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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611078095.4 (22)申请日 2016.11.29 (71)申请人 安徽理工大学 地址 232001 安徽省淮南市田家庵区舜耕 中路168号 (72)发明人 王自成 陈登红 刘文杰 丁长栋 胡慧 (51)Int.Cl. A62C 37/08(2006.01) A62C 31/02(2006.01) F25D 1/02(2006.01) B01D 47/06(2006.01) C02F 1/48(2006.01) (54)发明名称 安全高效除尘降温灭火多功能系统 (。
2、57)摘要 安全高效除尘降温灭火多功能系统， 属于喷 雾除尘降温灭火技术领域。 该系统通过粉尘浓度 传感器、 温度传感器和红外传感器的结合， 实现 了降尘、 降温和灭火三种功能。 所述的安全高效 除尘降温灭火多功能系统的自动设备控制器中 配有PLC自动控制系统， 实现了降尘降温灭火全 自动化过程， 不仅保障了工人的安全， 还有效地 减少了水的浪费； 并采用了磁化装置， 产生的磁 化水可以改善水的表面张力、 延长喷雾水滴在风 流中存在的时间， 磁化水喷雾可以提高粉尘表面 的亲水能力、 改善水雾与尘粒的接触和凝并条 件； 还采用了循环冷却设备， 在喷雾降尘及灭火 过程中， 不仅降低周围环境的温度，。
3、 还提高了灭 火的效能。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 106390345 A 2017.02.15 CN 106390345 A 1.一种安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于由感应单元( )、 冷却单元 ()、 动力单元()、 磁化单元()和螺旋雾化球形喷头()配合构成， 各单元之间分别设 置气、 水连接管路及电缆线路。 2.如权利要求1所述的安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于所述的感应单 元( )包括粉尘浓度感应部分( )、 温度感应部分()和火源感应部分()。 进水管的电磁 阀(3)与蒸发器(11)的载冷水箱相连接。 3.如权利要求2所述的安全高效除尘降温。
4、灭火多功能系统， 其特征在于所述的粉尘浓 度感应部分( )包括粉尘浓度传感器(1)、 自动除尘设备控制器(2)、 电磁阀(3)、 纯水液压泵 (6)； 温度感应部分()包括温度传感器(4)、 自动降温设备控制器(5)、 电磁阀(3)； 火源感 应部分()包括电磁阀(3)、 自动灭火设备控制器(7)、 红外传感器(8)、 纯水液压泵(6)。 4.如权利要求1所述的安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于所述的冷却单 元()包括蒸发器(11)、 节流阀(12)、 压缩机(15)、 冷凝器(16)， 蒸发器(14)的载冷水箱与 磁化器(17)的水输入端管路相连接。 5.如权利要求1所述的安全高效。
5、除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于所述的动力单 元()设有电动马达(13)和气动马达(14)。 6.如权利要求1所述的安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于所述的磁化单 元()包括一个磁化器(17)， 磁化器(17)的水输入端管路与压缩机(15)的水输出端管路相 连接， 磁化器(17)的水输出端管路与螺旋雾化球形喷头()相连接。 7.如权利要求3所述的安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于所述的自动除 尘设备控制器(2)、 自动降温设备控制器(5)、 自动灭火设备控制器和(7)自动风压调节控制 器(9)中配有PLC自动控制系统， 对除尘、 降温和灭火的整个过程可实现自动控制。 权。
6、 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 106390345 A 2 安全高效除尘降温灭火多功能系统 技术领域 0001 本发明属于除尘降温兼灭火设备技术领域， 具体涉及一种安全高效除尘降温灭火 多功能系统。 背景技术 0002 随着现代工业的快速发展， 工业粉尘污染成为安全生产和环境保护的瓶颈问题， 粉尘的主要特征在于粒度小、 重量轻， 而工业粉尘表面积大、 其吸附空气的能力较强， 并在 其表面一般形成一层空气膜。 因此， 工业粉尘不易降落， 可以长时间的悬浮于空气中。 直径 大于10 m的粉尘， 在静止的空气中里加速下降， 很快落到底板； 直径在0.1-10 m之间的呈等 速下降； 直径小于。
7、0.1 m的尘粒基本不下降。 由于工业粉尘的表面积增大， 其中游离的二氧 化硅易作用于人体肺细胞， 使肺部引起中毒病变形成硅肺病， 通常把粒径在5 m以下的称为 呼吸性粉尘， 它是引起尘肺的病因。 同时高浓度的可燃性粉尘易燃易爆， 在高浓度可燃性粉 尘环境中， 灭火工作也是我们必须研究的一个问题， 悬浮在空气中的可燃性粉尘， 当达到爆 炸下限以上， 遇点火源瞬间发生燃烧， 产生高温致使有限空间内燃烧后产生的混合气体迅 速膨胀， 压力增大， 产生爆炸过程。 此外， 在很多作业场所， 由于很多大型设备的运转， 导致 周围环境过高， 而过高的温度不仅会影响工人的作业效率， 还会诱发各种灾害。 所以，。
8、 作业 现场的除尘、 降温和及时灭火对于安全高效的生产有着极其重要的作用。 0003 对此， 关于除尘降温， 现有多种除尘降温方式， 其中喷雾除尘降温比较普遍， 但现 有的喷雾除尘有如下几个特点： 0004 1、 雾化效果差： 传统的喷雾除尘及降温设施难以保证水压的稳定， 水压过大或过 小都会对雾化效果有很大的影响。 0005 2、 耗水量大： 传统的喷雾除尘及降温设施不能实现启停喷雾全过程的自动控制， 并且由于降尘效率低， 需要长时间的进行喷雾， 因此往往会造成水资源的浪费。 0006 3、 通信不便： 在人工远程控制喷雾过程中， 操作人员之间交流不方便， 0007 4、 难以降低呼吸性粉尘。
9、： 由于雾化效果差， 降低了水雾对呼吸性粉尘的捕捉能力， 会造成大量呼吸性粉尘残留。 0008 而关于灭火， 现有的灭火技术也存在着以下几个缺点： 0009 1、 会产生有害气体： 部分灭火剂在灭火的同时， 会和燃烧物发生链式反应而产生 对人有害的气体。 0010 2、 污染环境： 部分灭火方法在灭火后会产生一些污染环境的物质。 0011 3、 灭火效能低： 部分灭火技术抑制能力差， 反应时间长， 不能完全的防止火灾复 燃。 0012 因此， 要在传统喷雾降尘设施和灭火技术的基础上， 加以改进， 以实现更好的降尘 和灭火效果。 发明内容 说 明 书 1/4 页 3 CN 106390345 A。
10、 3 0013 针对上述现有技术存在的不足， 本发明的目的是提供一种安全高效的除尘灭火复 合系统。 0014 所述的安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于由感应单元 、 冷却单元 、 动力单元、 磁化单元和螺旋雾化球形喷头配合构成， 各单元之间分别设置气、 水 连接管路及电缆线路。 0015 所述的安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于所述的感应单元 包括粉 尘浓度感应部分 、 温度感应部分和火源感应部分。 进水管的电磁阀3与蒸发器11的载 冷水箱相连接。 0016 所述的安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于所述的粉尘浓度感应部分 包括粉尘浓度传感器1、 自动除尘设备控制器。
11、2、 电磁阀3、 纯水液压泵6； 温度感应部分包 括温度传感器4、 自动降温设备控制器5、 电磁阀3； 火源感应部分包括电磁阀3、 自动灭火 设备控制器7、 红外传感器8、 纯水液压泵6。 0017 所述的安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于所述的冷却单元包括蒸 发器11、 节流阀12、 压缩机15、 冷凝器16， 蒸发器11的载冷水箱与磁化器17的水输入端管路 相连接。 所述的安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于所述的动力单元设有电 动马达13和气动马达14。 0018 所述的安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于所述的磁化单元包括一 个磁化器17， 磁化器17的水输入。
12、端管路与压缩机15的水输出端管路相连接， 磁化器17的水 输出端管路与螺旋雾化球形喷头相连接。 0019 所述的安全高效除尘降温灭火多功能系统， 其特征在于所述的自动除尘设备控制 器2、 自动降温设备控制器5、 自动灭火设备控制器7和自动风压调节控制器9中配有PLC自动 控制系统， 对除尘、 降温和灭火的整个过程可实现自动控制。 0020 本发明是一种安全高效除尘降温灭火多功能系统， 具有以下几个优点： 0021 该装置的自动除尘设备控制器、 自动降温设备控制器、 自动灭火设备控制器和 自动风压调节控制器中配有PLC自动控制系统， 实现了启停喷雾与进风全自动化过程， 可以 降低工作人员的劳动强。
13、度， 并且还能够有效地减少水的浪费量。 0022 该装置采用了一整套循环冷却设备， 在喷雾降尘及灭火的过程中， 还能降低周 围环境的温度， 给予工作人员更舒适更安全的工作条件。 0023 该装置使用了螺旋雾化球形喷头， 具有较强的扩散能力和卷吸周围介质参与流 动的能力， 并能够形成较大的冲击面积,产生良好的雾化效果。 0024 该装置采用了磁化装置， 产生的磁化水可以改善水的表面张力、 延长喷雾水滴 在风流中存在的时间； 磁化水喷雾可以提高粉尘表面的亲水能力、 改善水雾与尘粒的接触 和凝并条件。 0025 该装置的红外传感器可以精确感知周围环境的温度， 能准确的定位着火位置。 0026 该装置。
14、利用高压水雾灭火， 具有灭火效能高， 用水量少， 反应时间快， 安全无危 害等特点。 附图说明 0027 图1为本发明的系统设计示意图； 说 明 书 2/4 页 4 CN 106390345 A 4 0028 图2为本发明的感应单元的结构示意图； 0029 图3为本发明的冷却单元的结构示意图； 0030 图4为本发明的动力单元的结构示意图； 0031 图5为本发明的磁化单元的结构示意图； 0032 图6为本发明的喷头的结构示意图； 0033 图7位螺旋雾化球形喷头剖面结构示意图。 0034 图中： 1-粉尘浓度传感器， 2-自动除尘设备控制器， 3-电磁阀， 4-温度传感器， 5-自 动降温设。
15、备控制器， 6-纯水液压泵， 7-自动灭火设备控制器， 8-红外传感器， 9-自动风压调 节控制器， 10-水压表， 11-蒸发器， 12-节流阀， 13-电动马达， 14-气动马达， 15-压缩机， 16- 冷凝器， 17-磁化器， 18-螺旋雾化球形喷头， 1-喷嘴固定外壳， 2-球形喷嘴， 3-O形密 封圈， 4-圆锥形螺旋水道， 5-O形密封圈， 6-加旋元件， 7-直段管， 8-O形密封圈， 9-喷嘴接头座。 具体实施方式 0035 现结合说明书附图， 详细说明本发明的具体实施方式： 0036 图1所示的安全高效除尘降温灭火多功能系统由感应单元 、 冷却单元、 动力单 元、 磁化单元。
16、和螺旋雾化球形喷头配合构成， 各单元之间分别设置气、 水连接管路及 电缆线路。 所述的感应单元 包括粉尘浓度感应部分 、 温度感应部分和火源感应部分。 进水管的电磁阀3与蒸发器11的载冷水箱相连接。 所述的粉尘浓度感应部分 包括粉尘浓度 传感器1、 自动除尘设备控制器2、 电磁阀3、 纯水液压泵6； 温度感应部分包括温度传感器 4、 自动降温设备控制器5、 电磁阀3； 火源感应部分包括电磁阀3、 自动灭火设备控制器7、 红外传感器8、 纯水液压泵6。 所述的冷却单元包括蒸发器11、 节流阀12、 压缩机15、 冷凝器 16， 压缩机15、 冷凝器16、 蒸发器11和节流阀12之间通过循环管路连。
17、接， 形成蒸发式压缩冷 却循环系统， 蒸发器11的载冷水箱与磁化器17的水输入端管路相连接。 所述的动力单元 设有电动马达13和气动马达14。 所述的磁化单元包括一个磁化器17， 磁化器17的水输入 端管路与压缩机15的水输出端管路相连接， 磁化器17的水输出端管路与螺旋雾化球形喷头 相连接。 0037 图2所示的螺旋雾化喷头由1-喷嘴固定外壳， 2-球形喷嘴， 3-O形密封圈， 4-圆锥形螺旋水道， 5-O形密封圈， 6-加旋元件， 7-直段管， 8-O形密封圈， 9-喷嘴 接头座。 喷嘴接头座9与直管段7螺纹连接， 中间并O形密封圈8进行密封； 在直管段 7腔体内设有加旋元件6； 直管段7。
18、与圆锥形螺旋水道4螺纹连接， 中间并用O形密封圈 5进行密封； 圆锥形螺旋水道4与球形喷嘴2螺纹连接， 中间并用O形密封圈3进行密 封； 圆锥形螺旋水道4与嘴固定外壳1螺纹连接。 0038 整个工作流程是这样的： 0039 对于降尘过程： 粉尘浓度传感器1实时监测工作环境中的粉尘浓度， 当监测到粉尘 浓度超标时， 自动除尘设备控制器2自动控制进风管与进水管的电磁阀3打开。 风流通过风 管带动气动马达14的运转， 运转的气动马达14又使压缩机10工作， 压缩机10运转后， 通过循 环管路促使冷却循环系统工作； 水流通过纯水液压泵6后， 变成高压水， 高压水流通过水管 进入蒸发器11的载冷水箱， 。
19、经冷却后进入磁化器17， 磁化后的水经螺旋雾化球形喷头18喷 说 明 书 3/4 页 5 CN 106390345 A 5 出。 当风压不足以提供动力时， 通过启动电力马达13来使冷却循环系统工作。 0040 对于降温过程： 温度传感器4实时监测工作环境的温度， 当环境温度达到或高于所 设定的温度值时， 自动降温设备控制器5自动控制进风管与进水管的电磁阀3打开。 风流通 过风管带动气动马达14的运转， 运转的气动马达14又使压缩机10工作， 压缩机10运转后， 通 过循环管路促使冷却循环系统工作； 水流通过水管进入蒸发器11的载冷水箱， 经冷却后进 入磁化器17， 磁化后的水经螺旋雾化球形喷头。
20、18喷出。 当风压不足以提供动力时， 通过启动 电力马达13来使冷却循环系统工作。 0041 对于灭火过程： 红外传感器8实时对工作环境中的温度分布进行成像处理， 当监测 到温度达到着火临界值时， 自动灭火设备控制器7自动控制进风管与进水管的电磁阀3打 开。 风流通过风管带动气动马达14的运转， 运转的气动马达又使压缩机15工作， 压缩机15运 转后， 通过循环管路促使冷却循环系统工作； 水流通过纯水液压泵6后， 变成高压水， 高压水 通过水管进入蒸发器11的载冷水箱， 经冷却后进入磁化器17， 磁化后的水经螺旋雾化球形 喷头18喷出。 当风压不足以提供动力时， 通过启动电力马达13来使冷却循环系统工作。 说 明 书 4/4 页 6 CN 106390345 A 6 图1 图2 说 明 书 附 图 1/3 页 7 CN 106390345 A 7 图3 图4 说 明 书 附 图 2/3 页 8 CN 106390345 A 8 图5 图6 图7 说 明 书 附 图 3/3 页 9 CN 106390345 A 9 。