Пылеулавливающий агрегат для очистки воздуха в горной выработке Советский патент 1983 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для очистки воздуха, исходящего из добычных забоев, и при работе проходческих комбаййов. Известен пылеулавливающий агрегат для очистки воздуха в горной выработке, включающий пылеотсасывающий вентилятор, всасывающий трубопровод и водяную форсунку 1. Недостатки пылеулавливающего агрегата заключаются в малой эффективности пылеулавливания и недостаточно безопасной эксплуатации за счет наличия застойных зон и рециркуляции воздуха в горной выработке. Наиболее близким к изобретению является пылеулавливающий агрегат для очистки воздуха в горной выработке, включающий пылеотсасывающий вентилятор, пылеуловитель с отверстием для выхода очищенного воздуха, всасывающий трубопровод и водяную форсунку 2. Недостатками такого пылеулавливающего агрегата являются недостаточная эффективность пылеулавливания и возникновение на участке вентиляционной выра ботки, где расположен пылеулавливающий агрегат застойных зон, зон уменьшенной скорости движения воздуха и рециркуляции воздуха, KOTOpbie приводят к ухудшению безопасности при эксплуатации. Объясняется это тем, что при работе пылеулавливающего агрегата в зависимости от количества исходящего из выработки воздуха и количества отсасываемого воздуха возможны три различных сочетания количеств отсасываемого и исходящего из выработки воздуха Количество отсасываемого воздуха меньше, равно или больше количества воздуха, исходящего из .выработки. При количестве отсасываемого воздуха меньшем количества воздуха, исходящего из выработки, часть запыленного воздуха не засасывается пылеулавливающим агрегатом, уходит не очищенная от пыли, повышает запыленность воздуха, вышедшего из агрегата после очистки, вследствие чего эффективность пылеулавливания низка. При количестве отсасываемого воздуха, равном количеству воздуха, исходящего из выработки, теоретически захватывается и очищается весь запыленный воздух, практически же отдельные струи запыленного воздуха уходят мимо воздухозаборного отверстия всасывающего трубопровода, повышают содержание пыли в воздухе и снижают эффективность пылеулавливания. Кроме того. На участке расположения пылеулавливающего агрегата на вентиляционной выработке возникает застойная зона. При разработке негазовых пластов На участке застойной зоны вентиляционной выработки из-за отсутствия движения воздуха скапливается в воздухе тонкодисперсНая пыль и повыщается температура воздуха, ухудщающие безопасность труда щахтеррв. При разработке газовых пластав на участке застойной зоны вентиляционной выработки из-за газовыделения боковых пород происходит накапливание газа и с течением времени возникает газоопасная ситуация, резко ухудшающая безопасность ведения горных работ. При количестве отсасываемого воздуха. больщем количества воздуха, исходящего из выработки, на участке вентиляционной выработки между воздухозаборным патрубком и с отверстием пылеуловителя для выхода очищенного воздуха из пылеулавливающего агрегата, возникает рециркулирующая воздущная струя. Количество рециркулирующего воздуха равно разности между количеством отсасываемого воздуха и количеством воздуха, исходящего из выработки. При движении рециркуЛирующей части воздуха от выходного отверстия пылеулавливающего агрегата к всасывающему отверстию не обеспечиваются требуемые минимально допустимые скорости движения воздуха по выработке. Кроме того, при разработке газоопасных пластов рециркулирующий воздух по мере движения насыща. газом и к забою поступает со значительной концентрацией метана. Цель изобретения - увеличение эффективности пылеулавливания и повышение безопасности эксплуатации путетй предотвращения образования застойных зон и рециркуляции воздуха на участке расположения пылеулавливающего агрегата. Эта цель достигается тем, что пылеулавливающий агрегат для очистки воздуха в горной выработке, включающий пылеотсасываютций вентилятор, пылеуловитель с отверстием для выхода очищенного воздуха, всасывающий трубопровод и водяную , снабжен Нагнетательным трубопроводом, выполненным с отверстиями для рассредоточенного выпуска очищенного воздуха и установленным вдоль всасывающего трубопровода, при этом одий конец дополнительного нагнетательного трубопровода сообщен с отверстием пылеуловителя для выхода очищенного воздуха, а другой заглушен. На фиг. 1 изображен пример исполнения пылеулавливающего агрегата с осевым вентилятором и нагнетательным трубопроводом, расположенным в вертикальной плоскости, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, в горизонтальной плоскости, поперечный разрез; На фиг. 3 - агрегат с центробежным вентилятором со спиральным корпусом постоянной щирины и одним выходным отверстием и осевым подводом запыленного воздуха, вертикальная пррекция; на фиг. 4 - агрегат с центробежным вентилятором с входной коробкой и спиральным корпусом постоянной щирины с двумя выходными отверстиями, вертикальная проекция; на фиг. 5 - вид А на фиг. 4; на фиг. 6 - агрегат с центробежным вентилятором с входной коробкой и двумя спиральными корпусами, развернутыми друг относительно друга, вертикальная проекция; на фиг. 7 - вид Б на фиг. 6; на фнг. 8 - агрегат с центробежным вентилятором с осевым подводом воздуха и спиральным корпусом постоянной ширины с двумя выходными отверстиями; на фиг. 9 - разрез В-В на фиг. 8; на фиг. 10 - агрегат с центробежным вентилятором с осевым подводом воздуха и двумя спиральными корпусами; на фиг. 11 - разрез Г-Г на фиг. 10; йа фиг. 12 - агрегат с центробежным вентилятором с прямоугольным корпусом и входной коробкой; на фиг. 13 - разрез Д-Д На фиг. 12; на фиг. 14 - агрегат с центробежным вентилятором с прямоугольным корпусом и осевым подводом воздуха; на фиг. 15 - разрез Е-Е на фиг. 14; на фиг. 16 - агрегат с центробежным вентилятором с входной коробкой и двумя спиральными корпусами, вертикальная проекция; на фиг. 17 - вид Ж на фиг. 16; на фиг. 18 - агрегат с центробежным вентилятором с входной коробкой и спиральным корпусом с двумя выходными отверстиями, вертикальная проекция; На фиг. 19 - вид 3 на фиг. 18; на фиг. 20 - агрегат с центробежным вентилятором с входной коробкой и прямоугольным корпусом, вертикальная проекция; на фиг. 21 - разрез И-И на фиг.20; на фиг. 22 - пример установки агрегата в горной выработке Пылеулавливающий агрегат для очистки воздуха в горной выработке содержит пылеотсасывающий вентилятор 1 с рабочим колесом 2, корпусом 3, входным патрубком 4, водяную форсунку 5, пылеуловитель 6 и всасывающий трубопровод 7. Пылеотсасывающий вентилятор 1 может быть осевым (фиг. 1 и 2) или центррбежным (фиг. 3-21). Пылеотсасывающий - --- вентилятор может быть с горизонтальной осью вращения (фиг. 1 -15) и с вертикальной осью вращения (фиг. 16-21), возможно также исполнение с наклонной осью вращения; Рабочее колесо 2 пылеотсасывающего вентилятора 1 центробежного типа может быть с радиальными, вперед загнутыми и Назад загнутыми лопатками. Корпус 3 может быть прямоточным, как у осевого пылеотсасывающего вентилятора 1 (фиг. 1 и 2), так и спиральным с одним выходным отверстием (фиг. 3), спиральным с постоянной шириной с двумя выходными отверстиями (фиг. 4, 5, 8, 9, 18 и 19), спиральным двойным (фиг. 6, 7, 10, 11, 16, и 17), и прямоугольным с двумя выходными отверстиями (фиг. 12-15, 20 и 21). Входной патрубок 4 может быть с осевым подводом воздуха к рабочему колесу 2 (фиг. 1-3, 8, 10 и 14) и с подводом воздуха под углом, например, 90° (фиг. 4- 7, 12, 16-20). Пылеуловитель 6 может быть различной конструкции и обеспечивает очистку воздуха от пыли и шлама. Водяная форсунка 5 установлена перед рабочим колесом 2, однако она может быть установлена также в корпусе 3 или после корпуса 3 и обеспечивать смачивание пыли в воздухе и превращение его в шлам. Всасывающий трубопровод 7 может быть любой длины с круглым, прямоугольным или любым другим благоприятным с точки зрения конструктивного исполнения поперечным сечением и обеспечивать подвод запыленного воздуха от места забора к рабочему колесу 2 пылеотсасывающего вентилятора 1. Независимо от типа пылеотсасывающего вентилятора, типа рабочего колеса и типа лопаток рабочега колеса, расположения оси вращения вентилятора, конструктивных исполнений корпуса и входного патрубка пылеотсасывающего вентилятора, места установки водяной форсунки, формы поперечного сечения и длины всасывающего трубопровода и общей компоновки, особенностью пылеулавливающего агрегата для очистки воздуха в горной выработке является то, что он снаб кен установленным вдоль всасывающего трубопровода 7 дополнительным нагнетательным трубопроводом 8, один конец 9 которого соединен с отверстием пылеулавливателя 6 для выхода очищенного воздуха 10, а второй конец 1 направлен к месту забора запыленного воздуха. Дополнительный нагнетательный трубопровод может быть выполнен любой длины с круглым, прямоугольным или любым поперечным сечением, но, независимо от длины дополнительного нагнетательного трубопровода и формы поперечного сечения, особенностью его является то, что он выполнен с боковыми отверстиями 12 с возможностью рассредоточенного выпуска очищенного воздуха в горную выработку. Боковые отверстия 12 могут быть при этом направлены вверх (фиг. 1) в обе стороны (фиг. 2). Выпуск воздуха может производиться также через три стороны и через четыре стороны, но второй конец 11 закрыт и снабжен обтекателем 13 для улучшения степени рассредоточения воздуха. Боковые отверстия 12 могут быть выполнены самыми различными, как по форме, так и по исполнению (на приведенных фигурах, например, они показаны выполненными в виде жалюзийной рещетки). Конец 9 дополнительного нагнетательного трубопровода 8 может перекрьшать часть площади отверстия пылеуловителя для выхода очищенного воздуха (фиг. 1 - 3) или часть суммарной площади выходных отверстий для выхода очищенного воздуха (фиг. 4-21), однако конец 9 дополнительного нагнетательного трубопровода 8 может также нерекрывать полностью выходное или выходные отверстия и принимать весь очинденный воздух.

Пылеулавливающий агрегат для очистки воздуха в горной выработке работает следующим образом (фиг. 22).

Пылеулавливающий агрегат устанавливается в вентиляционной выработке 14, на которую поступает запыленный воздух 15 из очистной горной выработки 16 или из проходческого забоя. Запыленный воздух 15, исходящий из горной выработки 16, под действием разрежения, создаваемого нылеотсасывающим вентилятором 1, поступает во входное отверстие всасывающего трубопровода 7, смачивается водой, подаваемой форсункой 5, очищается в пылеуловнгеле 6 и выбрасывается в атмосферу выработки. Часть очищенного воздуха поступает в дополнительный нагнетательный трубопровод 8 и подается в направлении к месту забора запыленного воздуха и через боковые отверстия 12 выходит в атмосферу выработки 14, рассредотачиваясь, по сечению выработки. Из очистной горной выработки 16 воздух выходит в количестве Qi, из дополнительного нагнетательного трубопровода 8 - воздух в количестве Q,, пылеулавливающим агрегатом отсасывается воздух в 1 оличестве QOTC . Если количество отсасываемого воздуха QOTC. пылеулавливающим агрегатом боль-, ще количества запыленного воздуха Qi, выходящего из очистной выработки, то оно

всегда меНьще суммарного количества воздуха QI и QI, т. е. QI -f .QiЕсли же количество отсасываемого воздуха QOTC. меньще количества воздуха Qj, выходящего из очистной выработки, то часть воздуха в количестве Qj, равная количеству , из нагнетательного трубопровода 8 движется от дополнительнЬго нагнетательного трубопровода 8 к воздухозаборному отверстию всасывающего трубопровода 7, что исключает уход запыленного воздуха мимо всасывающего отверстия трубопровода 7 и способствует полному захвату пылеулавливающим агрегатом всего запыленного воздуха, исходящего из очистной выработки 16. Это приводит к получению высокой эффективности пылеулавливания. Часть воздуха в количестве Q., выходящая из дополнительного нагнетательного трубопровода и равная количеству Q4 Q + Qz - Qotc., уходит по вентиляционной выработке 14 в направлении к пылеотсасывающему вентилятору, обеспечивая устойчивое проветривание вентиляционной выработки 14 на участке расположения пылеулавливающего агрегата, исключающее образование застойных зон.

Применение пылеулавливающего агрегата дл-я очистки воздуха в горной выработке повыщает эффективность пылеулавливания и безопасность эксплуатации за счет предотвращения застойных зон, зон рециркуляции воздуха и уменьшенной скорости дв.ижения воздуха на вентиляционной выработке на участке расположения пылеулавливающего агрегата.

ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩИЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА В ГОРНОЙ ВЫРАБОТКЕ, включающий пылеотсасываюш,ий вентилятор, пылеуловитель с отверстием для выхода очищенного воздуха, всасывающий трубопровод и водяную форсунку, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности пылеулавливания и повыщения безопасности эксплуатации путем предотвращения образования застойных зон и рециркуляции воздуха на участке расположения пылеулавливающего агрегата, он снабжен нагнетательным трубопроводом, выполненным с отверстиями для рассредоточенного выпуска очищенного воздуха и установленным вдоль всасывающего трубопровода, при этом один конец дополнительного нагнетательного трубопровода сообщен с отверстием пылеуловителя для (Л выхода очищенного воздуха, а другой заглушен. / сд со го Ю г/г с//лл/г/

//

ZV.f

V V V V / 3

/ т

//

Фг/г.8

ff

Г

3 72 8 fo . /

2 /

Фш. /

фиг. // cf 4

4-4

фиг. Фиг.Г2

/j rz 8 ro 6

13 728 ro s

l / I/ /

N N 7 Y

ir

фуг. S

Ж

/

/

-F

IIII

L-k-J.J-1

f,

7

Т ff

ф1/г. /

3i/

8

/

.ГВ

8

/

/

/

7

фуг. /

/

/