[发明专利]矿井注氮过程中液体添加及雾化装置

说明书

技术领域

 本发明涉及一种煤矿井下注氮防灭火过程中用于液体添加及雾化的装置。

背景技术

矿井火灾给煤矿安全生产造成很大威胁。为治理矿井火灾，国内外广泛采用氮气防灭火技术，氮气良好的惰化窒息作用在抑制煤炭自燃和火灾治理方面已取得很多成功范例。但注氮防灭火也存在不足之处，其一是氮气降温效果差，易复燃，其二是氮气易流失，停氮后防灭火作用消失。在注氮过程中使用水、阻化液等添加剂，可取得降温和阻化等更理想的防灭火效果。ZL201010243627.1公开了一种矿用氮气细水雾发生装置，通过导水旋风器和雾化器的设置，可用于注氮过程中添加细水雾，但该装置所需氮气和水的压力较大，难以适应大雾化量的防灭火需要，同时由于矿用水质的复杂性，需要经常性的对过滤网进行清洗，且一旦杂质通过过滤网，小口径喷水孔的设置易引起装置液体通道内的结焦堵塞。而且，随着人们对矿井安全的越来越重视，仅在注氮过程中添加水产生的细水雾已不足以满足防灭火需求，防火用阻化剂水溶液等粘性液体的添加是治理矿井火灾的趋势。现有的雾化装置难以满足煤矿注氮过程中液体的添加及雾化。

发明内容

为了克服现有的雾化装置难以满足煤矿注氮过程中液体的添加及雾化的缺陷，本发明提供一种矿井注氮过程中液体添加及雾化装置，该装置能够实现煤矿注氮过程中高效率地液体添加及雾化。

本发明的技术方案是：该装置的筒体前端设有导流雾化器，导流雾化器内部设有渐缩的导气通道，导流雾化器外部和筒体之间设有旁通道，导流雾化器侧面设有进液通道，进液通道连通导液槽；筒体后端设有文丘里混合器，导流雾化器的射流口正对文丘里混合器的混合通道。

所述的导气通道上设有2~6个导液槽，导液槽呈螺旋状布置且每个导液槽螺旋方向相同，导液槽凹陷在导气通道内壁且断面由前往后逐渐减小直至消失。

本发明的优点和有益效果：利用矿井现有注氮防灭火系统，通过渐缩导气通道将一部分氮气变成高速气流，通过断面逐渐变小螺旋型导液槽的设置将液体引导至导气通道，高速气流将导液槽内螺旋进入并逐渐溢出的液体雾化，形成气液两相射流进入文丘里混合器，同时旁通道内的另一部分氮气受注氮压力和文丘里效应进入混合器，射流在文丘里混合器的增效作用下形成稳定的雾化氮气流。

导液槽的断面逐渐减小，即使较大杂质进入，可以从导液槽侧面排入导气通道，避免了使用过滤网导致的频繁清理和一旦过滤网失效引起杂质在通道内结焦堵塞；同时有效减小了现有小口径喷水孔引起的粘性液体阻力过大的问题。

适用于煤矿井下采空区或封闭空间防灭火，尤其适用于煤矿井下注氮防灭火过程中添加防火用阻化剂水溶液。结构简单，雾化量大，占据空间小，可灵活移动，安装方便，并可有效防止堵塞，适用于粘性液体，能连续工作，且不含电器元件，安全可靠，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的整体结构示意图。

图2是图1的A-A剖面图。

图3是图1的B-B剖面图。

图中：1.筒体，2.导流雾化器，3.文丘里混合器，4.导气通道，5.旁通道，6.进液通道，7.导液槽，8.射流口，9.混合通道。

具体实施方式

在图1中，筒体1前端设有导流雾化器2，导流雾化器2内部设有渐缩的导气通道4，导流雾化器2外部和筒体1之间设有旁通道5，导流雾化器2侧面设有进液通道6，进液通道6连通导液槽7；筒体1后端设有文丘里混合器3，导流雾化器2的射流口8正对文丘里混合器3的混合通道9。

导气通道4上设有2~6个导液槽7，导液槽7呈螺旋状布置且每个导液槽7螺旋方向相同，导液槽7凹陷在导气通道4内壁且断面由前往后逐渐减小直至消失。

工作过程：将筒体1气体入口与矿井下氮气管道相连，出口与注氮管相连，进液通道6与供液管道相连。当氮气进入筒体1后，一部分在渐缩导气通道4内静压变成速压形成高速气流，液体通过进液通道6进入导液槽7，导液槽7的相同螺旋方向设置以保证导液槽7不发生交叉，液体在导液槽7内螺旋流动过程中由于断面的逐渐减小而逐渐溢出至导气通道4，溢出的液体流动方向与高速气流方向斜交，利用气体动能使液体产生侧面撕裂、破碎形成液滴，形成气液两相射流进入文丘里混合器3；此时，旁通道内的另一部分氮气受注氮压力和文丘里效应进入混合通道9，射流内已初步雾化的液体在文丘里混合器3内进一步发生震荡、紊乱，最终形成稳定的雾状氮气流。

当液体内含有杂质进入液体通道6时，由于导液槽7的断面逐渐减小，杂质可以从导液槽7侧面排入导气通道4，随射流一起喷出，而避免了常规类型雾化装置使用过滤网导致的频繁清理和一旦过滤网失效引起杂质在通道内结焦堵塞的问题。