本發(fā)明涉及煤礦除塵，具體涉及一種懸掛式雙拉瓦爾結(jié)構(gòu)的局部智能負(fù)壓干霧降溫除塵裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著煤礦行業(yè)智能化、機(jī)械化、自動(dòng)化推進(jìn)以及煤礦開采由淺入深，粉塵濃度出現(xiàn)明顯增高，熱害等級(jí)不斷加大，嚴(yán)重危害煤礦工人職業(yè)健康。采用通風(fēng)降溫除塵的方法，通過增加風(fēng)流量來降低礦井溫度與粉塵濃度效果有限，常規(guī)通風(fēng)可能無法達(dá)到安全規(guī)程的相應(yīng)要求；人工制冷降溫存在高成本、設(shè)計(jì)和實(shí)施復(fù)雜、熱排放量大、冷量損失嚴(yán)重等諸多缺陷，難以進(jìn)行全面推廣；噴霧灑水降溫作為一種成本低，操作性強(qiáng)的局部降溫除塵方式，由于霧滴粒徑較大，降塵、降溫效果很難達(dá)到理想狀態(tài)，并且會(huì)造成工作面潮濕，對(duì)煤礦工人的安全造成負(fù)面影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種懸掛式雙拉瓦爾結(jié)構(gòu)的局部智能負(fù)壓干霧降溫除塵裝置，成本低，可操作性強(qiáng)，局部降溫、降塵效果明顯，且對(duì)煤礦工人影響較小的。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了懸掛式雙拉瓦爾結(jié)構(gòu)的局部智能負(fù)壓干霧降溫除塵裝置，包括若干個(gè)負(fù)壓降溫除塵干霧組件以及用于為負(fù)壓降溫除塵干霧組件提供風(fēng)力和水的管路系統(tǒng)，所述管路系統(tǒng)沿其延伸方向間隔設(shè)置有多個(gè)用于調(diào)節(jié)管路系統(tǒng)安裝角度的管道固定懸掛組件，所述管路系統(tǒng)包括通風(fēng)管和兩個(gè)水管；

3、所述負(fù)壓降溫除塵干霧組件包括拉瓦爾空氣放大裝置和位于拉瓦爾空氣放大裝置內(nèi)的拉瓦爾廣角干霧裝置，所述拉瓦爾廣角干霧裝置包括注水管和固定設(shè)置在注水管管內(nèi)的拉瓦爾噴管，所述拉瓦爾噴管的外徑小于注水管的內(nèi)徑，使得所述注水管內(nèi)壁與拉瓦爾噴管外壁之間留有間距，形成蓄水腔，所述注水管兩側(cè)設(shè)置有分別與兩個(gè)水管連通的l型通水管，所述注水管底端設(shè)置有噴嘴；

4、所述注水管的頂端連接有用于堵住水流通道頂端的注氣連接頭，且所述拉瓦爾噴管頂端與注氣連接頭相抵，所述注氣連接頭中部設(shè)置有僅與拉瓦爾噴管連通的注氣口，所述注氣連接頭用于與通風(fēng)管連通，所述拉瓦爾噴管的底端伸到噴嘴內(nèi)并靠噴嘴的噴出部位設(shè)置，且拉瓦爾噴管底端外壁與噴嘴噴出部位的內(nèi)壁之間留有供水流出的間隙，所述拉瓦爾噴管管內(nèi)靠底端設(shè)置有x型旋流芯，所述x型旋流芯用于噴出無規(guī)則的氣流，從而將噴嘴噴出的液體破碎為霧滴。

5、上述方案中：所述拉瓦爾空氣放大裝置包括上下相通的連接筒，所述連接筒中部的兩側(cè)設(shè)置有用于連通通風(fēng)管的l型通氣管，所述連接筒的底端連通有喇叭狀的出風(fēng)筒，且所述出風(fēng)筒的頂端位于連接筒內(nèi)，并伸至l型通氣管端口的上方，所述出風(fēng)筒的頂端向外翻折有擋風(fēng)沿，所述連接筒的上端口連接有喇叭狀的負(fù)壓進(jìn)風(fēng)筒，所述負(fù)壓進(jìn)風(fēng)筒的底端伸到連接筒內(nèi)，所述負(fù)壓進(jìn)風(fēng)筒的底端與出風(fēng)筒的頂端相鄰，并留有供l型通氣管中的氣體流過的環(huán)形縫隙。

6、能夠通過拉瓦爾空氣放大裝置增加對(duì)流效果，加強(qiáng)噴霧抗風(fēng)性與噴霧射程，進(jìn)一步擴(kuò)大了降溫區(qū)域范圍。

7、氣體從通風(fēng)管道的短風(fēng)管支管進(jìn)入l型通氣管，隨后氣體進(jìn)入環(huán)形腔并擴(kuò)散至整個(gè)腔體；環(huán)形縫隙與環(huán)形腔、空氣放大器喉管、負(fù)壓進(jìn)風(fēng)口連通，環(huán)形縫隙線型采用拉瓦爾結(jié)構(gòu)，當(dāng)氣體通過環(huán)形腔進(jìn)入環(huán)形縫隙，氣體壓縮，速度、壓力升高，流經(jīng)環(huán)形縫隙最窄處，壓力從正壓驟轉(zhuǎn)至負(fù)壓，溫度降低，速度從亞音速增加至音速，隨后進(jìn)入擴(kuò)張段，空間略微變大，氣體膨脹，氣體速度再次上升，壓力、溫度繼續(xù)下降，并快速流出環(huán)形縫隙；負(fù)壓進(jìn)風(fēng)口位于環(huán)形縫隙上方，當(dāng)環(huán)形縫隙流出的高速氣流受附壁效應(yīng)影響附著于壁面流動(dòng)，負(fù)壓卷吸周圍氣體，使得負(fù)壓進(jìn)風(fēng)口壓力減小，從而吸入大量空氣，隨高速氣流經(jīng)過空氣放大器喉管一同向出風(fēng)口流出；出風(fēng)口噴出大量的高速低溫氣體與同軸拉瓦爾廣角干霧裝置噴出的霧滴碰撞覆蓋范圍更廣，同時(shí)霧滴蒸發(fā)和對(duì)流都可以起到降低局部溫度，改善呼吸性粉塵濃度的作用。

8、上述方案中：所述拉瓦爾噴管外從上至下依次凸設(shè)有多個(gè)同軸導(dǎo)向環(huán)，所述同軸導(dǎo)向環(huán)的外徑與注水管內(nèi)徑一致，最上方的同軸導(dǎo)向環(huán)的外側(cè)設(shè)置有外螺紋，所述注水管內(nèi)對(duì)應(yīng)最上方的同軸導(dǎo)向環(huán)設(shè)置有內(nèi)螺紋；位于l型通水管連通部位下方的同軸導(dǎo)向環(huán)上豎向設(shè)置有導(dǎo)流通孔。

9、上述方案中：所述拉瓦爾噴管的氣流通道分為上下設(shè)置的注氣管道段和拉瓦爾管道段，所述注氣管道段從上至下的內(nèi)徑一致，所述拉瓦爾管道段分為從上至下依次設(shè)置的拉瓦爾收縮段、拉瓦爾喉管、拉瓦爾初始膨脹段和拉瓦爾出口膨脹段，所述x型旋流芯設(shè)置在拉瓦爾出口膨脹段內(nèi)。

10、上述方案中：所述拉瓦爾喉管的長(zhǎng)度為其內(nèi)徑的0.3倍。

11、上述方案中：所述管道固定懸掛組件包括角度調(diào)節(jié)懸掛裝置，所述角度調(diào)節(jié)懸掛裝置的底部吊設(shè)有管道固定裝置，所述管道固定裝置上對(duì)應(yīng)水管、通風(fēng)管分別設(shè)置有水管固定通孔和通風(fēng)管固定通孔。

12、上述方案中：所述角度調(diào)節(jié)懸掛裝置包括懸掛固定柱，所述懸掛固定柱的底端設(shè)置有前后延伸的懸掛固定通孔，所述管道固定裝置頂部設(shè)置有位于懸掛固定柱前后兩側(cè)的連接吊耳，兩側(cè)所述連接吊耳的中部均對(duì)應(yīng)懸掛固定通孔設(shè)置有管道固定通孔，并通過同時(shí)穿過管道固定通孔及懸掛固定通孔的空心螺栓進(jìn)行固定。

13、上述方案中：所述懸掛固定柱中部的左右兩側(cè)均設(shè)置有調(diào)節(jié)支耳，所述調(diào)節(jié)支耳上豎向設(shè)置有供螺柱穿過的調(diào)節(jié)通孔，所述螺柱的底端螺紋連接有通孔連接頭，所述通孔連接頭底端的開設(shè)有前后延伸的水平通孔，所述連接吊耳上對(duì)應(yīng)兩側(cè)的通孔連接頭均設(shè)置有轉(zhuǎn)向通孔，并通過同時(shí)穿過通孔連接頭和轉(zhuǎn)向通孔的空心螺栓進(jìn)行固定。

14、上述方案中：每個(gè)所述管道固定懸掛組件上均設(shè)置有智能監(jiān)測(cè)組件；且相鄰的兩個(gè)智能監(jiān)測(cè)組件分別朝左右兩側(cè)設(shè)置；

15、所述智能監(jiān)測(cè)組件包括左右延伸的伸縮支架，所述伸縮支架固定在管道固定裝置上，所述伸縮支架的伸出端上設(shè)置有紅外攝像頭和粉塵濃度傳感器。上述方案中：兩個(gè)所述水管對(duì)應(yīng)l型通水管均連通有水管支管，所述通風(fēng)管上對(duì)應(yīng)每個(gè)負(fù)壓降溫除塵干霧組件均配備有風(fēng)管連接單元，所述風(fēng)管連接單元包括長(zhǎng)風(fēng)管支管和兩個(gè)短風(fēng)管支管，所述長(zhǎng)風(fēng)管支管用于與注氣連接頭連通，所述短風(fēng)管支管用于與l型通氣管連通，且所述l型通氣管的頂端設(shè)置有氣管內(nèi)絲接頭，所述氣管內(nèi)絲接頭的上下兩端均設(shè)置有分別用于與l型通氣管、短風(fēng)管支管螺紋連接的外螺紋。

16、綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：

17、1、針對(duì)進(jìn)風(fēng)巷送風(fēng)未覆蓋的局部區(qū)域出現(xiàn)的溫度過熱情況，通過設(shè)置的拉瓦爾噴管噴出的無規(guī)則的氣流將拉瓦爾廣角干霧裝置噴出的液體打散，產(chǎn)生粒徑、濃度更高的低溫干霧，蒸發(fā)吸熱，降低周圍環(huán)境溫度，并且覆蓋范圍更廣，進(jìn)一步提高了局部范圍內(nèi)的吸熱能力，且有效改善呼吸性粉塵濃度，保障煤礦工人的身體健康；

18、2、通過設(shè)置一體式的拉瓦爾空氣放大裝置與拉瓦爾廣角干霧裝置協(xié)同作用，形成雙拉瓦爾結(jié)構(gòu)，通過外部的拉瓦爾空氣放大裝置增加外部空氣流速及流動(dòng)范圍，帶動(dòng)內(nèi)部的拉瓦爾廣角干霧裝置噴出的噴霧向外擴(kuò)散，增加對(duì)流效果，加強(qiáng)噴霧抗風(fēng)性與噴霧射程，進(jìn)一步擴(kuò)大了降溫區(qū)域范圍，提高除塵降溫效果；

19、3、通過設(shè)置管道固定懸掛組件根據(jù)巷道內(nèi)不同風(fēng)流的情況改變管路系統(tǒng)安裝角度使得噴霧覆蓋范圍能夠精確覆蓋高溫度、高濃度場(chǎng)景；

20、4、產(chǎn)生的低溫干霧蒸發(fā)吸熱和環(huán)境溫度下降起到增加空氣中水汽含量和相對(duì)濕度作用，此時(shí)根據(jù)細(xì)顆粒表面異質(zhì)凝結(jié)核化機(jī)理以及液滴慣性碰撞機(jī)理協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)對(duì)呼吸性粉塵的高效沉降。