Пылеуловитель Советский патент 1987 года по МПК E21B21/07 E21F5/20 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть иснользовано для обеспыливания воздуха при бурении шпуров и скважин в вечномерзлых горных породах.

Цель изобретения - повышение эффективности и экономичности пылеулавливания в условиях отрицательных температур воздуха и горных пород за счет снижения аэродинамического сопротивления и интенсифи- каипи тепло- и массообменных процессов, а также исключение намерзания уловленной пыли.

На фиг. 1 показан пылеуловитель, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Пылеуловитель состоит из корпуса 1 с бункером 2, закрепленного на крышке 3 щелевого эжектора 4 с патрубком 5 для ввода сжатого воздуха, с основанием 6 с кольцевой камерой 7 и щелью 8. Внутри корпуса 1 установлены коаксиально две цилиндрические стенки 9 и 10, образующие между собою и наружной цилиндрической стенкой корпуса 1 две коаксиальные кольцевые полости 11 и 12. Внутренняя цилиндрическая стенка 10 снабжена в нижней части карнизом 13 в виде усеченной конической поверхности, образующей с нижней частью стенки 9 зону 14 с.мешения.

Цилиндрическая часть корпуса 1 совместно с крьцпкой 3 и внутренними стенками 9 и 10 образует трехстенный циклон, который для ввода запыленного воздуха снабжен пат- рубка.ми 15 и 16. Бункер 2 снабжен разгрузочным устройством 17, опорами 18 И облицован изнутри льдофобным материалом 19, например, полиэтиленом. Цолость 12 посредством патрубка 15 и дополнительного эжектора 20 сообщена с патрубком 21 ввода горячего воздуха от энергоразделителя 22 и с трубопроводом 23 запыленного воздуха. Цолость 11 посредством патрубка 16, заполненной льд.ом камеры 24, патрубка 25 и дополнительного эжектора 26 сообщена с патрубком

27ввода холодного воздуха энергоразделителя 22 и с дополнительным трубопроводом

28запыленного воздуха.

Щелевой эжектор 4 посредством патрубка 5, трубопровода 29 и распределительно- го тройника 30 сообщен с магистралью 31 сжатого воздуха. Вихревой энергоразделитель 22 посредством трубопровода 32 сообщен с распределительным тройнико.м 30 и через него - с магистралью 31 сжатого воздуха.Пылеуловитель работает следующим образом.

При включении в работу перфоратора (не показан) сжатый воздух из магистрали 31 через распределительный тройник 30, трубопровод 29, патрубок 5 поступает в кольцевую камеру 7 и из нее - в кольцевую щель 8 эжектора 4. Далее сжатый воздух, выходя из кольцевой щели 8 со .сверхзвуковой скоростью под углом к оси эжектора, близком

0

5

0

к прямому, создает в эжекторе 4 и во всей системе пылеулавливания разрежение, необходимое для отсоса и улавливания пыли.

Одновреме}П о сжатый воздух из магистрали 3 через распределительный тройник 30 по трубопроводу 32 поступает в энергоразделитель 22, где он разделяется на два потока: горячий, выходящий по патрубку 21, и холодный, выходящий по патрубку 27. Установлено, что при использовании, например, в вихревом энергоразделителе сжатого воздуха давлением 5-6 кгс/см оказывается возможным получить холодный поток с температурой до -50°С и горячий поток с температурой до -|-150°С.

Горячий воздух, выходящий из энергоразделителя 22 по патрубку 21, поступает в дополнительный эжектор 20, где он смешивается с запыленным воздухом, поступающим по трубопроводу 23, и одновременно создает разрежение, способствующее улучще- нию отсасывания запыленного воздуха по трубопроводу 23 и направлению смешанного потока по патрубку 15 в полость 12.

Холодный воздух, выходящий из энергоразделителя 22 по патрубку 27, поступает 5 в дополнительный эжектор 26, где он смешивается с запыленным воздухом, поступающим по трубопроводу 28, и одновременно создает разрежение, способствующее отса-сы- ванию запыленного воздуха по трубопроводу 28 и направлению смешанного потока 0 по патрубку 16 в полость 11.

Цод влиянием разрежения, создаваемого эжекторами 4,. 20 и 26, запыленный воздух от забоя шпура поступает через отверстия в буровой коронке, по каналу буровой штанги, осевой трубке перфоратора в пылеотсасы- вающий рукав (не показаны), по которому движется к пылеуловителю, где разделяется на два трубопровода 23 и 28. Цри этом поступающий по трубопроводу 23 пылевоз- душный поток умеренной отрицательной температуры смешивается в дополнительно.м эжекторе 20 с потоком горячего воздуха, по ступающего по патрубку 21 от энергоразделителя 22, и нагревается, вследствие чего происходит кристаллизация инея и льда на пылевых частицах и их первичная коагуляция.

0

5

Другой пылевоздушный поток, поступающий по дополнительному трубопроводу 28 и также имеюцд.ий умеренную отрицательную температуру, охлаждается посредством смешения в дополнительном эжекторе 26 с холодным во.здухом низкой отрицательной температуры, поступающим от энергоразделителя 22 по патрубку 27. Цри этом смещанный пылевоздушный поток, имеющий низкую относительную влажность, по трубопроводу 25 поступает в камеру 24, заполненную льдом, с необсаженными каналами и насыщается влагой за счет сублимации льда, что так

же способствует коагуляции тонких фракций пыли.

Далее оба очищаемых воздушных потока вводятся по патрубкам 15 и 16 тангенциально в полости 11 и 12, где они совершают вихр евые движения по спиральным траекториям в противоположных направлениях.

При этом в каждой из полостей за счет снижения скорости воздушных потоков и под влиянием центробежных сил при завихрева- ниях по цилиндрическим поверхностям происходит активная коагуляция пыли, которая вместе с потоками воздуха направляется в зону 14 смешения, где вращаюшиеся пы- левоздушные потоки, имеющие различную температуру и влагосодержание, взаимодействуют во встречных направлениях, что вызывает коагуляцию и выпадение пыли под действием взаимного столкновения пылевых частиц и кристаллизации па них льда и инея. Уловленная пыль, имеющая высокую влажность (льдистость) собирается в бункере 2, откуда она периодически выгружается с по- .мошью разгрузочного устройства 17. При этом из-за высокой льдистости пыли вторичного пылеобразования при ее выгрузке и транспортировке не наблюдается.

Наличие на внутренней поверхности бункера 2 покрытия из льдофобного материала 19, например напыленного полиэтиотена, пред- отврашает намерзание па стенки осажден ной влажной пыли и упрощает ее выгрузку.

Очищенный от пыли воздух движется в эжектор 4, где, смешавшись с выходящим из кольцевой щели 8 сжатым воздухом, также частично очищается от пыли за счет конденсационных процессов и поступает в окружаю- шую атмосферу.

В случаях, когда бурение шпуров одновременно ведут несколькими перфоратора.ми по горным породам с различной льдистостью, пылевоздушный поток из забоя с более высокой льдистостью пород направляют в трубопровод 23 для смешения с горячим воздухом в дополнительном эжекторе 20 энергоразделителя 22, а пылевоздушный поток из забоя, где породы имеют меньшую льдистость, направляют в трубопровод 28 для смешения в дополнительном эжекторе 26 с холодным воздухом, поступающим по патрубку 27 от энергоразделителя 22. В этом случае эффект осаждения пыли усиливается за счет активного таяния частиц льда, содержащегося в пыли, при контакте ее с горячим воздухом и последующего взаимодействия потоков с различными температурами и влаго- содержанием.

В предлагаемом пылеуловителе ствуют узлы из дефицитных тканей, обладающие высоким аэродинамическим сопротивлением, что удешевляет его конструкцию, упрощает эксплуатацию и повып1ает надежность работы.

Применяемый в предлагаемом пылеуловителе щелевой эжектор 4 отличается пиз- ким аэродинамическим сопротивлением и высокой подачей воздуха, которая в данном случае складывается из суммар}1ых расходов пылевоздуи ных потоков, иоступаюпхих

по пылеотсасывающим трубопроводам 23 и 28 и от энергоразделителя 22 по патрубкам 21 и 27.

Единственным узлом в предлагаемом пылеуловителе, требующем периодической регенерации, является заполненная льдом камера 24, в которой происходит увлажнение холодного пылевоздушного потока за счет сублимации льда с поверхности пропускающих пылевоздушный поток капалов. По мере расходования льда, находяп1егося в камере

24, запасы его восстанавливают, что не представляет технических трудностей и не треб} - ет существенных экономических затрат.

Формула изобретения

5

1.Пылеуловитель, включающий корпус с бункером и с крыщкой, на которой установлен эжектор, циклон и трубопровод подачи запыленного воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и эко0 номичности пылеулавливания в условиях отрицательных температур воздуха и горных пород за счет снижения аэродинамического сопротивления и интенсификации тепло- и массообменных процессов, он снабжен энергоразделителем с патрубка.ми для выхода

5 горячего и холодного воздуха и заполненной льдом камерой, дополнительными эжекторами и дополнительным трубопроводом подачи запыленного воздуха, при этом циклон вы- полне1{ трехстенным с образованием двух

Q кольцевых, коаксиально расположенных и сообщенных .между собой в нижней части полостей, из которых одна полость сообщена через патрубок и дополнительный эжектор с трубопроводом подачи запыленного воздуха и с патрубком для выхода горячего воздуха

5 энергоразделите.чя, а другая полость сообщена через заполненную льдом камеру и дополнительный эжектор с дополнительным трубопроводом подачи запыленного воздуха и с патрубком для выхода холодно|-о воздуха энергоразделителя.

2.Пылеуловитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения намерзания уловленной пыли, стенки бункера покрыты изнутри льдофобным материалом.

25 26 28

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для обеспыливания воздуха при бурении шпу-. ров и скважин. Пылеуловитель позволяет повысить эффективность и экономичность пылеулавливания в условиях отрицательных температур воздуха и горных пород за счет снижения аэродинамического сопротивления и интенсификации тепла и массообмепных процессов. Для этого он содержит корпус 1 с бункером 2, закрепленным на крышке 3 щелевого эжектора 4. Цилиндрическая часть корпуса 1 совместно с 3 и внутренними стенками 9 и 10 образуют трехстенный циклон с двумя кольцевыми коаксиальпо расположенными сообщающимися между собой в нижней части полостями (П) 11 и 12. Одна П 12 сообщается посредством патрубка и дополнительного эжектора с трубопроводом подачи запыленного воздуха и патрубком для выхода горячего воздуха энергоразделителя. Вторая П 1 I сообщается с помощью патрубка, заполненной льдом камеры и дополнительного эжектора с дополнительным трубопроводом подачи запыленного воздуха и патрубком для выхода холодного воздуха энергораспределителя. Нагретый поток воздуха и охлажденный поток воздуха из соответствующих патрубков вводятся в П 11 и 12 но патрубкам циклопа пылеуловителя тангенциально с возможностью движения в них по спиральным траекториям в противоположных направлениях. 1 з.п. ф-лы, 2 H,:I. SS со А-А ю со 00 4 О tsD