Устройство для улавливания и связывания пыли

Полезная модель относится к области аэро- и гидрообеспыливания воздуха и может быть использована в любой отрасли промышленности при транспортировке сыпучих материалов, в частности на трактах углеподачи шахт, а также на трактах транспортировки сыпучих материалов предприятий строительной индустрии.
Известно изобретение (патент SU 1580033А1, E21F 5/00, опубликованное 23.07.1990 г.), устройство для улавливания и связывания пыли «ОТУО-2», содержащее аспирационное укрытие ленты конвейера с транспортируемым обеспыливаемым материалом, сообщенный с ним всасывающий патрубок, соединенный с побудителем тяги, приспособление для пылеулавливания и отвода обеспыленного воздуха.
Наиболее близким техническим решением является полезная модель (патент RU №154725, E21F 5/00, опубликованное 10.09.2015 г.), устройство для улавливания и связывания пыли «ОТУО-2-3», содержащее аспирационное укрытие ленты конвейера с транспортируемым обеспыливаемым материалом, сообщенный с ним всасывающий патрубок, соединенный с побудителем тяги, и приспособление для пылеулавливания, выполненного в виде эллиптического корпуса, соединенного с тангенциальным патрубком, и конусного эллиптического диффузора, установленного в корпусе коаксиально с образованием кольцевого зазора, а приспособление для отвода обеспыленного воздуха представляет собой выходной элемент, размещенный перед входом в аспирационное укрытие, причем сопло выходного элемента выполнено в виде дуги окружности, центр которой размещен со стороны входа аспирационного укрытия, при этом конусный диффузор сопряжен с верхней частью аспирационного укрытия, боковая часть которого выполнена выпуклой, а торцевая часть, размещенная напротив входа в аспирационное укрытие, выполнена закругленной и вогнутой внутрь аспирационного укрытия и сопряжена с его боковыми частями, при этом у внутренних стенок корпуса размещены кольцевые эллиптические насадки, выполненные в виде усеченного эллиптического конуса, внутри которого по его центральной оси размещен патрубок подачи потока пены, к его малому основанию присоединен патрубок подачи запыленного воздуха, а большое основание составляет кольцевой зазор с патрубком подачи потока пены, соединенным с системой генерирования и подвода пены.
Однако данное устройство обладает недостаточно высокой эффективностью из-за недостаточно прочного связывания частиц пыли между собой и с сырьем, в которое эти частицы возвращаются.
Задача полезной модели - повышение эффективности работы устройства за счет интенсификации процесса связывания частиц пыли, возвращаемых в поток транспортируемого материала, пузырьками турбулизированной пены, обеспечивающей в еще большей степени уменьшение увлажнения сырья и увеличение времени использования пузырьков пены по сравнению с ее линейным потоком, а также более равномерного распределения пузырьков пены по потоку запыленного воздуха в выходном сечении эллиптических насадков.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для улавливания и связывания пыли, содержащее аспирационное укрытие ленты конвейера с транспортируемым обеспыливаемым материалом, сообщенный с ним всасывающий патрубок, соединенный с побудителем тяги, и приспособление для пылеулавливания, выполненное в виде эллиптического корпуса, соединенного с тангенциальным патрубком, и конусного эллиптического диффузора, установленного в корпусе коаксиально с образованием кольцевого зазора, а приспособление для отвода обеспыленного воздуха представляет собой выходной элемент, размещенный перед входом в аспирационное укрытие, причем сопло выходного элемента выполнено в виде дуги окружности, центр которой размещен со стороны входа аспирационного укрытия, при этом конусный диффузор сопряжен с верхней частью аспирационного укрытия, боковая часть которого выполнена выпуклой, а торцевая часть, размещенная напротив входа в аспирационное укрытие, выполнена закругленной и вогнутой внутрь аспирационного укрытия и сопряжена с его боковыми частями, при этом у внутренних стенок корпуса размещены эллиптические насадки, выполненные в виде усеченного эллиптического конуса, патрубки подачи потока пены, соединенные с системой генерирования и подвода пены, а также патрубки подачи запыленного воздуха, при этом патрубок подачи потока пены введен в патрубок подачи запыленного воздуха таким образом, что между ними по оси патрубка подачи запыленного воздуха образуется кольцевой зазор, а патрубок подачи потока пены оканчивается перед выходным сечением эллиптического насадка однонаправленным турбулизатором пены, имеющим полые лопасти, выполненные спиральными, сегментными в сечении, расширяющимся по ходу потока пены, причем меньшим сечением каждая лопасть врезана в тупиковую часть патрубка подачи потока пены, а большим направлена тангенциально в открытую часть выходного сечения эллиптического насадка.
Технический результат. Установка патрубка подачи потока пены таким образом, что он введен в патрубок подачи запыленного воздуха и между ними по оси патрубка подачи запыленного воздуха образуется кольцевой зазор, обеспечивает более равномерную подачу пены в поток запыленного воздуха, а также более равномерное перемешивание пузырьков пены с частицами пыли за счет распределения потока пены по потоку запыленного воздуха. А установка однонаправленного турбулизатора пены, которым оканчивается патрубок подачи потока пены перед выходным сечением эллиптического насадка, имеющего полые лопасти, выполненные спиральными, сегментными в сечении, расширяющимся по ходу потока пены, организует дополнительное интенсивное перемешивание потока пены с потоком запыленного воздуха, обеспечивая дополнительную эффективность смачивания пылевых частиц в турбулизированном, постоянно перемешивающемся, потоке пузырьков пены. Устройство позволяет производить очистку воздуха от пыли с эффективностью 96,5%, что на 2-3% превышает эффективность известных устройств.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство для улавливания и связывания пыли, аксонометрия; на фиг. 2 - кольцевой эллиптический насадок, аксонометрия.
Устройство для улавливания и связывания пыли состоит из аспирационного укрытия 1, размещенного над лентой конвейера 2 с транспортируемым обеспыливаемым материалом 3. Аспирационное укрытие 1 соединено со всасывающим патрубком 4 и сообщается с побудителем 5 тяги. При этом всасывающее отверстие 6 всасывающего патрубка 4 сообщено с центральной частью эллиптического корпуса 7 приспособления 8 для пылеулавливания, а выходное отверстие 9 побудителя 5 тяги сообщено посредством воздуховодов 10 с эллиптическими насадками 11. Эллиптический корпус 7 соединен с тангенциальным патрубком 12, а у внутренних стенок эллиптического корпуса 7 размещены эллиптические насадки 11, расширяющиеся по ходу потока в эллиптическом корпусе 7 и выполненные в виде усеченного эллиптического конуса 13, а к его малому основанию присоединен патрубок 10 подачи запыленного воздуха, внутри которого по его центральной оси размещен патрубок 14 подачи потока пены, соединенный с системой генерирования и подвода пены и составляющий кольцевой зазор 15 с патрубком 10 подачи запыленного воздуха. Тангенциальный патрубок 12, соединенный с эллиптическим корпусом 7, выполнен дугообразным, а его выходной элемент 16 размещен перед входом 17 в аспирационное укрытие 1. Сопло 18 выходного элемента 16 выполнено в виде дуги окружности, центр которой размещен со стороны входа 17 аспирационного укрытия 1. Боковая часть 19 аспирационного укрытия 1 выполнена выпуклой, а торцевая часть 20, размещенная напротив входа 17 в аспирационное укрытие 1, выполнена закругленной и вогнутой внутрь аспирационного укрытия 1 и сопряжена с его (укрытием) боковой частью 19. Перед выходным сечением эллиптического насадка 11 по его центральной оси установлен патрубок 14 подачи потока пены таким образом, что он введен в патрубок 10 подачи запыленного воздуха, образуя между ними по оси патрубка 10 подачи запыленного воздуха кольцевой зазор 15, а патрубок 14 подачи потока пены оканчивается перед выходным сечением эллиптического насадка 11 однонаправленным турбулизатором 21 пены, имеющим полые лопасти 22, выполненные спиральными, сегментными в сечении, расширяющимся по ходу потока пены, причем меньшим сечением каждая лопасть врезана в тупиковую часть 23 патрубка 14 подачи потока пены, а большим направлена тангенциально в открытую часть 24 выходного сечения эллиптического насадка 11.
Устройство работает следующим образом.
При перемещении сыпучих материалов 3 лентой конвейера 2 за счет истирания происходит образование пылевых частиц по всему объему этого материала. Кроме того, определенное число частиц пыли может находиться в слое транспортируемого материала 3 после его перегрузки с конвейера на конвейер. Перемещаемый материал попадает в зону действия потока, истекающего из сопла 18 выходного элемента 16, где благодаря конструкции этого сопла организуется компактная направленная настилающаяся струя воздуха, аэродинамические параметры которой усиливаются по оси ленты, а следовательно, транспортируемого материала в направлении входа 17 аспирационного укрытия 1. При этом происходит выдувание с поверхности и из объема транспортируемого материала 3 тех частиц пыли, которые без применения устройства при любом неорганизованном внешнем воздействии (механическом, аэродинамическом или другом) могут перейти во взвешенное состояние и повлечь увеличение концентрации пыли в воздухе рабочей зоны. Побудитель 5 тяги обеспечивает всасывание воздуха. Плавный переход аспирационного воздуха в эллиптическом корпусе 7 обеспечивает стабильность аэродинамических параметров указанного всасывающего факела по всей поверхности материала, охваченной этим аспирационным укрытием, а также устранение зон аэродинамического застоя в аспирационном укрытии 1 и интенсивное удаление пыли в полость эллиптического корпуса 7. В центральной части эллиптического корпуса 7 организован запыленный направленный воздушный поток, часть которого направляется во всасывающее отверстие 6 побудителя 5 тяги, а затем по патрубкам подачи запыленного воздуха 10 подводится в полном объеме к эллиптическим насадкам 11. Увеличение площадей выходного сечения каждого насадка 11 обеспечивает увеличение расхода нагнетаемого воздуха по мере приближения насадков 11 к тангенциальному патрубку 12, а следовательно, эжекционного эффекта в полости патрубка 12, что создает условия для организации стабильного воздушного потока через патрубок 12 и его сопло 18 к слою транспортируемого материала 3.
Установка патрубка 14 подачи потока пены в патрубке 10 подачи запыленного воздуха с образованием между ними по оси патрубка подачи 10 запыленного воздуха кольцевого зазора 15 обеспечивает более равномерную подачу пены в поток запыленного воздуха, а также более равномерное перемешивание пузырьков пены с частицами пыли за счет распределения потока пены по потоку запыленного воздуха. При этом однонаправленный турбулизатор 21 пены, которым оканчивается патрубок 14 подачи потока пены перед выходным сечением эллиптического насадка, имеет полые лопасти 22, выполненные спиральными, сегментными в сечении, расширяющимся по ходу потока пены, и организует дополнительное интенсивное перемешивание потока пены с потоком запыленного воздуха, обеспечивая дополнительную эффективность смачивания пылевых частиц в турбулизированном, постоянно перемешивающемся, потоке пузырьков пены.
За счет установки насадков 11 в полости эллиптического корпуса 7 создается вихрь, обеспечивающий дополнительный подпор воздуха, за счет которого образуется ядро вихря, и пылежидкостной аэрозоль, направленный в зону всасывающего факела побудителя 5 тяги, претерпевает дополнительное перемешивание, которое интенсифицирует процесс смачивания за счет увеличения площади поверхности контакта частиц пыли с пузырьками пены. Таким образом, все частицы пыли, попавшие во всасывающий факел побудителя 5 тяги, в эллиптическом корпусе 7 обязательно подвергаются комплексному воздействию интенсивными гидродинамическими и вихревыми аэродинамическими факторами и большинство из них подвергается адгезионному взаимодействию и коагуляции.