ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ЭЖЕКТОРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1996 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к вентиляторостроению и предназначено для обеспечения проветривания систем горных выработок и систем вентиляционных сооружений с одновременным обеспыливанием воздуха (газа).

Известна вентиляторная установка, работающая на трубопровод, например шахтную вентиляционную сеть. (Ушаков К.З. Бурчаков А.С. Пучков Л.А. Медведев И. И. Аэрология горных предприятий. М. Недра, 1987. с.421). К таким вентиляторным установка относят вентиляторы, работающие через перемычку. Недостатком известной вентиляторной установки является неполное использование мощности приводного двигателя с целью существенного (в 2 -3 раза) увеличения расхода воздуха по сравнению с паспортной производительностью вентиляторной установки, при работе последней на трубопровод с малым аэродинамическим сопротивлением.

Известен прямоточный батарейный циклон со спиральным закручиванием, установленным в цилиндрическом корпусе (обечайке) (Ярцев В.А. Рожнева В.К. Повышение эффективности прямоточных батарейных циклов путем совершенствования крутки потока. Изв.вузов. Горный журнал N 9, 1992, с.104-109). Недостатком известного изобретения, при установке его в горной выработке является невозможность очистки от пыли всего проходящего через выработку воздуха.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является вентиляторная установка, состоящая из вентилятора-эжектора, установленного в горной выработке, которая позволяет увеличить в несколько раз расход воздуха по сравнению с паспортной производительностью вентилятора [1] Недостатком известного изобретения является возможность работы вентилятора эжектора, расположенного в горной выработке большого сечения в режиме "сам на себя", т.е. с замкнутым движением воздушных потоков в районе вентиляторной установки циркуляцией потоков и невозможностью производить обеспыливание движущегося по выработке (проходящего через вентилятор-эжектор и эжектируемого воздуха (газа).

Целью изобретения является обеспыливание проходящего через обечайку вентиляторной эжектирующей установки воздуха (газа).

Поставленная цель достигается путем расположения в обечайке закручивающего устройства с переменным шагом. Размеры поперечного сечения обечайки определяют исходя из оптимального отношения площади поперечного сечения в зоне полного перемешивания первичного потока (проходящего через вентилятор) и вторичного, эжектируемого по сечению между вентилятором и обечайкой. За счет этого обеспечивается постоянный расход воздуха с максимальным коэффициентом эжекции. Далее в обечайке устанавливается закручивающее поток устройство. Линии тока при этом приобретают форму, которая зависит от конфигурации закручивающего устройства (т.е. поток обладает, например, свойствами движения по винтовой линии). Каждая частица будет вращаться равномерно вокруг оси потока и одновременно двигаться, также равномерно вдоль этой же оси, т. е. будет обладать тангенциальной и осевой скоростью, которые имеют максимальное значение у стенок обечайки. Центробежная сила изменяется вдоль радиуса по линейному закону и будет максимальной у стенок обечайки (Ярцев В.А. Рожнева В. К. Повышение эффективности прямоточных батарейных циклонов путем совершенствования крутки потока. Изв. вузов. Горный журнал N 9, 1992, с. 104-109), а незначительной в центральной части потока. Это приводит к тому, что мелкие пылевые частицы, находящиеся в центральной части потока, не успевают переместиться в периферийные слои потока и, в результате, не улавливаются. Для улавливания и мелких частиц, шаг закручивающего устройства выполняют переменным, что позволяет на каждом новом витке менять тангенциальную скорость.

Таким образом, весь проходящий через обечайку воздух (газ) закручивается в результате чего пылевые фракции под действием центробежной силы оттесняются к стенкам обечайки, и при изменении уменьшении шага закручивателя даже и мелкие частицы успевают переместиться в периферийные слои потока и при выходе потока из обечайки в горную выработку теряют скорость, при расширении потока, и выпадают на почву выработки.

На чертеже представлена вентиляторная установка: где 1 вентилятор-эжектор, 2 горная выработка, 3 обечайка, 4 перемычка, 5 поток воздуха, проходящий через вентилятор-эжектор, 6 эжектируемый поток воздуха, 7 раскрытие струи воздуха, проходящего через вентилятор, 8 закручивающее устройство, 9 очищенный воздух, 10 выпавшие частицы пыли.

Вентиляторная установка работает следующим образом. При включении через вентилятор-эжектор 1 проходит поток воздуха 5, а по сечению, заключенному между внешней поверхностью вентилятора-эжектора 1 и внутренней поверхностью обечайки 3, проходит поток эжектируемого воздуха 6. Потоки 5 и 6, перемещаясь по длине обечайки, смешиваются и попадают в закручивающее устройство 8, где поток закручивается и под действием центробежной силы мелкие частицы перемещаются к стенкам обечайки 3, а при выходе потока в горную выработку теряют скорость при расширении потока, и частички пыли 10 выпадают на почву горной выработки 2. Из обечайки 3 выходит очищенный от пыли воздух (газ) 9,
Длина закручивающего устройства и шаг витков подбираются в каждом конкретном случае для обеспечения максимальной очистки воздуха (газа) от пыли.

Такая установка может быть расположена в горной выработке, на проходческом комбайне и других участках вентиляционной сети промышленных предприятий.

По сравнению с известными прототипами вентиляторная установка позволяет достичь максимальной степени очистки воздуха (газа), проходящего через нее, одновременно выполняя роль средства проветривания и пылеулавливания.

На рудниках Первого Березниковского производственного калийного рудоуправления ВО "Уралкалий" ведутся опытные работы по созданию предлагаемой вентиляционной установки.

Использование: в горной промышленности, в частности для проветривания подземных выработок. Сущность изобретения: вентиляторная эжекторная установка включает размещенный в горной выработке вентилятор. Для обеспыливания воздушного потока установка снабжена обечайкой с установленным в ней устройством для закручивания поступающего от вентилятора воздушного потока и перемычкой. Вентилятор размещен в обечайке с зазором для прохода эжектируемого воздуха. Перемычка установлена между обечайкой и стенками горной выработки. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ЭЖЕКТОРНАЯ УСТАНОВКА, включающая размещенный в горной выработке вентилятор, отличающаяся тем, что она снабжена обечайкой с установленным в ней устройством для закручивания поступающего от вентилятора воздушного потока и перемычкой, при этом вентилятор размещен в обечайке с зазором для прохода эжектируемого воздушного потока, а перемычка установлена между обечайкой и стенками горной выработки. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для закручивания имеет переменный шаг.