一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩

1.本发明属于降尘技术领域，特别是涉及一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩。
技术背景
2.随着煤矿开采机械化和自动化程度增加，粉尘污染问题也愈发突出。粉尘浓度的增加，不仅存在阻隔视线，妨碍安全生产的风险，而且易加剧机械磨损，降低其使用寿命。而其中呼吸性粉尘对人体危害尤为严重，极易导致尘肺病等职业病的发生。胶带机头处作为重要的产尘源，应将其作为粉尘重点防治对象，采取有效手段进行治理，从而防止粉尘扩散，保障作业人员身心健康。
3.目前，煤矿胶带机头常见的降尘方式为喷雾降尘，由人工进行开启或关闭手动阀进行控制。实际胶带输煤过程中，煤炭并不是均匀输送，存在部分胶带煤量堆积过多而相隔一定距离的胶带上出现空载的现象。而人工开启手动阀持续喷雾时，并不能实时根据煤量大小启停或喷雾雾量大小。同时，这种降尘方式不仅存在耗水量大，易影响煤质，皮带打滑无法运转等问题，同时也易导致地面含尘污水聚集，造成意外摔伤等危险。此外单一喷雾降尘效果不理想，特别是落料处粉尘浓度较大时，降尘效率低。
4.因此针对传统煤矿胶带机头降尘措施不足，设计一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩是十分必要的。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩。在传统胶带机头喷雾的基础上，增加智能控制功能，智能启停、调节雾量，风量大小。其次通过在粉尘浓度较大的胶带落料侧，实现分级多次降尘，提高粉尘治理能力。接着，为避免含煤雾滴在重力作用下沉降造成地面积水和吸风控尘带来二次污染，对二者分别集中处理。最后，为满足不同工况需求，提高本发明适用性，除尘罩具有高度可调节功能。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩。包括智能监测控制单元、喷雾单元、风幕单元、吸风控尘单元、伸缩调节单元；所述智能监测控制单元包括主控箱、红外传感器、粉尘浓度传感器、电磁阀，主控箱控制电磁阀，实现雾量、风量自动调节功能。所述喷雾单元包括水箱、水泵、供水管、喷雾嘴、污水收集箱，喷雾开启，含煤雾滴重力沉降至污水收集箱，此为一级降尘。所述风幕单元包括供风管、吹风管，高压气流经出风管喷射，于落料侧形成一道阻隔气幕，形成二次控尘。所述吸风控尘单包括抽风机、除尘室、集尘箱，风幕逸出粉尘通过抽风机吸入除尘室内，实现三级除尘，同时，伸缩调节单元位于除尘罩下方，调节伸缩支架，实现除尘罩高度调节。
7.所述的主控箱的内部设置有控制器和启停开关，所述控制器位于启停开关的一侧，所述红外传感器包括第一红外传感器，第二红外传感器，电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀。
8.所述的第一红外传感器位于除尘罩左侧，粉尘浓度传感器位于落料处右侧，均通过连接杆与除尘罩顶板连接。第一红外传感器位于第二红外传感器右侧通过螺栓直接与顶板连接。
9.所述的第一、第二红外传感器实时监测胶带运输中煤层高度和宽度及识别空载区域，将信号传递至主控箱，主控箱内控制器控制第一、第二电磁阀启停和可实现第一、第二电磁阀开启1/3，2/3及完全开启，从而调节雾量大小。
10.所述的所述第二电磁阀关闭对应喷雾嘴关闭，此时喷雾嘴处于0档。第二电磁阀开启1/3，喷雾嘴处于1档，第二电磁阀开启2/3，喷雾嘴处于2档，第二电磁阀完全开启，喷雾嘴处于3档。第二红外传感器实时监测胶带运输中空载区域，控制器控制电磁阀，使得喷雾嘴0档工作。第一、第二红外传感器实时监测胶带运输中煤层高度低于胶带深度1/2，宽度小于胶带宽度2/3时，控制器控制电磁阀，使得喷雾嘴1档工作。第一、第二红外传感器实时监测胶带运输中煤层高度高于胶带深度1/2且低于皮带深度，同时宽度小于胶带宽度2/3时，控制器控制第二电磁阀，使得喷雾嘴2档工作。第一、第二红外传感器实时监测胶带运输中煤层高度高于深度及以上，控制器控制第二电磁阀，使得喷雾嘴3档工作。
11.所述的水箱位于主控箱右侧与水泵相连，供水管左侧与水泵连接，右侧经电磁阀与喷雾嘴连接。供水管通过连接杆固定于顶板。左侧三枚喷雾嘴位于胶带上方由第二电磁阀控制，右侧两枚位于落料处右侧由第一电磁阀控制。
12.所述外部高压气体与供风管连接，经第三电磁阀进入吹风管，吹风管位于落料处右侧，并可实现吹风管口角度调节。所述抽风机位于除尘罩右侧除尘室内，除尘室下方与集尘箱相连，且集尘箱为可抽出式，右侧设有把手。
13.所述第三电磁阀受控制器控制，同样具有电磁阀启停和开启1/3，2/3及完全开启功能。当粉尘浓度传感器监测落料处粉尘浓度低于10mg/m3，控制器控制第一、第三电磁阀及抽风机延时30s后关闭，此时抽风机及喷雾嘴和风幕装置处于0档。当粉尘浓度传感器监测落料处粉尘浓度高于10mg/m3，低于30mg/m3时，控制器控制第一、第三电磁阀、抽风机开启1/3，此时抽风机及喷雾嘴和风幕装置处于1档。当粉尘浓度传感器监测落料处粉尘浓度高于30mg/m3，低于50mg/m3时，控制器控制第一、第三电磁阀、抽风机开启2/3，此时抽风机及喷雾嘴和风幕装置处于2档。当粉尘浓度传感器监测落料处粉尘浓度高于50mg/m3及以上，控制器控制第一、第三电磁阀抽风机完全开启，此时抽风机及喷雾嘴和风幕装置处于3档。
14.所述水泵、第一红外传感器、第二红外传感器、粉尘浓度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、抽风机均与控制器电性连接。
15.本发明的有益效果：
16.1、本发明中智能调节单元，可根据煤层堆积高度计宽度、落料处粉尘浓度大小智能启停、调节雾量，风量大小，不但降低了人力，财力，而且进一步的做到节能减排。
17.2、本发明风幕吹风管能实现角度调节功能，通过一级喷雾降尘，二级风幕控尘、三级抽风吸尘，能有效控制粉尘运移扩散，提高胶带机头处粉尘治理能力，降低粉尘污染对人体造成的伤害。
18.3、本发明中喷雾嘴下方设置有污水收集箱，喷雾开始后，含煤雾滴重力沉降至污水收集箱内，并可由排污口连接水管将污水排出，避免地面积水。右侧吸风控尘单元设置可抽出式集尘箱，集尘完毕或粉尘堆积至一定高度，可抽出集尘箱进行集中处理，简单便捷的
同时，有效防止粉尘二次污染。
19.4、本发明罩体下方设有伸缩支架，可根据工作环境变化，做出相应调整，提高了装置适用性。
附图说明
20.图1为本发明的一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩正视图：
21.图2为本发明的一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩俯视图：
22.图中，1-顶板，2-喷雾连接杆，3-第一电磁阀，4-第二电磁阀，5-第一红外传感器，6-红外传感连接杆，7-第二红外传感器，8-喷雾嘴，9-煤块，10-胶带，11-供水管，12-水泵，13-水箱，14-粉尘浓度传感器，15-粉尘传感连接杆，16-抽风机，17-除尘室，18-吹风管，19-第三电磁阀，20-供风管，21-污水收集箱，22-排污口，23-启停开关，24-控制器，25-主控箱，26-把手，27-集尘箱，28-伸缩支架，29-地面。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
24.如图1～2所示，一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩，包括智能监测控制单元、喷雾单元、风幕单元、吸风控尘单元、伸缩调节单元；所述智能监测控制单元包括主控箱25、红外传感器、粉尘浓度传感器14、电磁阀，主控箱25控制电磁阀，实现雾量、风量自动调节功能。所述喷雾单元包括水箱13、水泵12、供水管11、喷雾嘴8、污水收集箱21，喷雾开启，含煤雾滴重力沉降至污水收集箱21，此为一级降尘。所述风幕单元包括供风管20、吹风管18，高压气流经出风管喷射，于落料侧形成一道阻隔气幕，形成二次控尘。所述吸风控制单包括抽风机16、除尘室17、集尘箱27，风幕逸出粉尘通过抽风机16吸入除尘室17内，实现三级除尘，同时，伸缩调节单元位于除尘罩下方，调节伸缩支架28，实现除尘罩高度调节。
25.所述的主控箱25的内部设置有控制器24和启停开关23，所述控制器24位于启停开关23的一侧。所述红外传感器包括第一红外传感器5，第二红外传感器7，电磁阀包括第一电磁阀3、第二电磁阀4、第三电磁阀19。
26.所述第二红外传感器7位于除尘罩左侧，粉尘浓度传感器14位于落料处右侧，均通过连接杆与除尘罩顶板1连接。第一红外传感器5位于第二红外传感器7右侧通过螺栓直接与顶板1连接。
27.所述的第一红外传感器5、第二红外传感器7实时监测胶带运输中煤层高度和宽度及识别空载区域，将信号传递至主控箱25，主控箱25内控制器24控制第一电磁阀5、第二电磁阀4启停和可实现第一电磁阀5、第二电磁阀4开启1/3，2/3及完全开启三种档位，从而调节雾量大小。
28.所述的第二电磁阀4关闭，对应喷雾嘴关闭，此时喷雾嘴处于0档。第二电磁阀4开启1/3，喷雾嘴处于1档，第二电磁阀4开启2/3，喷雾嘴8处于2档，第二电磁阀4完全开启，喷雾嘴处于3档。第一红外传感器5、第二红外传感器7实时监测胶带运输中空载区域，控制器24控制第二电磁阀4，使得右侧三枚喷雾嘴0档工作。第一红外传感器5、第二红外传感器7实时监测胶带运输中煤层高度低于胶带深度1/2，宽度小于胶带宽度2/3时，控制器24控制第二电磁阀4，使得喷雾嘴8开启1档工作。第一红外传感器5、第二红外传感器7实时监测胶带
运输中煤层高度高于胶带深度1/2且低于皮带深度，同时宽度小于胶带宽度2/3时，控制器24控制第二电磁阀4，使得喷雾嘴8开启2档工作。第一红外传感器5、第二红外传感器7实时监测胶带运输中煤层高度高于深度及以上，控制器24控制第二电磁阀4，使得喷雾嘴8开启3档工作。
29.所述水箱13位于主控箱25右侧与水泵12相连，供水管11左侧与水泵12连接，右侧经电磁阀与喷雾嘴8连接。供水管11通过喷雾连接杆2固定于顶板1。左侧三枚喷雾嘴8位于胶带上方由第二电磁阀4控制，右侧两枚位于落料处右侧由第一电磁阀3控制。
30.所述外部高压气体与供风管20连接，经第三电磁阀19进入吹风管18，吹风管18位于落料处右侧，并可实现吹风管18口角度调节。所述抽风机16位于除尘罩右侧除尘室17内，除尘室17下方与集尘箱27相连，且集尘箱27为可抽出式，右侧设有把手26。
31.所述第三电磁阀19受控制器24控制，同样具有电磁阀启停和开启1/3，2/3及完全开启功能。当粉尘浓度传感器14监测落料处粉尘浓度低于10mg/m3，控制器24控制第一电磁阀5、第三电磁阀19及抽风机16延时30s后关闭，此时抽风机16及喷雾嘴8和风幕装置处于0档。当粉尘浓度传感器14监测落料处粉尘浓度高于10mg/m3，低于30mg/m3时，控制器24控制第一电磁阀5、第三电磁阀19、抽风机16开启1/3，此时抽风机16及喷雾嘴8和风幕装置处于1档。当粉尘浓度传感器14监测落料处粉尘浓度高于30mg/m3，低于50mg/m3时，控制器24控制第一电磁阀5、第三电磁阀19、抽风机16开启2/3，此时抽风机16及喷雾嘴8和风幕装置处于2档。当粉尘浓度传感器14监测落料处粉尘浓度高于50mg/m3及以上，控制器24控制第一电磁阀5、第三电磁阀19抽风机16完全开启，此时抽风机16及喷雾嘴8和风幕装置处于3档。
32.所述水泵12、第一红外传感器5、第二红外传感器7、粉尘浓度传感器14、第一电磁阀3、第二电磁阀4、第三电磁阀19均与控制器电性连接。
33.下面结合附图说明本发明的一次使用过程：
34.首先，胶带10启动，第一红外传感器5和第二红外传感器7监测胶带上方煤层堆积高度和宽度，超过预设标准后，红外传感器将信号发送至主控箱25，主控箱25内控制器24控制水泵12和第二电磁阀4，水流由水箱13经过水泵12后，沿供水管11为喷雾嘴8供水，主控箱25根据胶带上方煤层堆积高度和宽度自动启停和调节喷雾嘴8档位从而调节雾量大小。
35.煤块9沿胶带10运移至落料处，此时粉尘浓度传感器14检测粉尘浓度超标后，将信号发送至主控箱25，主控箱25内控制器24同时控制第一电磁阀3和第三电磁阀19及抽风机16，水流沿供水管11流经第一电磁阀3到达喷雾嘴8，同时高压气体经供风管20通过第三电磁阀19进入吹风管18，在落料处形成一道阻隔气幕。当粉尘浓度传感器14监测粉尘处于不同浓度时，控制器24控制第一电磁阀3和第三电磁阀19及抽风机16智能开启及调节至不同档位。
36.喷雾8开启，含煤雾滴重力沉降至污水收集箱21内，并可由排污口22连接水管将污水排出。抽风机16开启，风幕逸出粉尘通过抽风机16吸入除尘室17内，集尘完毕或粉尘堆积至一定高度，可通过把手26抽出集尘箱27进行集中处理。
37.当第一红外传感器5和第二红外传感器7监测胶带停止运转，控制器24控制第二电磁阀4关闭左侧三枚喷雾嘴，同时粉尘浓度传感器14监测粉尘浓度较低时，关闭右侧两枚喷雾嘴8和第三电磁阀19及抽风机16。
38.当喷嘴8等发生故障，人工控制主控箱25内启停开关23。
39.最后应说明的是“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变。
40.实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

技术特征：
1.一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩，其特征在于：包括智能监测控制单元、喷雾单元、风幕单元、吸风控尘单元、伸缩调节单元；所述智能监测控制单元包括主控箱、红外传感器、粉尘浓度传感器、电磁阀，主控箱控制电磁阀，实现雾量、风量自动调节功能。所述喷雾单元包括水箱、水泵、供水管、喷雾嘴、污水收集箱，喷雾开启，含煤雾滴重力沉降至污水收集箱，此为一级降尘。所述风幕单元包括供风管、吹风管，高压气流经出风管喷射，于落料侧形成一道阻隔气幕，形成二次控尘。所述吸风控制单包括抽风机、除尘室、集尘室，风幕逸出粉尘通过抽风机吸入除尘室内，实现三级除尘，同时，伸缩调节单元位于除尘罩下方，调节伸缩支架，实现除尘罩高度调节。2.根据权利要求1所述的一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩，其特征在于：所述主控箱的内部设置有控制器和启停开关，所述控制器位于启停开关的一侧，所述红外传感器包括第一红外传感器，第二红外传感器，电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀。3.根据权利要求1所述的一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩，其特征在于：所述第二红外传感器位于除尘罩左侧，粉尘浓度传感器位于落料处右侧，均通过连接杆与除尘罩顶板连接。第一红外传感器位于第二红外传感器右侧通过螺栓直接与顶板连接。4.根据权利要求1所述的一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩，其特征在于：所述第一、第二红外传感器实时监测胶带运输中煤层高度和宽度及识别空载区域，将信号传递至主控箱，主控箱内控制器控制第一、第二电磁阀启停和可实现第一、第二电磁阀开启1/3，2/3及完全开启三种档位，从而调节雾量大小。5.根据权利要求1所述的一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩，其特征在于：所述第二电磁阀关闭对应喷雾嘴关闭，此时喷雾嘴处于0档。第二电磁阀开启1/3，喷雾嘴处于1档，第二电磁阀开启2/3，喷雾嘴处于2档，第二电磁阀完全开启，喷雾嘴处于3档。第一、第二红外传感器实时监测胶带运输中空载区域，控制器控制第二电磁阀，使得右侧三枚喷雾嘴0档工作。第一、第二红外传感器实时监测胶带运输中煤层高度低于胶带深度1/2，宽度小于胶带宽度2/3时，控制器控制第二电磁阀，使得喷雾嘴1档工作。第一、第二红外传感器实时监测胶带运输中煤层高度高于胶带深度1/2且低于皮带深度，同时宽度小于胶带宽度2/3时，控制器控制第二电磁阀，使得喷雾嘴2档工作。第一、第二红外传感器实时监测胶带运输中煤层高度高于深度及以上，控制器控制第二电磁阀，使得喷雾嘴3档工作。6.根据权利要求1所述的一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩，其特征在于：所述水箱位于主控箱右侧与水泵相连，供水管左侧与水泵连接，右侧经电磁阀与喷雾嘴连接。供水管通过连接杆固定于顶板。左侧三枚喷雾嘴位于胶带上方由第二电磁阀控制，右侧两枚位于落料处右侧由第一电磁阀控制。7.根据权利要求1所述的一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩，其特征在于：所述供风管与外部高压气体连接，经第三电磁阀进入吹风管，吹风管位于落料处右侧，并可实现吹风管口角度调节。所述抽风机位于除尘罩右侧除尘室内，除尘室下方与集尘箱相连，且集尘箱为可抽出式，右侧设有把手。8.根据权利要求1所述的一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩，其特征在于：所述第三电磁阀受控制器控制，同样具有电磁阀启停和开启1/3，2/3及完全开启功能。当粉尘浓度传感器监测落料处粉尘浓度低于10mg/m3，控制器控制第一、第三电磁阀及抽风机延时
30s后关闭，此时抽风机及喷雾嘴和风幕装置处于0档。当粉尘浓度传感器监测落料处粉尘浓度高于10mg/m3，低于30mg/m3时，控制器控制第一、第三电磁阀、抽风机开启1/3，此时抽风机及喷雾嘴和风幕装置处于1档。当粉尘浓度传感器监测落料处粉尘浓度高于30mg/m3，低于50mg/m3时，控制器控制第一、第三电磁阀、抽风机开启2/3，此时抽风机及喷雾嘴和风幕装置处于2档。当粉尘浓度传感器监测落料处粉尘浓度高于50mg/m3及以上，控制器控制第一、第三电磁阀抽风机完全开启，此时抽风机及喷雾嘴和风幕装置处于3档。9.根据权利要求1所述的一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩，其特征在于：所述水泵、第一红外传感器、第二红外传感器、粉尘浓度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、抽风机均与控制器电性连接。

技术总结
本发明公开一种煤矿胶带机头智能分级风雾协同除尘罩，包括智能监测控制单元、喷雾单元、风幕单元、吸风控尘单元、伸缩调节单元；所述智能监测控制单元包括主控箱、红外传感器、粉尘浓度传感器、电磁阀，主控箱控制电磁阀，实现雾量、风量自动调节功能。所述喷雾单元包括水箱、水泵、供水管、喷雾嘴、污水收集箱，喷雾开启，含煤雾滴重力沉降至污水收集箱，此为一级降尘。所述风幕单元包括供风管、吹风管，高压气流经出风管喷射，于落料侧形成一道阻隔气幕，形成二次控尘。所述吸风控制单包括抽风机、除尘室、集尘室，风幕逸出粉尘通过抽风机吸入除尘室内，实现三级除尘，同时，伸缩调节单元位于除尘罩下方，调节伸缩支架，实现高度调节功能。实现高度调节功能。


技术研发人员：荆德吉 王志恒 张天 任帅帅 孟祥曦 马明星 李振 贾鑫
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：2022.01.06
技术公布日：2023/7/20