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三维多向旋流风幕智能控制装置

作品介绍 | 竞赛组委会| 2021-06-25 18:02:49


1.作品描述

主动轮高速旋转并带动除尘腔内的两组从动轮转动,实现负压吸风效果。在设备进风口设置四组防堵雾化喷嘴,使含尘风流与水化雾幕充分混合形成含尘水汽。

含尘水汽进入除尘腔后,通过从动轮高速转动形成圆柱状的旋流风幕,在风幕的离心力的作用下将含尘水汽透过除尘腔筛网甩进除尘腔壁面,含尘水汽在重力作用下汇集、凝并进入下方集水槽,收集并排出粉尘,实现粉尘的净化。

与粉尘结合后的污水,经过滤净化装置过滤后可重复使用或者运至其他用水区域,以减少地面向井下运水的能源消耗和污水的排放。

智能监测:采用光-电-智能一体化设计,通过红外传感器实时监测井下巷道内粉尘浓度,并将粉尘浓度数据导入到智能控制模块中进行大数据运算。

智能调节降尘:对三级旋流装置转速、角度和雾化器喷雾量进行实时调节,得出最佳的处理风量,三维多向旋流风幕有效将粉尘控除净化,降尘率达99%以上。

喷嘴:结合煤矿喷雾降尘的需要,对喷嘴的雾化角、有效射程以及流量三个宏观参数进行测定,结合无风条件下雾场空间分布特性通过对雾滴粒径、雾滴速度、雾场浓度进行研究,最终研制出新型高效防堵雾化喷嘴。

降尘剂:结合无毒、无害、生物降解性好、湿润性强、降尘效果佳的原则,利用有机物对降尘剂进行环保改性,确定了喷雾降尘剂配方及其配比可确定为0.025% EIW与0.025% HTCC混合后使用。

 

2.创意来源

随着地下工程施工的机械化程度不断提高,地下工程掘进工作面粉尘浓度极大,粉尘粒径小,呼吸性粉尘占据主体,部分区域瞬时浓度能达到3000mg/m³ ;高浓度粉尘造成了严重的尘肺病。自2010年至今,全国每年新增尘肺病均超过2万例, 2017年报告显示职业性尘肺病22701例,占职业病总数的比例高达84.8%。

尘肺病作为一类职业病,是一种“隐性”矿难和“隐形杀手”,它损害的群体更多、更广,潜在的危害性更大,破坏性更强。尘肺病是危害我国工人健康最严重的职业病,是一种没有医疗终结的致残性职业病。

干式除尘风机处理不当容易造成二次扬尘,处理相对湿度高的含尘气体时,易堵塞管道;湿式除尘风机耗水量大,排出的含尘污水需进行二级处理,能耗较高。设备处理风量参数单一,智能化程度低,对工作面现场适应性差,除尘效率低,甚至会因为功率过大引发电气火灾。                    

目前急需除尘效率高的除尘设备,来改善工人的工作环境。因此,我们设计了高效除尘设备——三维多向旋流风幕智能控制装置

 

3.运行环境

产品的主要通过SolidWorks、C4D、PR、AE等动画视频制作软件设计。


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