Ежекторний пиловловлювач

Реферат: Ежекторний пиловловлювач містить циліндричний корпус з встановленою у ньому форсункою, дисковий центробіжний сепаратор і шламозбірник. До циліндричного корпусу прикріплена дифузор-конфузорна труба, у якій відбувається пульсуючий потік. Кут розкриття дифузора дифузор-конфузорної труби складає 6-8 град. UA 80139 U (54) ЕЖЕКТОРНИЙ ПИЛОВЛОВЛЮВАЧ UA 80139 U UA 80139 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до гірничої промисловості та призначена для здійснення комплексного процесу охолодження повітря у гірничих виробках глибоких шахт одночасно з уловлюванням пилу від технологічних процесів гірничих машин. Відомий пристрій для вловлювання пилу (а. с. СРСР № 561791, МПК E21F5/04, БИ № 22, опубл. 07.07.77), що складається із форсунки, трубки для підводу води, змішувальної камери, шламовіддільника та завихрювача повітряного потоку. Вода, що диспергується на краплі під тиском в ежекторі, забезпечує відсапування запиленого повітря. Це повітря закручується за рахунок завихрювача повітряного потоку, що складається, наприклад, із лопаток, встановлених під деяким кутом до напрямку руху повітря. Обертальний та осьовий рух повітря забезпечує підвищення ефективності захвату пилу краплями розпиленої води. Змочений пил вловлюється в шламовіддільнику та відводиться від ежектору. Аналог не дозволяє ефективно боротися з пилом при роботі гірничих машин і перевантаженні гірничої маси тому, що його продуктивність та ефективність буде знижуватись внаслідок створення завихрювачем додаткового аеродинамічного опору повітряному потоку. Найбільш близьким аналогом за технічною суттю є ежекторний пиловловлювач (а. с. СРСР № 1610048, МПК E21F5/20, БИ № 44, опубл. 30.11.90), що складається з циліндрового корпусу, в якому розміщена форсунка і обтічник, виконаний у вигляді двох, сполучених підставами, конусів. Шламовідвідні лопатки встановлені на першому по напряму руху повітряного потоку конусі. Вхідні кромки лопаток розташовані в площинах, що проходять через подовжню вісь конуса, а вихідні кромки розташовано під кутом 40-50° до вказаних площин. Жолобки лопаток введені через кільцевий паз в порожнину шламозбирача з відвідним патрубком. Вода, що підводиться під тиском від насоса по високонапірному рукаву, поступає до форсунки. Диспергована форсункою вода рухається потоком крапель з великою швидкістю і кінетичною енергією, що засмоктує повітря із зваженими частинками пилу від джерела пилоутворення. За рахунок цього здійснюється рух запиленого повітря в корпус пиловловлювача, де відбувається інтенсивне змочування пилових частинок водяними краплями. Утворена суміш крапель, пилинок і повітря рухається і по кільцевому пазу виливається у шламозбирач. Суміш, що залишилася в повітряному потоці, при подальшому русі набігає на робочу поверхню шламовіддільних лопаток, де відбувається додаткове змочування пилинок краплями води. Оскільки лопатки гнуті і мають кут встановлення 15-20°, виникає відцентрова сила, яка відкидає водошламову суміш, що утворилася, в жолобки, що знаходяться на вихідний, скошеній під кутом 45° кромці лопаток. Завдяки нахилу вихідних кромок лопаток під кутом 40-50° щодо площин, що проходять через подовжню вісь конуса, в яких знаходяться вхідні кромки, а також конічній формі обтічника, водошламова суміш відцентровою силою і повітряним потоком прямує по жолобках в шламозбирач. Крім того, передній конус, направляючи повітряний потік від центру до периферії, сприяє тим самим перебігу водошламової суміші по жолобках і ліквідує застійну зону у вихідної кромки лопаток. Задній конус забезпечує плавне обтікання і запобігає турбулізації повітряного потоку. Водошламова суміш, що збирається в шламозбирачі відводиться через патрубок, а знепилене повітря викидається у повітря гірничої виробки. Найбільш близький аналог не дозволяє ефективно охолоджувати запилене повітря і боротися з пилом під час роботи гірничих машин тому, що ефективність процесу пиловловлення знижується у наслідок прослизання крапель рідини в процесі хаотичної турбулентності, що не є керованою, а також підвищеного гідравлічного опору за рахунок сепарації потоку обтічником і шлаковідвідними лопатками. Загальними конструктивними ознаками найбільш близького аналога, що збігаються з ознаками корисної моделі є: циліндричний корпус з встановленою в ньому форсункою, дисковим центробіжним сепаратором та шламозбірником. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення ежекторного пиловловлювача, у якому за рахунок того, що до циліндричного корпусу прикріплена дифузор-конфузорна труба (кут розкриття дифузора дифузор-конфузорної труби складає 6-8 град.), в якій створюється пульсуючий потік, що забезпечує технічний результат - підвищення ефективності охолодження повітря і боротьби з пилом при роботі гірничих машин та зниження гідравлічного опору водопилового потоку. Поставлена задача вирішується тим, що в ежекторному пиловловлювачі, який містить циліндричний корпус з встановленою в ньому форсункою, дисковий центробіжний сепаратор і шламозбірник, згідно корисної моделі, до циліндричного корпусу прикріплена дифузорконфузорна труба, в якій створюється пульсуючий потік, причому кут розкриття дифузора дифузор-конфузорної труби складає 6-8 град. 1 UA 80139 U 5 10 15 20 25 30 Зазначені ознаки складають суть корисної моделі тому, що є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату - підвищення ефективності охолодження повітря і боротьби з пилом при роботі гірничих машин та зниження гідравлічного опору водопилового потоку. Причинно-наслідковий зв'язок ознак, що складають суть корисної моделі і технічний результат, що досягається, пояснюються наступним. Приклад. Сутність корисної моделі пояснюється кресленням, де надана принципова схема ежекторного пиловловлювача, у якому до циліндричного корпусу 1 підводиться вхідний патрубок 2 та високо напірний рукав 3, на кінці якого встановлена форсунка 4, дифузорконфузорна труба 5 як частина циліндричного корпусу, що з'єднується з дисковим центр обіжним сепаратором 6, у якому встановлено диски 7, що обертаються та смужки 8, що фільтрують суміш на очищене і охолоджене повітря та шламову суміш, після чого утворена водошламова суміш потрапляє у шламозбірник 9, а очищене та охолоджене повітря через вихідний патрубок 10 викидається у рудничну атмосферу. Під час роботи комплексного ежекторного пиловловлювача вода подається під тиском по рукаву 3 і поступає у форсунку 4, яка дробить (диспергує) воду на краплі, що рухаються з великою швидкістю, а отже з кінетичною енергією, ежектуючи тепле повітря із зваженими частинками пилу, що всмоктуються через вхідний патрубок 2 від джерела пилоутворення. За рахунок цього відбувається направлений рух теплого запиленого повітряного потоку у циліндричний корпус 1, а далі у дифузор-конфузорну трубу 5, де здійснюється інтенсивне змочування краплями води повітря і пилових частинок з форсунки 4, що підсилюється процесом створення пульсацій потоку, завдяки перепадам тиску під час переходу потоку з дифузора до конфузора. Далі водопиловий потік потрапляє у дисковий сепаратор 6, де відбувається розділення потоку на очищене і охолоджене повітря та шламову суміш за рахунок центробіжних сил, що створюються при обертанні дисків 7. В процесі сепарації краплі рідини, в яких занурені частки пилу, потрапляють на смужки 8, що фільтрують, та призводять до додаткової коагуляції часток пилу у шламовій суміші. Утворена водошламова суміш стікає зі стінок дискового центробіжного сепаратору та виливається у шламозбірник 9, а охолоджене і очищене від пилу повітря викидається через вихідний патрубок 10 у атмосферу гірничої виробки. Кути розкриття дифузора дифузор-конфузорної труби 5, приведені у таблиці. Таблиця Кути розкриття дифузора дифузор-конфузорної труби № Кути розкриття дифузора, з/п град 1 2 6 4 5 6 40 3 3 35 1 8 10 12 Примітки Недостатня ефективність охолодження повітря і уловлення часток пилу краплями Швидкість газопилового потоку, що виходе з дифузорконфузорної труби, незадовільна для нормального функціонування дискового центробіжного сепаратору Оптимальні параметри для охолодження повітря та очищення від пилу Оптимальні параметри процесу Ефективність очищення від пилу незадовільна Щільність пульсуючого потоку незадовільна Із таблиці видно, що з точки зору підвищення ефективності охолодження повітря і боротьби з пилом при роботі гірничих машин та зниження гідравлічного опору водопилового потоку необхідно застосовувати ежекторні пиловловлювачі з кутом розкриття дифузора дифузорконфузорної труби, що складає 6-8 град. Функціонування пристрою складається у тому, що виникає перепад тиску між дифузорними та конфузорними частинами дифузор-конфузорної труби, що створює пульсуючий потік, у наслідок чого покращується тепло масообмін, то б то охолодження повітря краплями, а також захват краплями часток пилу. Далі у дисковому центробіжному сепараторі 6, відбувається розділення потоку газорідинної емульсії за рахунок центробіжних сил, що створюються при вільному обертанні дисків. 2 UA 80139 U 5 В процесі сепарації краплі рідини разом з частками пилу потрапляють на смужки 8, що фільтрують, і створюють додатково збільшення часу контакту між повітрям і краплями, в наслідок чого підвищується ефективність тепло масообміну і поглинання теплоти з повітря (охолодження) та його очищення від пилу. Застосування цього ежекторного пиловловлювача, який технологічно виконує комплексну роботу знепилення та охолодження повітря, дозволяє підвищити ефективність охолодження повітря на 5-8 градусів за Цельсієм, якщо температура рудничного повітря спочатку складала 35 градусів, а температура води - 20 градусів, а ефективність боротьби з пилом при роботі гірничих машин підвищується на 15-20 %. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Ежекторний пиловловлювач, що містить циліндричний корпус з встановленою у ньому форсункою, дисковий центробіжний сепаратор і шламозбірник, який відрізняється тим, що до циліндричного корпусу прикріплена дифузор-конфузорна труба, у якій відбувається пульсуючий потік, причому кут розкриття дифузора дифузор-конфузорної труби складає 6-8 град. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3