Способ пылеподавления при конвейерной транспортировке сыпучих материалов
METHOD FOR DUST SUPPRESSION DURING CONVEYOR TRANSPORTATION OF BULK MATERIALS

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам пылеподавления и может быть использовано для обеспыливания, орошения сыпучих материалов при конвейерной транспортировке в пунктах пересыпа промышленных и гражданских объектов.
Известен способ пылеподавления при транспортировке угольной массы транспортером (патент RU № 2485321, МПК E21F 5/02, опубл. 20.06.2013 Бюл. № 17), заключающийся в увлажнении транспортируемой массы путем распыления жидкости через форсунки с помощью источника высокого давления, причем дополнительно контролируют процесс перемещения транспортируемой массы с помощью контрольного устройства, расположенного под транспортерной лентой и состоящего из приводного колеса, корпуса, в котором установлен шестеренный насос, установочного платика, рычага и клапана, при этом контрольное устройство срабатывает при провисании транспортерной ленты под тяжестью транспортируемой массы, при срабатывании контрольного устройства с помощью форсунок и инжекторной установки, состоящей из смесительной трубки, уплотнительного кольца, корпуса, сопла и входного ниппеля, осуществляют орошение увлажняющей жидкостью транспортируемой массы.
Известна также система автоматизированного пылеподавления (патент RU № 2588122, МПК E21F 5/04, опубл. 27.06.2016 Бюл. № 18), включающая блок управления, источник высокого давления, емкости с увлажняющей жидкостью, водяные магистрали, цепи управления и контроля, причем дополнительно содержит компрессорную станцию, магистрали подачи сжатого воздуха и пневмогидравлические форсунки тонкого распыления жидкости, оснащенные системой кабельного обогрева, установленные в бункере пылеподавления в начале ленты конвейера, также содержит запорные электромагнитные клапаны для включения/отключения форсунок и регулировочные электромагнитные клапаны для регулировки расхода жидкости и сжатого воздуха в форсунках, управляемые через релейный блок приемно-контрольным прибором, оснащенным сетевым контроллером, установленным в виде единого блока управления на раме конвейера в зоне визуального наблюдения работы форсунок для обеспечения возможности ручного управления, также снабжена линейным активным ИК-датчиком, приемное и передающее устройства которого установлены по обе стороны выше уровня конвейерной ленты перед бункером пылеподавления для определения наличия/отсутствия транспортируемого материала на ленте, сигнал которого принимается и обрабатывается приемно-контрольным прибором, который посредством релейного блока при сигнале «Конвейер пуст» выключает запорные электромагнитные клапаны и систему кабельного обогрева, а при сигналах «Конвейер загружен», «Запылен», «Неисправен» включает их, также снабжена стационарными метеометром и пылемером, установленными перед и после бункера соответственно по направлению движения транспортируемого материала, данные с которых поступают и обрабатываются в ЭВМ в пульте диспетчеризации, далее через сетевой контроллер передаются на приемно-контрольный прибор, который посредством релейного блока автоматически корректирует работу электромагнитных клапанов и системы кабельного обогрева.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решения является автоматическое устройство пылеподавления (патент на ПМ RU № 199645, МПК E21F 5/00, опубл. 11.09.2020 Бюл. № 26), выполненное с возможностью соединения с источником высокого давления и с емкостями с увлажняющей жидкостью и содержащее форсунки распыления, водяные магистрали, фильтр, регулятор расхода, инжекторную установку, вертикальный клапан, расположенный в месте пересыпа транспортируемой массы, обеспечивающий подачу увлажняющей жидкости на форсунки, расположенные непосредственно над местом пересыпа, контрольное оросительное устройство, включающее приводное колесо, расположенное под лентой транспортера и выполненное с возможностью движения при провисании ленты транспортера под действием тяжести транспортируемого материала для воздействия на клапан, выполненный с возможностью открытия посредством шестеренного насоса, обеспечивающего с помощью инжекторной установки подачу увлажняющей жидкости в форсунки предварительного орошения, причем контрольное оросительное устройство разделено на две части и посредством установочного платика установлено на раму ленточного конвейера, причем указанные части контрольного оросительного устройства соединены соединительными шлангами.
Этим автоматическим устройством реализуется способ пылеподавления при конвейерной транспортировке сыпучих материалов, включающий управляемую электромагнитными клапанами, технологически связанными с блоком управления, подачу через разбрызгивающие форсунки смачивающего состава, состоящего из воды и смачивателя, при нахождении сыпучего материала на конвейере в зоне смачивания полученным составом, что определяют при помощи индикатора веса, отправляющего сигнал на блок управления, причем количество подаваемой воды регулируют блоком управления при помощи регулятора расхода в подающем рукаве высокого давления в прямой зависимости от веса сыпучего материала, расположенного на конвейере, до разделения потока на зоны смачивания, размещенные над конвейером и в местом непосредственного пересыпа, а дозирование в поток воды смачивателя из емкости производят до регулятора расхода автоматически при помощи эжекторного насоса.
Недостатком всех способов является отсутствие контроля работоспособности всей системы подачи смачивающего состава, что может привести при полной работоспособности автоматики и конструктивных элементов регулировки и подачи смачивающего состава к повышению концентрации пыли в воздухе до взрывоопасной концентрации в районе конвейера и сделать небезопасной транспортировку сыпучего материала.
Технической задачей предполагаемого изобретения является создание способа пылеподавления при конвейерной транспортировке сыпучих материалов, позволяющего безопасно эксплуатировать конвейер, транспортирующий сыпучие материалы, за счет контроля работоспособности всей системы подачи смачивающего состава.
Техническая задача решается способом пылеподавления при конвейерной транспортировке сыпучих материалов, включающим управляемые электромагнитными клапанами, технологически связанными с блоком управления, подачу через разбрызгивающие форсунки смачивающего состава, состоящего из воды и смачивателя, при нахождении сыпучего материала на конвейере в зоне смачивания эмульсией, что определяют при помощи индикатора веса, отправляющего сигнал на блок управления, причем количество подаваемой воды регулируют блоком управления при помощи регулятора расхода в подающем рукаве высокого давления в прямой зависимости от веса сыпучего материала, расположенного на конвейере, до разделения потока на зоны смачивания, размещенные над конвейером и местом непосредственного пересыпа, а дозирование в поток воды смачивателя из емкости производят до регулятора расхода автоматически при помощи эжекторного насоса.
Новым является то, что в районе конвейера дополнительно устанавливают датчики концентрации пыли и окиси углерода, а после смешения воды и смачивателя – расходомер, показания которых направляются в блок управления, который дополнительно связывают с системой пуска конвейера, причем во время установки и наладки оборудования определяют взаимные зависимости показателей расходомера, датчиков и индикатора веса и допустимый разброс их параметров для обеспечения безопасной работы конвейера, исходя из концентрации пыли и оксида углерода, что вносится также в блок управления, во время работы конвейера при выходе показателей за пределы допустимого разброса параметров как минимум одного из показателей блок управления подает сигнал на систему пуска для остановки конвейера и регулятор расхода для отключения подачи воды до устранения неполадок в любом из конструктивных элементов, подающих смачивающий состав на расположенный на конвейере сыпучий материал.
Отдельные конструктивные элементы, используемые для реализации способа
Способ реализуется в следующей последовательности.
Конвейер, предназначенный для транспортировки сыпучих материалов (мука, уголь, асбест, известь или т.п.), оснащают индикаторами веса, показывающими наличие сыпучих материалов на конвейере и какой вес этих материалов. В качестве индикаторов веса могут быть использованы датчика провиса конвейерной ленты (например, ролик на подпружиненном рычаге, отклоняющимся под действием провиса ленты), датчиком нагрузки устанавливаемом как минимум на одном ролике конвейера или т.п. (авторы на конструкцию индикатора веса не претендуют). Вокруг конвейера устанавливают датчики концентрации пыли и окиси углерода (на конструкции датчиков авторы не претендуют). Над конвейером для орошения смачивающим составом сыпучих материалов располагают в двух местах устанавливают ряды форсунок: непосредственно над конвейером и местом непосредственного пересыпа (см. наиболее близкий аналог), причем каждая форсунка снабжена электромагнитным клапаном. Ряды форсунок соедняют водоводами с подающим воду рукавом высокого давления через расположенные последовательно от подающего рукава эжекторный насос, регулятор расхода, расходомер и разделитель потока к соответствующим форсункам. Камера низкого давления эжектора сообщена с емкостью, заполненной смачивателем (пеной, эмульсией или специальным составом), который выбран для эффективного подавления пыли для сыпучего материала. Исходя из необходимой концентрации смачивателя в воде и объема используемой воды для пылеподавления, подбирают эжекторный насос на основе его паспортных данных. Показатели снимаемые с индикатора веса, датчиков концентрации пыли и оксида углерода и расходомера смачивающего состава вводятся в блок управления, который формирует управляющие соответствующие сигналы для системы пуска конвейера и регулятора расхода. Перед началом работы в блок управления вводят допустимый и безопасный разброс параметров концентрации пыли и оксида углерода, принятые для данного вида сыпучих материалов, исходя из норм безопасности, расчётные (идеальные) показатели расхода смачиваемого состава в зависимости от веса транспортируемого по конвейеру сыпучего материала. Во время установки и наладки оборудования пылеподавления проводят тестовые пуски конвейера с сыпучим материалом и запуск в работу форсунок для пылеподавления, при этом определяют взаимные зависимости показателей расходомера и индикатора веса и допустимый разброс их параметров, при которых показания датчиков концентрации пыли и оксида углерода не выходит за пределы допустимых показателей для обеспечения безопасной работы конвейера. Исходя из полученных данных корректируют заложенные в блок управления идеальные показатели.
После установки и отладки всех элементов конвейера его запускают в работу. При этом во время отсутствия сыпучих материалов на конвейере жидкость на форсунки не подается, так как регулятор расхода полностью закрыт. При поступлении сыпучих материалов на конвейер показатели индикатора веса, передаваемые на блок управления, изменяются, и блок управления подает сигнал на открытие регулятора расхода, причем чем сильнее изменяется показания на индикаторе веса, тем сильнее открывается регулятора расхода. При этом вода из рукава высокого давления проходит через эжекторный насос, в камеру низкого давления которого «подсасывается» за счет разряжения необходимый объем смачивателя и смешивается с водой, образуя смачивающий состав. Смачивающий состав проходит через расходомер для фиксации полученного объема и разделитель потока на ряды форсунок, последовательность открытия и количество открытых которых регулирует блок управления при помощи соответствующих форсункам электромагнитных клапанов для снижения затрат смачивающего состава при сохранении эффективности, аналогично наиболее близкому аналогу. Как только показатели индикатора веса возвращаются в исходное состояние, то есть на конвейере отсутствует сыпучие материалы блок управления закрывает последовательно регулятор расхода и электромагнитные клапаны форсунок для сброса давления после регулятора расхода.
Если в ходе работы конвейера выбранные параметры показателей выходят за пределы допустимого разброса параметров как минимум одного из них блок управления подает сигнал на систему пуска для остановки конвейера и регулятор расхода для отключения подачи воды, так как это свидетельствует о неполадках в конструктивных элементах, подающих смачивающий состав.
Возможны следующие случаи:
1. при последовательном открытии регулятора расхода и электромагнитных клапанов расходомер не показывает рост подаваемого смачивающего состава, это свидетельствует о недостаточном напоре воды в подающем рукаве высокого давления или его порыв;
2. при открытии на необходимую величину регулятора расхода при опредленных показателях индикатора веса расходомер показывает объем смачивающего состава меньше заданного в пределах объема смачивателя при любых прокачиваемых объемов состава, это свидетельствует об отсутствии смачивателя в емкости, повреждении или засорении подводящего патрубка от емкости до эжектрного насоса, или выходе из строй самого эжектроного насоса;
3. при последовательном открытии регулятора расхода и электромагнитных клапанов расходомер показывает необходимое количество подаваемого смачивающего состава, а снижение концентрации пыли и оксида углерода не происходит или происходит не в требуемом режиме, это свидетельствует о выходе из строя одного или нескольких электромагнитных клапанов, засорения как минимум одной форсунки или как минимум одного водовода;
4. любые сочетания вышеперечисленных случаев.
Конвейер запускают в работу только после устранения всех обнаруженных неполадок в конструктивных элементах, подающих смачивающий состав на транспортируемый конвейером сыпучий материал.
Блок управления может быть изготовлен на базе счетно-вычислительного комплекса, полностью исключая из контроля за безопасностью транспортировки конвейером сыпучих материалов человеческий фактор, дополнительно повышая надежность и безопасность.
Предлагаемый способ пылеподавления при конвейерной транспортировке сыпучих материалов позволяет значительно повысить безопасность эксплуатации конвейера, транспортирующего сыпучие материалы, за счет контроля работоспособности всей системы подачи смачивающего состава.