11
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第四增气泵，12
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第五增气泵，13
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第六增气泵，14
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第七增气泵，15
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第八增气泵，16
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第一增气泵控制器，17
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第二增气泵控制器，18
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第三增气泵控制器，19
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备，其特征在于，包括泡沫制备模块和与所述泡沫制备模块连通的泡沫溶液输送模块，所述泡沫制备模块包括储罐、至少一个增气单元、至少一个气液导管和与所述气液导管的出口连接的控制阀；所述增气单元设置于所述储罐的顶部以向所述储罐内输送气体增加压力，所述气液导管至少包括U形管和三通管，所述三通管包括气体入口、液体入口和泡沫出口，所述U形管可拆卸连接于所述储罐的底部，所述U形管设有供所述泡沫出口通过且对所述三通管形成固定的孔洞，所述气体入口位于储罐内液面以上，所述液体入口位于储罐内液面以下，所述液体入口处的孔径可调节，所述控制阀设置于所述泡沫出口。2.如权利要求1所述的用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备，其特征在于，所述泡沫制备模块包括储液装置、泡沫溶液输送管、柱塞泵和单向阀，沿液体流动方向所述储液装置、泡沫溶液输送管、柱塞泵和单向阀依次连通，所述单向阀连接至设置于所述储罐上的法兰，优选的，所述储液装置为储液罐或者储液池。3.如权利要求2所述的用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备，其特征在于，所述泡沫制备设备还包括控制模块，所述控制模块分别与所述增气单元、控制阀和柱塞泵电连接，所述控制阀的另一头连接有泡沫喷头。4.如权利要求3所述的用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备，其特征在于，所述储罐的顶部设置有雷达液位计，所述雷达液位计与所述控制模块电连接。5.如权利要求4所述的用于矿山粉尘处理的泡沫制备设备，其特征在于，每一个所述增气单元至少包括增气泵，每一个所述增气泵上设置有增气泵控制器，每一个所述增气泵控制器均与所述控制模块电连...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚志林，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：