專利名稱：煤礦井下防治煤炭自燃和快速滅火裝置及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于防治煤炭自燃和快速滅火裝置，尤其是用于煤礦井下的防治煤炭自燃和快速滅火裝置背景技術(shù)
煤礦井下采空區(qū)遺留煤炭在一定條件下易發(fā)生自燃火災(zāi)，有效的撲滅辦法是噴射凝膠泡沫。
目前采用的泡沫發(fā)生裝置主要有消防用的網(wǎng)式發(fā)泡器，它由空氣壓縮機、壓力容器、裝有金屬網(wǎng)格的發(fā)泡筒和氣液管路組成，這種發(fā)泡器需要外接動力源，不適合于煤礦井下防滅火作業(yè)。
專利號02148411. 2中國礦業(yè)大學申請的“防治煤炭自燃的三相泡沫發(fā)生裝置”， 它包括三相混合物(黃泥漿或粉煤灰漿和發(fā)泡劑)進料管、混合器和設(shè)有文丘里管的發(fā)泡器筒體，混合器內(nèi)設(shè)有多塊障礙版，發(fā)泡器筒體上設(shè)有注入文丘里管喉部的管道，文丘里管周邊設(shè)有引入氣體的空隙，文丘里管入口設(shè)有射流調(diào)節(jié)器，發(fā)泡器筒體尾部設(shè)有可調(diào)節(jié)集流器的滑道；它依賴物料在文丘里管產(chǎn)生的負壓引入氣體，從而產(chǎn)生三相混合物泡沫，用于煤礦防治煤炭自燃火災(zāi)。這種裝置依靠發(fā)泡采用的黃泥漿、粉煤灰等混合物對煤炭進行保護， 從而達到防治煤炭自燃的效果，其不足一是黃泥漿、粉煤灰等混合物產(chǎn)生的三相泡沫含有較大顆粒、粒度不均勻，無法用于滅火時無法徹底阻擋空氣與煤炭的接觸；二是發(fā)泡倍數(shù)較低，僅有30倍左右，對防治井下煤炭自燃有一定的效果，不能實現(xiàn)煤礦井下快速滅火的要求；三是這種泡沫發(fā)生器要在混合器內(nèi)設(shè)置障礙板，加工制造過程復(fù)雜，容易產(chǎn)生阻滯現(xiàn)象。
專利號201110067937. 7西安西科煤礦安全通風防滅火研究所有限公司申請的 “用于煤礦防滅火的泡沫發(fā)生器”，在混合器內(nèi)設(shè)置安裝在混合器中軸上的攪拌葉片，攪拌葉片為間隔套裝于混合器中軸上的阻隔長片和阻隔短片，阻隔長片上設(shè)置流通孔，使混合器內(nèi)形成非直線的流通通道，延長了混合漿液在混合器內(nèi)攪拌混合的時間，使混合漿液可以充分混合均勻。其不足是與專利號02148411. 2相比，將混合器內(nèi)的障礙板換成了帶有阻隔長片和阻隔短片的中軸，雖然不易堵管，但是攪拌效果欠佳，泡沫的發(fā)泡倍數(shù)較低。發(fā)明內(nèi)容
鑒于已有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單，發(fā)泡倍數(shù)高，能夠用于防治煤炭自燃和快速滅火的裝置。
技術(shù)方案是，一種煤礦井下防治煤炭自燃和快速滅火裝置，它包括一個兩端縮口的筒狀發(fā)泡殼體；發(fā)泡殼體的一端連接有壓氣管道，壓氣管道的一側(cè)設(shè)有泡沫原液入口，壓氣管道的直徑大于泡沫原液入口的直徑；發(fā)泡殼體的另一端連接有泡沫輸出管道；發(fā)泡殼體內(nèi)的軸線上設(shè)有空心軸，空心軸上間隔設(shè)有6 8組螺旋葉片，螺旋葉片之間設(shè)有出氣孔，上述螺旋葉片的旋向與空心軸的軸向夾角為45 60度，每一組螺旋葉片的旋向相同，相鄰兩組的旋向相反；發(fā)泡殼體的出口一端安裝有發(fā)泡網(wǎng)。
為了提高發(fā)泡倍數(shù)，在發(fā)泡殼體一側(cè)設(shè)有輔助壓氣管道，輔助壓氣管道與空心軸的一端連接。
上述發(fā)泡網(wǎng)的網(wǎng)孔徑優(yōu)選為O. 5 2mm。
上述每組螺旋葉片間隔距離優(yōu)選為空心軸外表面到發(fā)泡殼體內(nèi)表面的間距。
上述的螺旋葉片每組最佳為三片，并呈三角布置。
本發(fā)明工作原理是，在煤礦井下，將井下壓縮氣體供氣管道連接在本發(fā)明裝置的壓氣管道和輔助壓氣管道上，壓縮氣體進入發(fā)泡殼體內(nèi)部，同時在泡沫原液入口處產(chǎn)生負壓，吸入泡沫原液，初步混合，混合后的氣、液流體在螺旋葉片處進一步混合，調(diào)節(jié)螺旋葉片的旋向，可以對壓縮氣體和泡沫原液混合物提供不同的阻力，不同旋向的葉片使攪拌作用進一步增強，并初步發(fā)泡，通過輔助壓氣管道可以調(diào)節(jié)輸入壓縮氣體的量，從而改變泡沫原液在發(fā)泡網(wǎng)上發(fā)泡倍數(shù)，在發(fā)泡網(wǎng)上最終形成細膩、穩(wěn)定的凝膠泡沫，從泡沫輸出管道排出。通過調(diào)節(jié)輔助壓縮氣體的進入量和選擇發(fā)泡網(wǎng)的孔徑，可以獲得50 150倍的凝膠泡沫發(fā)泡倍數(shù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于
I、由于壓氣管道的直徑大于泡沫原液入口的直徑，在泡沫原液入口處產(chǎn)生負壓， 在螺旋葉片的攪拌下使壓縮氣體和泡沫原液混合物在發(fā)泡殼體內(nèi)初步發(fā)泡，用于防治煤炭自燃和實現(xiàn)滅火。
2、通過設(shè)置的輔助壓氣管道使輔助的壓縮氣體從設(shè)在空心軸上的出氣孔噴出，對混合物進行二次發(fā)泡，使發(fā)泡倍數(shù)短時間內(nèi)迅速提高到50 150倍，達到快速滅火的目的。
3、本發(fā)明沒火裝置不要專用動力，物料不易堵管，使用可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便， 特別適用于煤礦滅火作業(yè)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖2是圖I中A-A剖面放大圖。
圖中1-壓氣管道，2-泡沫原液入口，3-發(fā)泡殼體，4-泡沫輸出管道，5-空心軸， 6-出氣孔，7-螺旋葉片，8-發(fā)泡網(wǎng)，9-輔助壓氣管道。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和幾個實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明
實施例一
如圖I和圖2所示，一種煤礦防滅火凝膠泡沫發(fā)生裝置，它包括一個兩端縮口的筒狀發(fā)泡殼體3 ;發(fā)泡殼體3的一端連接有壓氣管道1，壓氣管道I的一側(cè)設(shè)有泡沫原液入口 2，壓氣管道I的直徑大于泡沫原液入口 2的直徑；發(fā)泡殼體3的另一端連接有泡沫輸出管道4 ;發(fā)泡殼體3內(nèi)的軸線上設(shè)有空心軸5，空心軸5上間隔設(shè)有六組螺旋葉片7，間隔距離為空心軸5外表面到發(fā)泡殼體3內(nèi)表面的間距。在螺旋葉片7之間設(shè)有出氣孔6，實施例一螺旋葉片7的旋向與空心軸5的軸向夾角為45度，每一組螺旋葉片7的旋向相同，相鄰兩組螺旋葉片7的旋向相反；在發(fā)泡殼體3 —側(cè)設(shè)有輔助壓氣管道9，輔助壓氣管道9與空心軸5的一端連接；發(fā)泡殼體3的出口一端安裝有發(fā)泡網(wǎng)8。發(fā)泡網(wǎng)8的網(wǎng)孔徑為O. 5_。
實施例中的螺旋葉片7每組為三片，并呈三角布置。
井下壓縮氣體供氣管道連接在本發(fā)明裝置的壓氣管道I和輔助壓氣管道9上.壓縮氣體通過壓氣管道I進入發(fā)泡殼體3，通過輔助壓氣管道9的調(diào)節(jié)，使進入殼體3的壓縮氣體和凝膠泡沫原液的流量比為20:1，螺旋葉片7的旋向與空心軸5的軸向夾角為45度， 使通過的氣、液充分混合，經(jīng)過6組螺旋葉片7攪拌，通過網(wǎng)孔徑為O. 5mm發(fā)泡網(wǎng)8后形成 50倍的凝膠泡沫。
實施例二
實施例二和實施例一基本相同，不同的是螺旋葉片7的旋向與空心軸5的軸向夾角為60度。使用時，調(diào)節(jié)輔助壓氣管道9，使進入發(fā)泡殼體3的壓縮氣體和凝膠泡沫原液的流量比為25:1，發(fā)泡后形成80倍的凝膠泡沫。
實施例三
實施例三與實施例二基本相同，不同的是空心軸5上間隔設(shè)有八組螺旋葉片7，發(fā)泡網(wǎng)的網(wǎng)孔徑為2_。使用時，調(diào)節(jié)輔助壓氣管道9，使進入發(fā)泡殼體3的壓縮氣體和凝膠泡沫原液的流量比為30:1，發(fā)泡后形成120倍的凝膠泡沫。
實施例四
實施例四與實施例三基本相同，不同的是螺旋葉片7的旋向與空心軸5的軸向夾角為60度。使用時，調(diào)節(jié)輔助壓氣管道9，使進入發(fā)泡殼體3的壓縮氣體和凝膠泡沫原液的流量比為30:1，發(fā)泡后形成150倍的凝膠泡沫。
權(quán)利要求
1.一種煤礦井下防治煤炭自燃和快速滅火裝置，其特征在于，它包括一個兩端縮口的筒狀發(fā)泡殼體；發(fā)泡殼體的一端連接有壓氣管道，壓氣管道的一側(cè)設(shè)有泡沫原液入口，壓氣管道的直徑大于泡沫原液入口的直徑；發(fā)泡殼體的另一端連接有泡沫輸出管道；發(fā)泡殼體內(nèi)的軸線上設(shè)有空心軸，空心軸上間隔設(shè)有6 8組螺旋葉片，螺旋葉片之間設(shè)有出氣孔，上述螺旋葉片的旋向與空心軸的軸向夾角為45 60度，每一組螺旋葉片的旋向相同，相鄰兩組的旋向相反；發(fā)泡殼體的出口一端安裝有發(fā)泡網(wǎng)。
2.如權(quán)利要求I所述的煤礦井下防治煤炭自燃和快速滅火裝置，其特征在于，在發(fā)泡殼體一側(cè)設(shè)有輔助壓氣管道，輔助壓氣管道與空心軸的一端連接。
3.如權(quán)利要求I所述的煤礦井下防治煤炭自燃和快速滅火裝置，其特征在于，所述的發(fā)泡網(wǎng)的網(wǎng)孔徑為O. 5 2mm。
4.如權(quán)利要求I所述的煤礦井下防治煤炭自燃和快速滅火裝置，其特征在于，上述的螺旋葉片每組為三片，并呈三角布置。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的煤礦井下防治煤炭自燃和快速滅火裝置的工作方法，其特征在于，在煤礦井下，將井下壓縮氣體供氣管道連接在本發(fā)明裝置的壓氣管道和輔助壓氣管道上，壓縮氣體進入發(fā)泡殼體內(nèi)部，同時在泡沫原液入口處產(chǎn)生負壓，吸入泡沫原液，初步混合，混合后的氣、液流體在螺旋葉片處進一步混合，調(diào)節(jié)螺旋葉片的旋向，對壓縮氣體和泡沫原液混合物提供不同的阻力，不同旋向的葉片使攪拌作用進一步增強，并初步發(fā)泡，通過輔助壓氣管道調(diào)節(jié)輸入壓縮氣體的量，改變泡沫原液在發(fā)泡網(wǎng)上發(fā)泡倍數(shù)，在發(fā)泡網(wǎng)上最終形成細膩、穩(wěn)定的凝膠泡沫，從泡沫輸出管道排出；通過調(diào)節(jié)輔助壓縮氣體的進入量和選擇發(fā)泡網(wǎng)的孔徑，獲得50 150倍的凝膠泡沫發(fā)泡倍數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦井下防治煤炭自燃和快速滅火裝置和工作方法，它包括一個兩端縮口的筒狀發(fā)泡殼體；發(fā)泡殼體的一端連接有壓氣管道，壓氣管道的一側(cè)設(shè)有泡沫原液入口；發(fā)泡殼體的另一端連接有泡沫輸出管道；發(fā)泡殼體內(nèi)軸線的空心軸上間隔設(shè)有6～8組螺旋葉片，螺旋葉片之間設(shè)有出氣孔，上述螺旋葉片的旋向與空心軸的軸向夾角為45～60度，每一組螺旋葉片的旋向相同，相鄰兩組的旋向相反。本發(fā)明通過對混合物進行兩次發(fā)泡，使發(fā)泡倍數(shù)短時間內(nèi)迅速提高到50～150倍，達到防治煤炭自燃和快速滅火的目的。
文檔編號B01F13/10GK102979552SQ201210516368
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者展曉元, 陳連軍, 王芳, 王敏 申請人:山東科技大學