Устройство для пылегазоподавления в карьерах Советский патент 1992 года по МПК E21F1/00 E21F5/02 

«

fc

Использование: при вентиляции рудников и туннелей в горной промышленности и производстве строительных материалов. Сущность изобретения: турбовентилятор с системой поворота и наклона, емкостью для орошающей жидкости, насос и распылительное сопло, выполненное в виде камеры, состоящей из внутреннего цилиндрического 11 наружного конического кожухов. При этом угол конусности равен 22,5°, спрямляющий аппарате радиальными профилированными лопатками, профилированная кольцевая камера с кольцевой щелью. При этом спрямляющий аппарат размещен в передней части внутреннего цилиндрического кожуха, а профилированная кольцевая камера размещена за спрямляющим аппаратом и соединена с камерой сопла полыми радиальными профилированными лопатками. 7 ил.

Изобретение относится к средствам техники безопасности и может быть использовано при вентиляции рудников и туннелей в горной промышленности и производстве строительных материалов.

Известно устройство для генерирования осадков, содержащее турбовентилятор, распылительное сопло, на внешней стороне которого концентрично расположены конусная распылительная кольцевая камера, образующая с верхней поверхностью сопла эжектирующий канал. Внутри распылительного сопла установлены трубки с зазором относительно одна другой, а выходная часть кольцевой камеры выполнена расширяющейся под углом 30-60°.

Недостатком устройства является низкая эффективность пылегазоподавления,

обусловленная истечением орошающей жидкости из щели распылительного сопла в низкоскоростную струю, образованную воздушным винтом, в силу чего ухудшается диспергация жидкости, уменьшается дальнобойность воздушно-водяных струй, происходит неравномерность распределения орошающей жидкости, так как основная ее часть выпадает в непосредственной близости от установки.

Известно устройство для закрепления пылящих поверхностей, содержащее турбовентилятор с системой его поворота и наклона, емкость для орошающей жидкости, насос и распылительное сопло, выполненное в виде камеры, состоящей из внутреннего цилиндрического и наружного конического кожухов.

а

о ся VI о

Недостатком известного устройства является низкая эффективность пылегазопо- давления, обусловленная тем, что вся орошающая жидкость из кольцевой щели выходит на границе низкоскоростного потока, создаваемого воздушным винтом турбо- вентилятора, и высокоскоростного потока реактивной газовой струи, вследствие чего не достигается равномерность насыщения газовоздушного потока орошающей жидкостью, ухудшается диспергация жидкости и уменьшается дальнобойность струи, в результате чего основная часть орошающей жидкости также выпадает в непосредственной близости от установки.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет равномерного распределения орошающей жидкости в газовоздушной струе и увеличения ее дальнобойности.

Применение изобретения для орошения загрязненной атмосферы карьеров обеспечивает улучшение условий труда работающих и снижает загрязнение окружающей среды.

На фиг.1 изображен общий вид устройства с продольным осевым разрезом; на фиг.2 - вид по стрелке А устройства со стороны выхода газовоздушной струи; на фиг.З

-кольцевая развертка лопаток последней ступени турбины двигателя; на фиг.4 - треугольник скоростей на выходе из рабочего колеса последней ступени турбины, где Wa

-относительная скорость потока, U - окружная скорость РК, Са абсолютная скорость потока, С2а - осевая составляющая скорости С2, Саи - проекция скорости Сг на U; на фиг.5 - кольцевая развертка (решетка) спрямляющего аппарата распылительного сопла, где Ci - скорость газового потока на выходе из спрямляющего аппарата; на фиг.6 - интенсивность выделения капель при использовании известного (кривая I) и предлагаемого (кривая I) устройств; на фиг,7-ядра максимальной скорости газового потока, где OK - половина угла конусности внешнего кожуха, го- радиус сопла, Ос - угол конуса ядра струй газов.

Устройство для пылегэзоподавления в карьерах содержит турбовентилятор 1 с системой его поворота и наклона, емкость для орошающей жидкости и насос (на фиг. не показано), а также сопло 2, выполненное 8 виде камеры 3, состоящей из внешнего конического 4 и внутреннего цилиндрического 5 кожухов, образующих в узкой части кольцевую щель б.

Внутри распылительного сопла 2 коак- сиально установлена кольцевая профилированная камера 7 с кольцевой щелью 8. соединенная с камерой 3 сопла радиальными полыми лопатками 9 с перфорациями 10. Камера 3 распылительного сопла соединяется с насосом и емкостью для распиливающей жидкости (на фиг, не показана) патрубком 11. В нижней части внешнего кожуха 4 на горизонтальной оси 12 установлен жалоб 13 с возможностью поворота в вертикальной плоскости с помощью, например, электропривода 14. В передней части распылительного сопла размещается спрямляющий аппарат, состоящий из профилированных лопаток 15 и соединительного кольца 16.

Угол конусности внешнего кожуха 4 составляет 22,5°, что позволяет4 создать на расстоянии 5го ядро постоянной скорости реактивной струи газов; образующие внешнего кожуха и ядра струи совпадают или параллельны. Воздушные винты турбовен- тилятора 1 создают воздушный поток, а газовая турбина 17 - высокоскоростную струю реактивных газов (РГ). которая, пройдя стекатель газов 18, поступает на лопатки 15 спрямляющего аппарата, где устраняется крутка потока, а затем на выходе из распылительного сопла 2 образует грани цы ядра постоянной скорости (кривая I). Наличие

спрямляющего аппарата не позволяет устранить Составляющую абсолютной скорости Саи, вызывающую крутку потока реактивных газов, и увеличить осевую скорость газов на выходе из спрямляющего аппарата (Ci Саа).

Устройство работает следующим обра- збм.

Орошающая жидкость поступает через патрубок 11 во внешнюю камеру 3 распылительного сопла, откуда распределяется в по- токе РГ,

Вследствие совпадения образующей кожуха 4 с границами ядра струи кольцевая щель 6 камеры 3 попадает в зону ядра струи.

При поступлении орошающей жидкости через патрубок 11 происходит распределение ее по трем направлениям: кольцевая щель 6 внешней камеры 3, перфорации 10 радиальных лопаток 9, кольцевая щель 0 внутренней камеры 7. Благодаря такому распределению

орошающей жидкости (тремя потоками в зоне ядра постоянной максимальной скорости газовоздушной струи) полностью используется кинетическая энергия насыщения струи. В результате ликвидации крутки потока РГ исчезают тангенциальные силы, от- брасывающие капли распыляющей жидкости по касательной к внешним границам струи и приводящие к интенсивному

выпадению капель (твердых осадков) на близком расстоянии от устройства.

Ликвидация крутки потока РГ, увеличение осевой скорости и равномерное насыщение; В совокупности обеспечивают увепичейие дальНобойности струй и равно- мерйое распределение капель жидкости на орошаемой поверхности. В диапазоне qz qi предлагаемое устройство эффективное прототипа: основная массй распыляемой жидкости переносится в газЬвоздушной струе на большие расстояния. В диапазоне (qa qi)основная часть жидкости при использовании прототипа выпадает из Струи в непосредственной близости от устройства вследствие крутки газового потока и оказывается потерянной, а оставшейся части жидкости недостаточно для обработки воздуха, рабочих зон карьера, удаленных на расстоянии 200 м, в то .время как предлагаемое устройство обеспе- чйвает в этом Интервале ., меньшие/ потери в непосредственной близости от установки, а следовательно, большее количество жидкости переносится струей и участвует в процессе очистки воздуха. Бла- т.одаря равномерному распределению в струе и уменьшению крутки газового потока максимум интенсивности выпадения осадков смещается в направлении распространения струи, по сравнению с прототипом, в 2,5 раза (.БХшакс). В предлагаемом

устройстве изменение интенсивности орошения (смещение Х2макс) можно варьировать в широком диапазоне за счет режима работы двигателя турбовентилятора (скорость РГ и ВП), расхода жидкости, угла наклона струй в вертикальной плоскости, скорости углового перемещения в горизонтальной плоскости;

Формула изобретения Устройство для пылегазоподаоления в карьерах, содержащее турбовентилятор с системой его поворота и наклона, емкость для орошающей жидкости, насос и распылительное сопло, выполненное в виде камеры, состоящей из внутреннего цилиндрического и наружного конического кожухов, отличающееся тем/что б целью повышения эффективности работы устройства за счет равномерного распределения орошающей жидкости в газовоздушной струе и увеличе- ния ее дальнобойности, оно снабжено спрямляющим аппаратом с радиальными профилированными лопатками и профили- рованной кольцевой камерой с кольцевой щелью, причем спрямляющий аппарат размещён в передней части внутреннего цилиндрического кожуха, а профилированная кольцевая камера размещена за спрямляющим аппаратом и соединена с камерой сопла полыми радиальными профилированными лопатками, при этом угол конусности наружного кожуха равен 22,5°.

J

УЗ

® /S К /3

Фж/

1756579

Вид А

в

Фаг 2

Фиг.З ,

W

СД

Физ.З

с,

W

0

W // ПО Фиге

f f

Imax