УСТРОЙСТВО ОБЪЕМНОГО ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ В ЗАБОЕ

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована для пылеподавления пыли при разработке месторождений или проходки горных выработок в туннелестроении.
8
Известен пылеуловитель с многоструйными соплами, содержащий корпус с оросительными устройствами, вентилятор с приводом и шламовый резервуар (см. патент РФ на изобретение №2278272, МПК E21F 5/02, B01D 35/01, опубл. 20.06.2006).
Недостатками данного пылеуловителя являются сложность конструкции и высокая себестоимость за счет наличия в устройстве демистера, применяемого в качестве осадительного элемента. Кроме того присутствие демистера повышает гидравлическое сопротивление устройства, так как в этом случае воздушному потоку необходимо проходить через множественные поры демистера. Также в качестве недостатка следует отметить значительные габариты установки, что приводит к снижению ее эксплуатационных характеристик.
5
Наиболее близким к заявляемому устройству является эжекторный пылеуловитель, содержащий корпус, воздухоподводящий и воздухоотводящий патрубки, механизм орошения с форсунками, обтекатель и шламовый резервуар (см. авт. свид. СССР №1610048, МПК E21F 5/20, опубл. 30.11.1990).
Недостатками прототипа является низкая эффективность пылеулавливания особенно при увеличении мощности устройства. Конструкция прототипа не позволяет улавливать мелкодисперсную пыль и капли вводимой в аппарат жидкости, что приводит к повышенному уровню загрязнения окружающей среды работающими горными машинами.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности очистки, снижение гидравлического сопротивления устройства и энергетических затрат, а также уменьшение габаритных размеров.
Технический результат достигается тем, что устройство объемного пылеподавления в забое, содержащее корпус, воздухоподводящий и воздухоотводящий патрубки, механизм орошения с форсунками, обтекатель и шламовый резервуар, согласно полезной модели, дополнительно снабжено цилиндрическим пылеприемником и вихревой камерой, между которыми расположен механизм орошения, причем в пылеприемнике выполнены наклонные щелевые отверстия, а внутри установлен обтекатель в виде полого усеченного конуса, при этом вихревая камера снабжена кольцевым каналом, в нижней части которого выполнено щелевое отверстие с патрубком, совмещенным со шламовым резервуаром, снабженным водозаборным устройством и лабиринтными перегородками, причем нижний край верхней перегородки выполнен ниже уровня верхнего края нижней перегородки, а водозаборное устройство установлено над нижней перегородкой.
Механизм орошения выполнен в виде кольца, а форсунки расположены по всему его периметру с возможностью подачи воды к оси механизма орошения.
Вихревая камера снабжена каплеуловителем.
Данное устройство объемного пылеподавления в забое позволит повысить эффективность очистки, снизить гидравлическое сопротивление, энергетические затраты и уменьшить габаритные размеры за счет более эффективного взаимодействия воды с палевыми частицами, оптимизации аэродинамических процессов, протекающих в аппарате и конструктивных особенностей устройства.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства объемного пылеподавления в забое.
Устройство объемного пылеподавления в забое содержит корпус, воздухоподводящий 1 и воздухоотводящий 2 патрубки, цилиндрический пылеприемник 3, вихревую камеру 4, механизм орошения 5 с форсунками 6 и шламовый резервуар 7. В пылеприемнике 3 выполнены наклонные щелевые отверстия 8, а внутри установлен обтекатель 9 в виде полого усеченного конуса. Вихревая камера 4 снабжена кольцевым каналом 10, в нижней части которого выполнено щелевое отверстие с патрубком 11, совмещенным со шламовым резервуаром 7. Шламовый резервуар 7 снабжен водозаборным устройством 12 с лабиринтными перегородками 13 и 14, причем нижний край верхней перегородки 13 выполнен ниже уровня верхнего края нижней перегородки 14. Водозаборное устройство 12 установлено над нижней перегородкой 14. Механизм орошения 5 выполнен в виде кольца, а форсунки 6 расположены по всему его периметру с возможностью подачи воды к оси механизма орошения 5 с помощью водяного насоса 15. Вихревая камера 4 снабжена каплеуловителем. В воздухоотводящем патрубке 2 установлен вентилятор 16 для создания тягового режима, а для удаления шлама установлен шламовый насос 17.
Устройство работает следующим образом.
Запыленный воздушный поток, образовавшийся в результате горной выработки, поступает через рукав (на фиг. не показан) в воздухоподводящий патрубок 1 за счет работы вентилятора 16, создающего необходимый тяговый режим. Затем воздушный поток проходит через щелевые отверстия 8 пылеприемника 3 и направляется на конусный обтекатель 9. За счет этого потоку сообщается вращательно-поступательное движение и он, продолжая вращаться, направляется к мнимой вершине конуса. В этой зоне создается разряжение и происходит взаимодействие между воздушным потоком и распыленной через форсунки 6 водой. В результате возникают очаги турбулентности, происходит захват и интенсивное смачивание пылевых частиц, взвешенных в воздушном потоке. Расположение механизма орошения 5 в этой области позволяет повысить эффективность захвата мелкодисперсных частиц пыли при небольших затратах энергии.
При попадании двухфазного потока в вихревую камеру 4 происходит отделение жидкости от воздуха за счет центробежных сил, возникающих в результате вращательного движения потока. При этом образовавшийся шлам отбрасывается на стенки вихревой камеры 4, перемещается в кольцевой канал 10 и выводится в шламовый резервуар 7 через щелевое отверстие с патрубком 11. Выполнение отводящего отверстия в виде щели исключает возможность многократного вращения пленки жидкости при ее движении по внутренней поверхности кольцевого канала 10, а наличие каплеуловителя предотвращает попадание капель в очищенный воздушный поток.
В шламовом резервуаре 7 отстаивается жидкость от шлама. Благодаря лабиринтным перегородкам 13 и 14 осадок не попадает в зону забора оборотной воды. Осветленная вода с помощью заборного устройства 12 и водяного насоса 15 подается на механизм орошения 5. За счет установки заборного устройства 12 над нижней перегородкой 14 не происходит забивания шламом форсунок 6, что также повышает эффективность пылеулавливания. Накопившийся шлам откачивается из шламового резервуара 7 с помощью шламового насоса 17.
За счет оптимизации аэродинамических процессов, протекающих в аппарате и конструктивных особенностей устройства не требуется установки в воздухоотводящем патрубке 2 мощного габаритного вентилятора, это приводит к уменьшению размеров предлагаемого устройства, что является важным параметром для туннелестроения.
Данное устройство по сравнению с прототипом, позволит повысить эффективность очистки, уменьшить энергозатраты и габаритные размеры.