УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ Российский патент 2014 года по МПК E21F1/00 E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания карьеров и эффективной очистки выдаваемого из рабочей зоны воздуха.

Известна установка для проветривания карьеров (RU 2167302 C2, опубл. 20.05.2001 г.), включающая транспортную базу, силовую установку, редуктор с выходным валом, на котором закреплен вертолетный винт с лопастями, верхнюю площадку и соединяющий ее с транспортной базой параллелограммный механизм, установленный с возможностью складывания.

Недостатки данного изобретения:

- возможность проветривания только в одном перпендикулярном оси вращения лопастей направлении;

- воздух выбрасывается из зоны проветривания без проведения его очистки от пыли;

- вертолетные двигатели потребляют значительное количество горючего, в результате чего возникают дополнительные экономические затраты, и при этом образуются дымовые газы, загрязняющие окружающую среду.

Известно устройство для проветривания глубоких карьеров (RU 2143076 C1, опубл. 20.12.1999 г.), включающее эластичную вытяжную трубу с тороидальными камерами жесткости, расположенными по ее длине и заполненными легким инертным газом, приспособление для перемещения устройства, электронагревательные элементы, закрепленные на опорном каркасе, энергоустановку в виде турбины и двигателя-генератора и теплообменник, выполненный из экранирующей пленки. Дополнительно устройство снабжено вертикальным телескопическим полым валом, на котором укреплено ветроколесо с криволинейными лопастями и крыльчаткой.

Недостатками известного устройства являются:

- использование инертного газа в больших количествах;

- потребление электроэнергии нагревательными элементами;

- сложность при эксплуатации в различных климатических условиях (например, в регионах с холодным климатом);

- трудоемкость сборки/разборки установки при проведении взрывных работ;

- воздух выбрасывается из зоны проветривания без проведения его очистки от пыли.

Известно также устройство для вентиляции рудника (RU 2276271 C1, опубл. 10.05.2006 г.), содержащее корпус с соплом, размещенным над топливной смесью, пульт управления, емкости для азота, перекиси водорода, перманганата натрия и вентиляционный трубопровод, закрепленный на сопле корпуса.

Недостатки данного устройства следующие:

- для работы установки дополнительно требуются перекись водорода, перманганат натрия и азот;

- при работе установки существует опасность для жизни и здоровья горнорабочих во время проведения подрыва смеси;

- образование газовых остатков после подрыва смеси, загрязняющих окружающую среду;

- установка охватывает небольшое пространство вокруг своего корпуса, т.е. эффективность проветривания ограничивается областью нижней отметки карьера.

Известно также устройство для обеспыливания внутришахтных вентиляционных потоков (RU 2198296 C2, опубл. 10.02.2003 г.), включающее пылевоздухоприемные каналы квадратного сечения с размещенными внутри оросителями и гидравлическими промывателями, рабочее колесо осевого вентилятора с электродвигателем, прямоточный циклон и трех диффузорный патрубок.

Недостатки данного устройства следующие:

- необходимость размещения смесительной камеры перед циклоном, т.к. патрубки на входе работают на один осевой вентилятор;

- стационарность установки вследствие необходимости создания специальной камеры;

- сбор пыли осуществляется не только за счет работы циклона и возникающих центробежных сил, но и под действием силы тяжести, что возможно только при расположении установки в горизонтальном положении;

- сложность конструкции.

В карьерной установке не требуются средства борьбы с осланцеванием (искусственное увеличение зольности взрывчатой пыли, оседающей в подземных горных выработках), т.к. она работает с негорючими частицами.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для сухой очистки газов от пыли, выполненное в виде циклона-сепаратора, включающего цилиндрический корпус с коническим днищем, тангенциально расположенным штуцером для ввода запыленного газового потока, штуцером для удаления пыли и выхлопную трубу (RU 2226128 C1, опубл. 27.03.2004 г.).

Однако известное устройство не предназначено для очистки от пыли больших рабочих объемов воздуха, которые требуются для вентиляции карьеров, т.к. зона проветривания ограничена направлением всасывающей части воздухозаборника и располагается в горизонтальной плоскости, что не позволяет создавать достаточный напор и скорость воздушного потока для получения эжектирующего эффекта с целью осуществления эффективного проветривания всей рабочей зоны карьера.

Кроме того, известная установка не обладает компактностью и мобильностью для перемещения ее в требуемую зону проветривания.

Технический результат, который достигается изобретением, заключается в создании эффективной установки для всасывания и очистки больших объемов запыленного воздуха, требуемого для проветривания карьера, путем организации направленного воздушного потока с выводом его на поверхность.

Сущность изобретения заключается в том, что в установке для очистки воздуха от пыли, содержащей корпус, узел подвода запыленного воздуха и циклонную камеру с коническим днищем, согласно п.1 формулы, узел подвода установлен на вращающейся платформе и включает расположенные по окружности воздуховоды, снабженные нагнетательными вентиляторами и соединенные с кольцевыми каналами, которые сообщаются с циклонной камерой и снабжены соплами для подачи нагнетаемого воздуха по окружности в верхнюю часть циклонной камеры, вентиляционная труба размещена соосно над циклонной камерой, а под корпусом установки расположена ходовая часть, при этом установка снабжена штоками и направляющими, соединенными с верхней частью штоков и всасывающей частью воздуховода, выполненного с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно штоков.

Воздуховоды, расположенные по окружности на вращающейся платформе, обеспечивают объемный сбор пыли вокруг установки в зависимости от технических характеристик нагнетательных вентиляторов и воздуховодов.

Охват больших рабочих объемов окружающего пространства осуществляется за счет возможности поворота воздуховодов в горизонтальной и вертикальной плоскостях с помощью штоков и направляющих, тем самым обеспечивая очистку запыленного воздуха больших объемов, выдаваемого из карьеров, в зависимости от глубины которых выбирается высота вентиляционной трубы. Наличие штоков и направляющих позволяет существенно упростить технологический процесс укладки воздуховодов на корпус установки, обеспечивая компактность ее при переводе в транспортное положение и удобство подготовки установки к работе.

Циклонная камера, размещенная соосно под вентиляционной трубой, сообщается с кольцевыми каналами, выполненными с соплами и нагнетательными вентиляторами для подачи нагнетаемого воздуха по окружности в верхнюю часть циклонной камеры, позволяет создавать напор и скорость движения воздуха, определяемые техническими характеристиками вентиляторов, при которых обеспечивается создание центробежного поля, предназначенного для отделения воздуха от пыли и крупных частиц.

Ходовая часть установки обеспечивает ее мобильность при быстром перемещении в заданную зону проветривания. Особенно такая мобильность необходима в условиях бездорожья. В этом случае ходовую часть следует выполнять в виде самоходного шасси.

Для удобства удаления собранной пыли циклонная камера снабжена пылесборником.

Расчеты показывают, что в случае размещения внутри вентиляционной трубы на заданном расстоянии от ее основания одного или нескольких эжектирующих аппаратов с конфузорами и вентиляторами увеличивается объем подаваемого воздуха в установку и скорость его кругового движения по циклонной камере. В случае, если статического давления нагнетательных вентиляторов будет недостаточно для проветривания карьера, например, при увеличении его рабочей зоны в ходе эксплуатации, эжектирующие аппараты позволят повысить производительность установки.

Изобретение проиллюстрировано следующими чертежами.

На фиг.1 показан вид установки сбоку, на фиг.2 - вид сверху.

1 - воздух, поступающий в установку;

2 - воздуховоды;

3 - нагнетательные вентиляторы;

4 - двигатели вентиляторов 3;

5 - вентиляторные камеры;

6 - камеры двигателей 4;

7 - кольцевые каналы;

8 - направляющие сопла;

9 - циклонная камера;

10 - вентиляционная труба;

11 - пылесборник;

12 - направляющие воздуховодов 2;

13 - штоки;

14 - корпус установки;

15 - вращающаяся платформа;

16 - ходовая часть;

17 - конфузор;

18 - вентилятор;

19 - эжектирующий аппарат.

Устройство работает следующим образом.

Воздух 1 засасывается в воздуховоды 2 за счет работы нагнетательных вентиляторов 3, расположенных в вентиляторных камерах 5. Нагнетательные вентиляторы 3 приводятся во вращение двигателями 4, которые могут быть установлены в отдельных камерах 6 двигателей 4. Далее воздух 1 поступает в кольцевые каналы 7, из которых через сопла 8 попадается в циклонную камеру 9, где закручивается вниз по спирали. Каждый из нагнетательных вентиляторов 3 усиливает закручивание струи воздуха 1 в камере 9. В результате этого под действием центробежных сил воздух 1 очищается от пыли и крупных фракций, которые собираются в пылесборнике 11. Очищенный от пыли воздух 1 удаляется через вентиляционную трубу 10.

Каждый воздуховод 2 с помощью штока 13 и направляющей 12 фиксируется под заданным углом по вертикали и горизонтали вдоль продольной оси установки с целью забора загрязненного воздуха из тех рабочих объемов, где необходимо осуществить проветривание. Поворачиваясь вместе с вращающейся платформой 15, воздуховоды 2 обеспечивают забор загрязненного воздуха 1 с максимальной эффективностью. В случае, если статического давления нагнетательных вентиляторов 3 будет недостаточно для проветривания карьера, например, при увеличении его рабочей зоны в ходе эксплуатации, внутри вентиляционной трубы 10 необходимо размещать эжектирующие аппараты (один или несколько) 19. После выхода струи воздуха 1 из конфузора 17 образуется «воздушный поршень», т.е. воздушный поток, способствующий удалению очищенного воздуха 1 на поверхность через вентиляционную трубу 10.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания глубоких карьеров и эффективной очистки выдаваемого из рабочей зоны воздуха. Технический результат заключается в создании эффективной установки для всасывания и очистки больших объемов запыленного воздуха, требуемого для проветривания карьера, путем организации направленного воздушного потока с выводом его на поверхность. В установке для очистки воздуха (1) от пыли, содержащей корпус (14), узел подвода запыленного воздуха (1) и циклонную камеру (9) с коническим днищем, узел подвода установлен на вращающейся платформе (15) и включает расположенные по окружности воздуховоды (2), снабженые нагнетательными вентиляторами (3) и соединенные с кольцевыми каналами (7), которые сообщаются с циклонной камерой (9) и снабжены соплами (8) для подачи нагнетаемого воздуха (1) по окружности в верхнюю часть циклонной камеры (9). Вентиляционная труба (10) размещена соосно над циклонной камерой (9), а под корпусом (14) установки расположена ходовая часть (16), при этом установка снабжена штоками (13) и направляющими (12), соединенными с верхней частью штоков (13) и всасывающей частью воздуховода (2), выполненного с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно штоков (13). Ходовая часть (16) выполнена в виде самоходного шасси. Циклонная камера (9) снабжена пылесборником (11). Внутри вентиляционной трубы (10) на заданном расстоянии от ее основания установлены один или несколько эжектирующих аппаратов (19), включающих конфузоры (17) и вентиляторы (18), 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для очистки воздуха от пыли, содержащая корпус, узел подвода запыленного воздуха и циклонную камеру с коническим днищем,
отличающаяся тем, что
узел подвода установлен на вращающейся платформе и включает расположенные по окружности воздуховоды, снабженные нагнетательными вентиляторами и соединенные с кольцевыми каналами, которые сообщаются с циклонной камерой и снабжены соплами для подачи нагнетаемого воздуха по окружности в верхнюю часть циклонной камеры, вентиляционная труба размещена соосно над циклонной камерой, а под корпусом установки расположена ходовая часть, при этом установка снабжена штоками и направляющими, соединенными с верхней частью штоков и всасывающей частью воздуховода, выполненного с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно штоков.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ходовая часть выполнена в виде самоходного шасси.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что циклонная камера снабжена пылесборником.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что внутри вентиляционной трубы на заданном расстоянии от ее основания установлены один или несколько эжектирующих аппаратов, включающих конфузоры и вентиляторы.