本發(fā)明涉及礦井除塵技術(shù)裝備領(lǐng)域，尤其涉及一種制備煤礦井下降塵用磁化水的磁化裝置及方法。

背景技術(shù)：

煤炭是我國(guó)的主體能源。但我國(guó)95%的煤礦開(kāi)采是地下作業(yè)，隨著采掘機(jī)械化水平的不斷提高，煤礦井下粉塵產(chǎn)生量也日益增大，尤其在采掘工作面生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，粉塵濃度常常高達(dá)2000mg/m³以上，對(duì)井下職工的身心健康及礦井的安全生產(chǎn)造成極大威脅。目前井下常用的降塵措施主要為水噴霧降塵技術(shù)，如煤層注水、高壓噴霧等，但由于水本身表面張力高、煤塵高疏水性的特點(diǎn)，使得現(xiàn)有濕式降塵技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足礦井防塵的需要。為了通過(guò)改變水的理化性質(zhì)來(lái)增強(qiáng)水對(duì)煤塵的潤(rùn)濕性，水磁化處理技術(shù)得到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，研究表明磁化能使水的理化性質(zhì)發(fā)生變化，增強(qiáng)水的濕潤(rùn)性能，進(jìn)而較大幅度提高水噴霧降塵效率。雖然磁場(chǎng)磁化能增強(qiáng)水溶液濕潤(rùn)降塵性能，但現(xiàn)有大部分磁化器主要應(yīng)用于水凈化處理領(lǐng)域，并不是以改善溶液濕潤(rùn)性能作為技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，如專(zhuān)利cn201310377032.9，cn200810172164.7，同時(shí)以上專(zhuān)利所述磁化裝置都普遍采用直通式磁化結(jié)構(gòu)、單一方向的磁化作用方式，易導(dǎo)致所形成的磁場(chǎng)強(qiáng)度不均衡、運(yùn)行不穩(wěn)定，不能有效改善溶液濕潤(rùn)性能，無(wú)法有效提高噴霧降塵用水的濕潤(rùn)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，針對(duì)現(xiàn)有磁化裝置及方法存在的不足，為了減少礦井主要產(chǎn)塵點(diǎn)的粉塵濃度，提高降塵效率，提供一種具有磁場(chǎng)強(qiáng)度穩(wěn)定、磁化效率高、本質(zhì)安全、便于安裝及運(yùn)用的特點(diǎn)、可有效改善煤礦井下降塵用水的濕潤(rùn)性能，提高濕式噴霧降塵效率的制備煤礦井下降塵用磁化水的磁化裝置及方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的制備煤礦井下降塵用磁化水的磁化裝置，包括磁筒、出水口、進(jìn)水口；所述磁筒包括耐壓管、法蘭盤(pán)、外部磁鐵、內(nèi)部磁鐵、中空耐壓管、螺旋葉片、連接鋼柱、封閉螺母；所述法蘭盤(pán)焊接于磁筒兩端；所述耐壓管通過(guò)法蘭盤(pán)分別與出水口、進(jìn)水口連接；所述出水口、進(jìn)水口分別通過(guò)礦用快接與降塵用進(jìn)出水管連接；

所述外部磁鐵排布在耐壓管外壁；所述中空耐壓管兩端外壁通過(guò)連接鋼柱與耐壓管內(nèi)壁焊接固定；所述螺旋葉片貼合耐壓管內(nèi)壁，與中空耐壓管焊接；所述內(nèi)部磁鐵封閉在中空耐壓管內(nèi)部，中空耐壓管兩端用封閉螺母進(jìn)行封閉。

進(jìn)一步，所述磁筒為n個(gè)，分為兩排；所述出水口通過(guò)連接彎管與第一排磁筒的每個(gè)磁筒的一端連接；所述進(jìn)水口通過(guò)連接彎管與第二排磁筒的每個(gè)磁筒的一端連接；第一排磁筒的每個(gè)磁筒的另一端分別通過(guò)一個(gè)連接彎管與第二排磁筒的每個(gè)磁筒的另一端連接，采用“u”字形并聯(lián)排布；通過(guò)連接彎管與出水口、進(jìn)水口連接的磁筒一端均設(shè)有閥門(mén)。

進(jìn)一步，所述的磁筒個(gè)數(shù)n≥4，且為偶數(shù)；磁筒長(zhǎng)度1.3m-1.8m。

進(jìn)一步，所述螺旋葉片的螺距d≥50mm，緊貼耐壓管內(nèi)壁，與不銹鋼中空耐壓管采用封閉式焊接；當(dāng)然根據(jù)實(shí)際需要及水流量大小，可以適當(dāng)?shù)脑黾勇菥唷?/p>

進(jìn)一步，所述的中空耐壓管采用304型不銹鋼，與耐壓管采用“v”字形連接鋼柱焊接；所述中空耐壓管兩端帶有內(nèi)絲，用封閉螺母進(jìn)行封閉。

進(jìn)一步，所述耐壓管采用304型不銹鋼。

進(jìn)一步，所述磁筒外部包裹一層金屬材質(zhì)的屏磁罩；外部磁鐵位于屏磁罩、耐壓管之間。

進(jìn)一步，所述外部磁鐵交替式排布在耐壓管周?chē)凰鰞?nèi)部磁鐵封閉在中空耐壓管內(nèi)部呈十字形交錯(cuò)排布。

本發(fā)明還提供一種利用上述制備煤礦井下降塵用磁化水的磁化裝置的磁化方法，包括以下步驟：

a、將降塵用水輸入進(jìn)水口，流入耐壓管，通過(guò)控制閥門(mén)控制水流量；

b、所述中空耐壓管、螺旋葉片、耐壓管構(gòu)建螺旋推進(jìn)水流磁化通道，對(duì)水流進(jìn)行均勻磁化；所述內(nèi)部磁鐵、外部磁鐵交錯(cuò)式排布所形成的具有強(qiáng)弱交替的磁場(chǎng)環(huán)境，對(duì)水流進(jìn)行持續(xù)的脈動(dòng)式切割磁化；

c、降塵用水通過(guò)出水口流出。

進(jìn)一步，所述內(nèi)部磁鐵、外部磁鐵形成的磁場(chǎng)環(huán)境的強(qiáng)度為300mt-350mt。

本發(fā)明的有益效果在于：

（1）本發(fā)明所設(shè)計(jì)的磁化裝置由多個(gè)磁筒構(gòu)成，可以根據(jù)處理水量的大小及水質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)磁筒的數(shù)量及安裝方式，使磁化裝置對(duì)降塵用水產(chǎn)生最佳的磁化效果。本發(fā)明所述磁化裝置內(nèi)部無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，無(wú)需外動(dòng)力，在煤礦井下使用安全系數(shù)高，適用于瓦斯礦井；

（2）本發(fā)明所采用的磁筒，其內(nèi)部所含有的內(nèi)外磁鐵圍繞螺旋水流通道采用交錯(cuò)式排布的方式進(jìn)行放置，在磁筒內(nèi)部形成了穩(wěn)定的脈動(dòng)式強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境，其磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到了300-350mt，對(duì)流過(guò)的降塵用水進(jìn)行交替脈動(dòng)式切割磁化，使溶液內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)加劇，進(jìn)而更易于溶液分子間氫鍵的斷裂，使降塵用水的濕潤(rùn)粉塵性能得到增強(qiáng)；

（3）本發(fā)明的螺旋葉片螺距d≥50mm，緊貼耐壓管內(nèi)壁，與中空耐壓管采用封閉式焊接，形成了螺旋水流通道，該通道與內(nèi)外磁鐵所形成的磁場(chǎng)共同構(gòu)成了螺旋推進(jìn)磁化環(huán)境，相對(duì)于直通式磁化通路，磁程更長(zhǎng)；且使流經(jīng)的水溶液湍流性增強(qiáng)，更易于水溶液的均勻磁化；

（4）本發(fā)明所設(shè)計(jì)的中空耐壓管兩頭帶有內(nèi)絲，可根據(jù)煤礦井下降塵用水所具有的性質(zhì)，來(lái)調(diào)整內(nèi)部所放置的磁鐵，已達(dá)到調(diào)節(jié)脈動(dòng)切割磁場(chǎng)環(huán)境的目的；

（5）本發(fā)明所設(shè)計(jì)的磁化裝置采用脈動(dòng)切割磁化與螺旋擾流耦合作用的高效磁化方法，相對(duì)于直通式單向磁化方法，其溶液磁化效率更高、磁場(chǎng)更穩(wěn)定、磁化時(shí)間更長(zhǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的主視圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的俯視圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一沿a-a方向截面圖；

圖4是磁筒內(nèi)部螺旋結(jié)構(gòu)圖；

圖5是內(nèi)部磁鐵、外部磁鐵在磁筒內(nèi)部排布的截面圖；

圖6是外部磁鐵在磁筒內(nèi)排布的側(cè)視圖；

圖7是磁筒b-b截面磁感線(xiàn)分布圖；

圖8是磁筒c-c截面磁感線(xiàn)分布圖；

圖9是磁筒整體截面磁感線(xiàn)分布圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例二的俯視圖；

圖中：1、磁筒，2、耐壓管，3、法蘭盤(pán)，4、8、10、11、閥門(mén)，5、出水口，6、礦用快接，7、連接彎管，9、進(jìn)水口，12、外部磁鐵，13、內(nèi)部磁鐵，14、屏磁罩，15、中空耐壓管，16、螺旋葉片，17、封閉螺母，18、連接鋼柱，19、磁場(chǎng)環(huán)境。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例一：

如圖1-3所示，本發(fā)明的制備煤礦井下降塵用磁化水的磁化裝置，包括磁筒1、出水口5、進(jìn)水口9；所述磁筒1包括耐壓管2、法蘭盤(pán)3、外部磁鐵12、內(nèi)部磁鐵13、中空耐壓管15、螺旋葉片16、連接鋼柱18、封閉螺母17；

所述磁筒1為四個(gè)，長(zhǎng)度為1.5m，分為兩排；法蘭盤(pán)3焊接于磁筒1兩端；所述出水口5通過(guò)連接彎管7與第一排磁筒1的兩個(gè)磁筒1的一端連接；所述進(jìn)水口9通過(guò)連接彎管7與第二排磁筒1的兩個(gè)磁筒1的一端連接；第一排磁筒1的兩個(gè)磁筒1的另一端分別通過(guò)一個(gè)連接彎管7與第二排磁筒1的兩個(gè)磁筒1的另一端連接，采用“u”字形并聯(lián)排布；通過(guò)連接彎管7與出水口5、進(jìn)水口9連接的所述磁筒1的一端均設(shè)有閥門(mén)4、8、10、11；所述出水口5、進(jìn)水口9分別通過(guò)礦用快接6與降塵用進(jìn)出水管連接；可根據(jù)磁化的水流量及需要可以增加磁筒1的數(shù)量或者控制“u”字形排布通道上的閥門(mén)4、8、10、11來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。

如圖4-6所示，所述耐壓管2外壁包裹一層屏磁罩14，外部磁鐵12交替式排布在屏磁罩14、耐壓管2之間；所述耐壓管2采用304型不銹鋼；所述內(nèi)部磁鐵13封閉在中空耐壓管15內(nèi)部呈十字形交錯(cuò)排布；所述中空耐壓管15采用304型不銹鋼，與耐壓管2采用“v”字形的連接鋼柱18焊接；所述中空耐壓管15兩端帶有內(nèi)絲，用封閉螺母17進(jìn)行封閉；所述螺旋葉片16貼合耐壓管2內(nèi)壁，螺距d=50mm，與中空耐壓管15采用封閉式焊接。

本發(fā)明還提供一種利用上述制備煤礦井下降塵用磁化水的磁化裝置的磁化方法，包括以下步驟：

a、將降塵用水輸入進(jìn)水口9，流入耐壓管2，通過(guò)控制閥門(mén)4、8、10、11控制水流量；

b、所述中空耐壓管15、螺旋葉片16、耐壓管2構(gòu)建螺旋推進(jìn)水流磁化通道，對(duì)水流進(jìn)行均勻磁化；所述內(nèi)部磁鐵13、外部磁鐵12交錯(cuò)式排布所形成的具有強(qiáng)弱交替的磁場(chǎng)環(huán)境19，對(duì)水流進(jìn)行持續(xù)的脈動(dòng)式切割磁化；（如圖7-9所示）

c、降塵用水通過(guò)出水口5流出。

所述內(nèi)部磁鐵、外部磁鐵形成的磁場(chǎng)環(huán)境19的強(qiáng)度為300mt-350mt。

由中空耐壓管15、螺旋葉片16、耐壓管2構(gòu)成的螺旋推進(jìn)水流磁化通道，相對(duì)于直通式磁化通道，增加了水溶液的湍流性與磁程；由內(nèi)部磁鐵13、外部磁鐵12交錯(cuò)式排布形成的交替脈動(dòng)式磁場(chǎng)環(huán)境19，相對(duì)于單一磁場(chǎng)環(huán)境，能夠使水分子與磁場(chǎng)形成一種共振系統(tǒng)，使溶液內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)加劇，進(jìn)而更易于溶液分子間氫鍵的斷裂，實(shí)現(xiàn)了降塵用水高效均勻的磁化，增強(qiáng)了溶液噴霧降塵效果。

實(shí)施例二：

與實(shí)施例一不同的是，如圖10所示，本實(shí)施例的磁筒1為八個(gè)，第一排為四個(gè)磁筒1；第一排的四個(gè)磁筒1的一端分別通過(guò)各自的法蘭盤(pán)3與連接彎管7連接，連接彎管7與出水口5連接。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。