本发明涉及粉尘防治，具体为一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器。
背景技术：
1、在矿山开采过程中，会产生大量的危害物质，包括粉尘、有毒气体、化学物质等，这些物质对工人的健康构成了严重的潜在威胁。在这种严峻的工作环境下，矿用呼吸器的使用变得尤为重要。矿用呼吸器采用高效过滤材料，能够有效过滤空气中的粉尘和烟雾，从而保障矿工的呼吸道健康。通过佩戴这种专业设计的呼吸器，矿工们能够大大降低吸入有害物质的风险，保护他们的肺部和整体健康。矿用呼吸器不仅是个人防护装备的重要组成部分，也是矿山安全生产管理中不可或缺的一环，为矿工的安全和健康提供了坚实的保障。尽管矿用呼吸器在一定程度上能够提供保护，但也存在一些缺点：
2、舒适度较低：在部分热害较为严重的煤矿井下，矿井工人长时间处于高温高湿环境下，在长期吸入高温气体后易于对矿井工人的身体健康造成危害，同时可导致矿井工人工作效率降低。
3、更换频繁：矿用呼吸器在使用一段时间后，过滤材料会逐渐失效，需要频繁更换，这增加了矿工的使用成本和维护成本。
技术实现思路
1、针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器，能够提高对矿井下粉尘的降尘效果、提高佩戴者的舒适度，保护佩戴者的职业健康。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器，包括：
4、呼吸器面罩，配置有进气口和排气口；
5、过滤装置，包括外壳；外壳安装在呼吸器面罩上；外壳上设置有进风口和出风口，出风口与进气口连通；外壳的内部自进风口向出风口的方向依次安装有预过滤组件、粗级过滤组件、中级过滤组件、清灰组件和细级过滤组件；清灰组件可活动的安装在外壳上，一侧与细级过滤组件摩擦接触，通过清灰组件对细级过滤组件进行清理；
6、控温盒，配置有两个，对称安装在外壳的两侧；控温盒与细级过滤组件连接，用于对外壳的内部进行降温。
7、优选地，所述呼吸器面罩上与佩戴者面部贴合处安装有橡胶垫；呼吸器面罩的两侧固定设置有佩戴挂扣；进气口和排气口处均安装有软橡胶密闭垫。
8、优选地，所述预过滤组件包括预过滤板；预过滤板的中部设置有开口，开口内安装有多个水平设置的不锈钢金属丝；多个不锈钢金属丝在竖直平面内等间隔阵列分布；不锈钢金属丝的直径为0.1-0.5mm；相邻的两个不锈钢金属丝之间的间距范围为40-50μm；不锈钢金属丝的表面镀有可水洗胶。
9、优选地，所述粗级过滤组件包括粗级过滤板；粗级过滤板的中部设置有开口；开口的两端各安装有一个不锈钢金属过滤筛网ⅰ；两个不锈钢金属过滤筛网ⅰ之间填充有厚度为5mm的吸附球ⅰ；吸附球ⅰ的直径为150-200μm；吸附球ⅰ的表面设置有多个孔，孔的直径范围为0.5-40μm，孔径分布配置为：直径为0.5-5μm的孔占50％、直径为5-10μm占30％、直径为10-20μm占10％、直径为20-30μm占6％、直径为30-40μm占4％；所述吸附球ⅰ的材质50％选用玻璃、50％选用聚四氟乙烯；吸附球ⅰ和不锈钢金属过滤筛网ⅰ之间留有空隙，在走动时产生的震动使吸附球ⅰ之间相互摩擦带上电荷；当粉尘为电中性时，吸附球ⅰ对粉尘的静电捕集效率为：
10、
11、式中：η为静电捕集效率，％；
12、q为吸附球ⅰ上的电荷量，c；
13、为粉尘的介电常数；
14、μ为气体黏度，pa·s；
15、ε为自由空间的介电常数；
16、v为气体特征速度，m/s；
17、r为粉尘直径，m；
18、r为吸附球ⅰ的直径，m；
19、δ为修正系数。
20、优选地，所述中级过滤组件包括中级过滤板；中级过滤板的中部设置有开口；开口的两端各安装有一个不锈钢金属过滤筛网ⅱ；两个不锈钢金属过滤筛网ⅱ之间填充有5mm厚的吸附球ⅱ；吸附球ⅱ的直径为85-150μm；吸附球ⅱ与所述吸附球ⅰ的表面孔径分布、材质一致。
21、优选地，所述细级过滤组件包括细级过滤网；细级过滤网包括褶皱式高效滤料和控温网；控温网安装在褶皱式高效滤料的内部；褶皱式高效滤料为聚四氟乙烯材质，褶系数为1.15-1.59；控温网为2-8目金属铜网，金属直径为1-1.5mm。
22、优选地，所述控温盒为长方体中空结构，内壁附有保温层；保温层内壁附有导热板，导热板的材质为金属铜；导热板内部可拆卸的安放有铜盒，铜盒内设置有冷却剂；控温盒上安装有顶盖；顶盖上固定设置有磁铁ⅱ，控温盒上固定设置有与磁铁ⅱ相适配的磁铁ⅰ；顶盖扣合在控温盒上时，磁铁ⅰ和磁铁ⅱ相吸合；所述控温网的两端分别与两个控温盒内部的导热板连接。
23、优选地，所述清灰组件内部为空心结构，内部竖直固定设置有隔板，隔板将清灰组件的内部分隔为压气室和出气室，出气室靠近所述细级过滤组件；清灰组件上靠近细级过滤组件的一侧设置有侧板；隔板中央设置有一个方形的通气孔；通气孔连通压气室与出气室；侧板上开有两排出气小孔，侧板的外侧壁面安装有朝向褶皱式高效滤料的硬毛刷；压气室内安装有可压缩弹簧，可压缩弹簧两侧分别连接有密封挡板；清灰组件上可滑动的对称安装有两个按压把手；按压把手的一端延伸至压气室内并与按压把手固定连接；所述外壳开有上下方向的顺槽，按压把手可活动的设置在顺槽内；顺槽的内壁处安装有柔性褶皱橡胶密封垫，用于按压把手上下移动压缩过程的密闭。
24、优选地，所述过滤装置还包括上顶板，上顶板扣合安装在所述外壳上；所述预过滤组件、粗级过滤组件、中级过滤组件和细级过滤组件固定在上顶板上；外壳上设置有与预过滤组件、粗级过滤组件、中级过滤组件、清灰组件和细级过滤组件相适配的插孔。
25、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
26、本发明的呼吸器具有佩戴简单、舒适度高、易于更换和清洗等优点。通过分级过滤的方式能够有效减少粉尘在细级过滤组件表面的积聚量，进而大大降低了过滤阻力，克服了传统呼吸器呼吸阻力大，工人长久佩戴不适的缺陷。
1.一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器，其特征在于，所述呼吸器面罩(1)上与佩戴者面部贴合处安装有橡胶垫(11)；呼吸器面罩(1)的两侧固定设置有佩戴挂扣(12)；进气口(13)和排气口(14)处均安装有软橡胶密闭垫。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器，其特征在于，所述预过滤组件包括预过滤板(3)；预过滤板(3)的中部设置有开口，开口内安装有多个水平设置的不锈钢金属丝(31)；多个不锈钢金属丝(31)在竖直平面内等间隔阵列分布；不锈钢金属丝(31)的直径为0.1-0.5mm；相邻的两个不锈钢金属丝(31)之间的间距范围为40-50μm；不锈钢金属丝(31)的表面镀有可水洗胶。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器，其特征在于，所述粗级过滤组件包括粗级过滤板(4)；粗级过滤板(4)的中部设置有开口；开口的两端各安装有一个不锈钢金属过滤筛网ⅰ(41)；两个不锈钢金属过滤筛网ⅰ(41)之间填充有厚度为5mm的吸附球ⅰ(42)；吸附球ⅰ(42)的直径为150-200μm；吸附球ⅰ(42)的表面设置有多个孔，孔的直径范围为0.5-40μm，孔径分布配置为：直径为0.5-5μm的孔占50％、直径为5-10μm占30％、直径为10-20μm占10％、直径为20-30μm占6％、直径为30-40μm占4％；所述吸附球ⅰ(42)的材质50％选用玻璃、50％选用聚四氟乙烯；吸附球ⅰ(42)和不锈钢金属过滤筛网ⅰ(41)之间留有空隙，在走动时产生的震动使吸附球ⅰ(42)之间相互摩擦带上电荷；当粉尘为电中性时，吸附球ⅰ(42)对粉尘的静电捕集效率为：
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器，其特征在于，所述中级过滤组件包括中级过滤板(5)；中级过滤板(5)的中部设置有开口，开口的两端各安装有一个不锈钢金属过滤筛网ⅱ(51)；两个不锈钢金属过滤筛网ⅱ(51)之间填充有5mm厚的吸附球ⅱ(52)；吸附球ⅱ(52)的直径为85-150μm；吸附球ⅱ(52)与所述吸附球ⅰ(42)的表面孔径分布、材质一致。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器，其特征在于，所述细级过滤组件(6)包括细级过滤网；细级过滤网包括褶皱式高效滤料(61)和控温网(62)，控温网(62)安装在褶皱式高效滤料(61)的内部；褶皱式高效滤料(61)为聚四氟乙烯材质，褶系数为1.15-1.59；控温网(62)为2-8目金属铜网，金属直径为1-1.5mm。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器，其特征在于，所述控温盒(7)为长方体中空结构，内壁附有保温层(71)；保温层(71)内壁附有导热板(72)，导热板(72)的材质为金属铜；导热板(72)内部可拆卸的安放有铜盒(73)，铜盒(73)内设置有冷却剂；控温盒(7)上安装有顶盖；顶盖上固定设置有磁铁ⅱ(76)，控温盒(7)上固定设置有与磁铁ⅱ(76)相适配的磁铁ⅰ(75)；顶盖扣合在控温盒(7)上时，磁铁ⅰ(75)和磁铁ⅱ(76)相吸合；所述控温网(62)的两端分别与两个控温盒(7)内部的导热板(72)连接。
8.根据权利要求6所述的一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器，其特征在于，所述清灰组件内部为空心结构，内部竖直固定设置有隔板(83)，隔板(83)将清灰组件的内部分隔为压气室(81)和出气室(82)，出气室(82)靠近所述细级过滤组件(6)；清灰组件上靠近细级过滤组件(6)的一侧设置有侧板(85)；隔板(83)中央设置有一个方形的通气孔(84)；通气孔(84)连通压气室(81)与出气室(82)；侧板(85)上开有两排出气小孔(86)，侧板(85)的外侧壁面安装有朝向褶皱式高效滤料(61)的硬毛刷(851)；压气室(81)内安装有可压缩弹簧(87)，可压缩弹簧(87)两侧分别连接有密封挡板(88)；清灰组件上可滑动的对称安装有两个按压把手(89)；按压把手(89)的一端延伸至压气室(81)内并与按压把手(89)固定连接；所述外壳开有上下方向的顺槽，按压把手(89)可活动的设置在顺槽内；顺槽的内壁处安装有柔性褶皱橡胶密封垫(810)，用于按压把手(89)上下移动压缩过程的密闭。
9.根据权利要求6所述的一种煤矿井下高温高湿高尘环境用高效低阻呼吸器，其特征在于，所述过滤装置(2)还包括上顶板(9)，上顶板(9)扣合安装在所述外壳上；所述预过滤组件、粗级过滤组件、中级过滤组件和细级过滤组件(6)固定在上顶板(9)上；外壳上设置有与预过滤组件、粗级过滤组件、中级过滤组件、清灰组件和细级过滤组件(6)相适配的插孔。
