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浅谈掘进机降尘喷嘴的合理选择 030006 煤科总院太原分院 韩 波 摘要通过对掘进机冷却喷雾灭尘系统降尘喷嘴的分析计算,探讨降尘喷嘴 合理选择的途径。 关键词掘进机降尘喷嘴选择 1 前言 在掘进过程中,掘进机上均采用了喷雾 降尘,这是一项既经济又便于推广的技术。 喷 雾降尘是利用喷嘴把具有一定压力的水高度 扩散,使其雾化形成水幕,把尘源与外界隔 离。不言而喻,作为喷雾降尘的基本单元 喷嘴,其选择的合理与否,直接影响着 喷雾降尘的效果,为此,合理选择降尘喷嘴至 关重要。 2 喷嘴的合理选择 211 喷嘴口径计算 喷嘴的耗水量主要取决于喷嘴的出口直 径和喷嘴处的供水压力,因此,喷嘴口径的大 小应视供水量和供水压力大小而定。 喷雾降 尘的耗水量应该取决于每产吨煤的单位耗水 量指标。 根据有关资料介绍,吨煤耗水量不应 大于20～30L。 如果机组内喷雾系统设有随 机增压泵,那么在确定喷嘴耗水量之前,应先 按吨煤耗水量和机组生产能力算出总耗水 量,再以此为依据选择喷雾泵的规格和决定 喷嘴数量和喷嘴口径。 降尘总耗水量 Q′Q q Lh 其中 Q′ 1 60Q q Lm in 式中Q机组生产能力 q吨煤耗水量 Q′ 总耗水量 内、 外喷雾系统喷嘴口径和喷嘴数量的 分析计算如下。 喷嘴特性公式 q′ 65. 97kd 2 p1 式中q′ 单个喷嘴的耗水量 d喷嘴出口直径 k流量系数,对具体喷嘴通过实 验确定,一般取0168 p喷嘴出口压力 已知 q′ Qb C 2 式中Qb喷嘴总流量泵的额定流量 C喷嘴数量 将式2代入式1得 d Qb 65197kp C 3 由式3可见,喷嘴口径d与流量Qb、 压 力p、 喷嘴数量C有关。 在流量、 压力一定的 情况下,d就是C的函数。 随着C的增大,d则 减小。 就内喷雾而言,从理论上讲,每个截齿 后面都应该设置一个喷嘴,以达到逐个冷却 截齿的目的,而实际上这很难实现,因为在压 力p和流量Qb确定后,喷嘴口径d是随喷嘴 数量C变化的。 若喷嘴数量过多,喷嘴口径太 小,则不但加工困难,而且在使用过程中也极 易堵塞;若喷嘴数量过少,喷嘴口径太大,则 单个喷嘴耗水量大,冲击力减弱,射流效果不 好。 同样,就外喷雾而言,在压力、 流量一定的 情况下,喷嘴数量仍不宜太多。 因此,在压力、 流量一定的前提下,应根据喷嘴数量来确定 51997年第6期 煤 矿 机 械 喷嘴口径大小,从而获得良好的喷雾效果。 另 外,在确定内喷雾系统的压力时,其压力值应 略小于喷雾泵的额定压力,这是因为,我们既 要保证喷雾泵的输出压力能使喷嘴具有喷射 压力,又要考虑管路压降,而且在使用过程 中,由于个别喷嘴堵塞会造成压力上浮这是 个不定数。 由以上分析可见,在确定掘进机 内、 外喷雾系统的喷嘴口径时,应该综合考虑 压力、 流量、 喷嘴数量等参数的相互关系,这 样才能获得良好的降尘效果。 212 喷嘴型式选择 在选择喷嘴时,首先应该了解喷嘴规格、 基本性能和使用条件,并应根据喷嘴的安装 位置选择其结构形式。 对内喷雾喷嘴来说,喷 嘴距截齿较近一般约100～150mm ,可使 水雾直接喷洒于截割处,抑制由截齿与煤岩 碰撞引起的粉尘,同时还可以起到冷却截齿、 延长截齿使用寿命的作用。 由于喷射距离短, 所以扩散角大小影响不大。 主要应考虑加大 射流的轴向能量,以提高灭尘和冷却刀头的 效果。 因此,内喷雾宜采用束状直射型喷嘴, 该喷嘴喷出的射流呈束形无扩散角 , 且喷 射速度高、 冲击力大,水流束与刀头撞击后再 射到煤壁上反溅雾化,形成湿润层和雾化区, 从而实现湿式切割;对外喷雾喷嘴来说,由于 喷嘴架的安装位置一般距煤壁113～114m , 主要用以捕集飞扬的粉尘,所以要求扩散角 要大些,以加宽雾区,扩大灭尘面积。 近几年 来,为了改善灭尘效果,已经研制并推广了引 射型喷嘴。 其工作原理从喷嘴中心孔喷出的 高速水流,使喷嘴周围的空气经径向引风孔 被吸入喷嘴内,形成气水混合物喷出,从而雾 化效果大为改善,灭尘效果大为提高,而耗水 量却可减少,同时还可以捕集空气中的粉尘。 实践证明,引射风量与喷射水量的比值一般 为25∶1左右,最高比值达45∶1。 因此,外喷 雾宜采用引射型伞形喷射的喷嘴,其喷雾形 状为空心圆锥形水雾流,其雾滴细,扩散角 大,以较少的耗水量就能封闭面积较大的尘 源。 3 结束语 综上所述,作为喷雾灭尘系统基本单元 的喷嘴,其选用合理与否直接影响到掘进机 冷却喷雾灭尘系统的效果。 目前其结构形式 已经发展到了60余种。 适合于掘进机内喷雾 使用的主要有束形PG型或扇形PS型喷嘴, 而外喷雾系统应根据机组生产能力的大小, 采用伞形PA型或锥形PZ型喷嘴为好。 作者简介 韩波,女, 1958年生, 1985年毕业于山西矿 业学院函授大学煤矿机械化专业,现从事掘进机械的研究 和 设计,参加过国家 “八五” 攻关项目和部、 院项目,曾发表 论文多篇。 收稿日期 199709 01 矿井提升机和矿用提升绞车 安全要求 发布实施 由机械工业部洛阳矿山机械研究所负责起草的行业标准 矿用提升机和矿用提升绞车 安全要求 已由 机械工业部批准发布,并于1997年10月1日起实施。 矿 井提升机和矿用提升绞车是矿山中的咽喉设备,不间断地运送人员、 设备、 矿物和矿石等,直接关系着 人员的人身健康和设备安全。 为了保证提升设备的质量,过去行业制定了很多的产品国家标准和行业标准,这 些标准对产品设计、 制造、 工艺、 材质、 标志、 包装等一般要求较细,有关人身健康和设备安全的要求不够突出。 为保证产品安全性能,对损伤产品安全或危害人身健康的要求给予突出规定,这样,对人员的安全与健康才有 更好的保证,因此,制定了该安全要求标准。 该标准是根据 机械安全 安全标准的起草与表述规则制定的C类机械安全标准。代号为 JB85161997,为强制性标准,主要用于指导矿井提升机和矿用提升绞车的设计、 制造和使用,也可供机械产 品安全认证机构对产品进行安全认证。孙如海 供稿 6 煤 矿 机 械 1997年第6期