Пылеулавливающая установка для буровых станков

 

ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ БУРОВЫХ СТАНКОВ, включающая пылеприемноё устройство, соединенное непосредственно с обводньом воздуховодом и через пылеосэдительную камеру с циклоном, вентилятор, фильтр тонкой очистки с устройством регенерации и обводной воздуховод, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности пылеулавливания в меняющихся условиях проходки , установка снабжена воздухораспределителем с диффузором и регулирующими заслонками, регуляторами , блоками сравнения, задатчиком частоты вращения вентилятора, датчиками давления и влажности, при этом один из датчиков давления установлен в пылеприемнике и подключен непосредственно к первому входу первого блока сравнения и через последовательно соединенные второй блок сравнения и первый регулятор - к вентилятору, другой вход второго блока сравнения соединен с задатчиком частоты вращения вентилятора, а датчик влажности, установленный в пылеосадительной камере, .соединен с вторым входом первого блока Сравнения и с первым входом третьего блока сравнения, выход которого сое (Л динен с входом второго регулятора, который кинематически соединен с регенератором фильтра тонкой очистки , выход первого блока сравнения соединен с входом третьего регулятора , который кинематически соединен с регулирующими заслонками возду; хораспределителя,. один из выходов которого соединен с фильтром тонкой очистки, второй - с обводньнл 05 воздуховодом, а вход - с вентилятором . 00 сд со со

„„SU„„A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gyp E 21 С 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV .СВИДЕТЕЛЬСТБЪ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3352232/22-03 (22) 11,11. 81 (46) 23 ° 01.84. Бюл. Р 3 (72) A.A. Жуковский и М.И. Кулачек (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (53) 622.316(088.8) (56) 1. Кутузов Б.Н. Пневмотранспортные и .обеспыливающие системы буровых станков на карьерах. М., "Недра", 1970.

2. Авторское .свидетельство СССР

9 617609, кл. Е 21 F 5/00, 197.7 (прототип). (54)(57) ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩАЯ УСТАНОВКА

ДЛЯ БУРОВЫХ СТАНКОВ, включающая пылеприемное устройство, соединенное непосредственно с обводным воэдуховодом и через пылеосадительную камеру с циклоном, вентилятор, фильтр тойкой очистки с устройством регенерации и обводной возду>:овод, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффртктивности пылеулавливания в меняющихся условиях проходки скважины, уст; новка снабжена воздухораспределителем с диффузором и регулирующими заслонками, регуляторами, блоками сравнения, задатчиком частоты вращения вентилятора, датчиками давления и влажности, при этом один иэ датчиков давления установлен в пылеприемнике и подключен непосредственно к первому входу первого блока сравнения и через последовательно соединенные второй блок сравнения и первый регулятор — к вентилятору, другой вход второго блока сравнения соединен с задатчиком частоты вращения вентилятора, а датчик влажности, установленный в пылеосадительной камере, соединен с. вторым входом первого блока сравнения и с первым входом третьего 3 блока сравнения, выход которого соединен с входом второго регулятора, который кинематически соединен с регенератором Фильтра тонкой Онест- С» ки, выход первого блока сравнения соединен с входом третьего регу- ф лятора, который кинематически соединен с регулирующими заслонками возду хораспределителя,. один иэ выходов М®4 которого соединей с фильтром тонкой очистки, второй - с обводным воздуховодом, а вход — с вентиля- ( тором. Q0

1068593

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к установкам пылеулавливания буровых станков.

Известны установки пылеулавливания для буровых станков, включающие 5 пылеприемное устройство, пылеосадочные камеры, циклоны, тканевые фильтры, элементы воздуховодов и вентилятор — побудитель тяги 1 1.

Недостатком указанных установок 10 является низкая эффективность пылеулавливания, в частности циклонов и тканевых фильтров, иэ-эа невозможности их оперативной настройки на одтимальный режим роботы при ме- 15 няющихся условиях бурения разных по свойствам горных пород.

Наиболее близкой к изобретению является пылеулавливающая установка для буровых станков, ключающая пылеприемное устройство, соединенное непосредственно с обводным воздуховодом и через пылеосадительную камеру с циклоном, вентилятор, фильтр тонкой очистки.с устройством регенерации и обводной воздуховодС2.1е

Недостатками известной пылеулавливающей установки являются: размещение камеры фильтров в зоне всасывания вентилятора обуславливает необходимость применять фильтры завышенной производительности, поскольку они должны быть расчитаны на полную производительность вентилятора, в несколько раз превышающую производительность потока из скважины, равную производительности компрессорной установки станка; наличие в установке дополнительного воэдуховода с эжектором и регулятором расхода воздуха, размещен- 40 ным между входным окном вентилятора и камерой фильтров, осложняет условия отсоса шламовоздушного потока на участке от устья скважины до йыле-. осадительной камеры, поскольку на 45 данном участке возможно получить лишь производительность потока, равную производительности компрессорной установки; отсутствие регулировочных устройств, позволяющих при изменяющихся условиях бурения (например изменении,скорости бурения и, как след,ствие, изменении свойств и состава шламовоздушного потока иэ скважины ) обеспечивать работу пылеуловительных узлов в расчетном (оптимальном) режиме, что приводит к работе установок в целом с недопустимыми по санитарным нормам значениями пыли на вы аде установки, 60

Целью изобретения является устранение указанных недостатков и повышение эффективности пылеулавливания в меняющихся условиях проходки ,скважины. 65

Указанная цель достигается тем, что пылеулавливающая установка для буровых станков снабжена воэдухораспределителем с диффузором и регулируюшими заслонками, регуляторами, блоками сравнения, задатчиком частоты вращения вентилятора, датчиками давления и влажности, при этом один из датчиков давления установлен -в

f пылеприемнике и подключен непосредственно к первому входу первого блока сравнения и через последовательно соединенные второй блок сравнения и первый регулятор - к вентилятору, другой вход второго блока сравнения соединен с эадатчиком частоты вращения вентилятора, а датчик влажности, установленный в пылеосадительной камере, соединен с вторым входом первого блока сравнения и с первым входом третьего блока сравнения, выход которого соединен с входом второго регулятора, который кинематически соединен с регенератором фильтра тонкой очистки, выход первого блока сравнения соединен с входом третьего регулятора, который кинематически соединен с регули рующими заслонками воэдухораспределителя, один из выходов которого соединен с фильтром тонкой очистки, второй — с обводным воздуховодом, а вход — с вентилятором.

На фиг, 1 изображена предлагае- мая установка; на фиг, 2 — вариант исполнения воздухораспределителя, Установка содержит пылеприемник

1, расположенный непосредственно над усьтем скважины, осадительную камеру 2, циклоны 3, вентилятор 4, фильтр 5 тонкой очистки с устройством б регенерации. Между выходным окном вентилятора 4 и входным окном фильтра 5 тонкой очистки установлено . воздухораспределительное устройство

7 типа крестовины с встроенными в отводах регулирующими заслонками 8, .

B установке выполнен замкнутый контур посредством обводного воздуховода (байпаса) 9, один конец которого соединен с нижним окном крестовины воэдухораспределителя 7, а другой — c окном пылеприемника 1.установка снабжена датчиком 10 влажности, расположенным в осадительной камере, и датчиками 11 и 12 давления, которые размещены у устья скважины и в фильтре 5 тонкой очистки. В установке.имеются блоки 13 и, 15 сравнения режима работы с соответствующими регулятором 14 регенерационных фильтров 5 и регулятором 16 заслонок воздухораспределителя 7. Установка имеет блок 17 сравнения сигнала от датчика 11 давления с задаваемым сигналом U разница которых

a,U подается на вход регулятора 18 частоты вращения вентилятора 4 для

1068593 регулирования его производительнос- разделяется на поток ц, идущий в ти. Выходным звеном предлагаемой .. фильтры 5 тонкой очистки и после о6есустановки, пропускающим в атмосферу пыливания выбрасывающийся в атмо=

Очищенный от пыли воздух, помимо сферу, и.на поток производительфильтра 5 тонкой очистки является костью q = q< — -ч, идуший ифф зор 19. Пылеприемник 1 5 через нижнее окно крестовины воэства 7 устанавливается в устья скважины 21 духораспределительного устройства в месте выхода бурового снаряда 20 и байпас 9 в боковое окно пылеприемника 1, где, смешиваясь с воздушным

Для пояснения действия установки потоком, поступающим из скважинй, на схеме фиг. 1 обозначены: „,P - 0 OTcacblaaeTcH в пылеулавливающие объемный расход и давлЕние воздуха агрегаты первой и второй ступеней компрессора;, Р— то же, на вы- для повторной очистки.

Вариант возможного исполнения воэобъемные расходы воздуха, соответст- духораспределителя и соответствуюэенно вентилятора, фильтра тонкой )g щих элементов показан на фиг. 2. очистки, диффузора и байпаса; Q, данный узел может. быть представлен объемы буровой мелочи сост- в виде устройства 7 типа крестовины ветственно осадительной камеры, цикло- со вотроенными в отводах заслонкана и фильтра тонкой очистки; U,.U<, ми 8а,б,в, приводимыми в действие электрические сигналы со5- о одним или несколькими электродвигаветственно датчика давления, располо- телями Д регулятора 16, рабо щ

QCP

16 аботаю его женного у устья скважины, датчика «пр сигналам датчиков влажности 11 и влажности и датчика давления фильт- давления 10. Соединения воздуковода ра тонкой очистки Ю6 - частота враще- с нИжним окном крестовины воэдухония вентилятора: U - устанавливаемое начальное значение частоты вра- ка 1 могут быть ыпо ид »>о ка 1 мог т быть выполнены в виде щения вентилятора: aU = п, U

q< = q q q; ф угол поворо- простых по исполнению. та заслонки воздухораспределителя В предлага

0А» . Бд соответственно напряженйя дится автоматическое (с переключеа б оков 13 и 15 сравнения ЗО нием при необходимости на ручной на выходах блоков и сравнения. ежим ег ли вания) управление зассвязи (трубопроводы и т.д.) показаны двойными линиями, электрические свя- 7 стройством 6 регенерации фильту р ров тонкой очистки 5 и частотой Я6 зи — сплошными одинарными линиями.

35 вращения вентилятора 4. Это необхоПунктирными линиями на схеме покадимо по следующим причинам. заны механические связи регуляторов

Трудность ручного регулирования с исполнительными узлами и злеменпроизводительности воздушного пототами.

Установка работает следующим об- ка в пылеуловителях объясняется

4Q непостоянным количеством воздушнопылевой смеси, поступающим иэ ствола

Воздушный поток производительностью и давлением дав лен нем Р, со здав аемальное)количество сжатого воздуха казана) пневмотранспортной системы овлетворительной очистки бурового .станка и направленный по .45 ДлЯ УДовлетвори полой буровой штанге 20 в скважину скважины при ур скважины п и ее бурении является величиной переменной и зависит от

21, выносит продукты бурения в пылемногих факторов: типа бурового инстприменик 1. Одновременно поток производительностью ц, создаваемый руме та. пр ента, п очностных характеристик

» горных пород. степени и характера вентилятором 4 и равный его произ- : горных пОРОд. трещиноватасти обуриваемого массива водительности, под действием разрежения отсасывает не успевшие осесть и д . Значения и характер изменедр ° продукты бурения из пылеприемника

ыле риемника 1 ния оптимальных величин требуемого количества сжатого воздуха для и по пылепроводу направляет в перудовлетворительной очистки скважин даже при бурении сравнительно однокамеру . а ер

2. B камере 2 резко снижародных по структуре пород сланец„ алевролит) изменяются случайно и в чего происходит гравитационное весьма широком пределе. осаждение крупных частиц продуктов бурения. Дальнейшее отделение и Кроме вышеуказанного непостоянулавливание пылевых частиц происхо- 6О ства требуемого количества воздуха, дит во второй ступени очистки— в практике бурения бывают случаи, инерционных цйклонах 3. Подвергну- когда вследствие значительной тре.тый обеспыливанию воздушный поток щиноватости горных пород, подаваенагнетается в воэдухораспреде- мый для очистки скважины воздух лйтельное устройство 7, в котором 65 расходится по трещинам и лишь неэна5 1068593

20 чительная его часть поступает вместе с продуктами бурения в пылеприемное устройство. В этом случае в воздуховоде между пылеприемником

1 и осадительной камерой 2 будет проходить воздушный поток, производительность которого может оказаться недостаточной для создания требуемой скорости потока для подъема крупных частиц, поступающих иэ скважины. Произойдет. закупорка пылепри- 10 емника 1, т.е. возникает .аварийный режим, приводящий к прекращению процесса бурения.

С другой стороны, сопротивление фильтров тонкой очистки даже при 15 автоматизации процесса регенерации, .в процессе их работы будет изменяться от минимального (при очищенных фильтрах после прекращения регенерации) до максимального значения (при засорении фильтрОв до допустимого предела, при котором должен включаться механизм регенерации).

Следовательно, даже при нормальной

)работе пневмосистемы поток воздуха, производительностью q, будет изменяться (увеличиваясь или уменьшаясь), что также приведет к нарушению расчетного режима работы пылеуловителей 1-й и 2-й ступени, а также нарушению стабилизации процесса пневмотранспорта в воздуховоде от устья скважины. Чтобы исключить это, требуется автоматическое управление потоком поаредством регулировочных заслонок 8 распределительного устройства 7.

Диффузор 19 в установке предназначен для выброса воздушного потока q в атмосферу в том случае, когда бурение скважин происходит 40 в условиях пород водонасыщенных. В этом случае необходимость в фильтрах тонкой очистки Отпадает и они исключаются из рабочего цикла. Для цели автоматического управления пе- 45 реключением выхода воздушного потока q в атмосферу через диффуэор 19 предусмотрены регулировочные заслонки 8 с автоматизированным приводом.

Сигнал на переключение заслонок посту пает от датчика 10 влажности на вход .анализатора 15 и далее - на регулятор 16 управляющий этими заслонками. При предельном значении влажносФ, ти, выше установленной нормы, заслонки S полностью отключают фильтры

5 тонкой очистки и воздух выбрасывается через диффуэор 19 в атмосферу. При незначительной (ниже нормы) влажности регулирование положения заслонок осуществляется по сигналу от датчика 11 давления воздуха,Такое регулирование обеспечивает промежуточное положение заслонок 8, когда часть воздуха проходит в фильтр 5 тонкой очистки, а другая его часть через байпас 9 возвращается ,в пылеприемник 1.

Регистрация (очистка 1 фильтров тонкой очистки (например тканевых) осуществляется периодически с помощью автоматического включения привода исполнительных органов регенерации (например механизма встряхивания), при достижении допустимого критического давления воздуха в фильтрах (для тканевых фильтров Pqon = 200 кг/м ) . Сигнал на включение устройства 6 регенерации фильтров поступает от датчика

12 давления, расположенного в камере фильтров тонкой очнстки. Этот сигнал подается на вход блока 13 сравнения и далее — на регулятор 14, приводящий в действие устройство б регенерации. При этом учитывается величина влажности потока из скважины, так как на вход блока 13 сравнения поступает также сигнал от датчика 10 влажности. При влажности выше предельного значения регулятор регенерации не включается.

Регулирование частоты вращения вентилятора 4 производится по сигналу от датчика 11 давления, располо женного у устья скважины, в пылеприемнике 1 с помощью регулятора 18, при этом учитывается начальное значение частоты вращения, устанавливаемое оператором.по сигналу U, . При увеличении давления датчика 11 увеличивается частота <0 вентилятора

4, а при уменьшении давления датчика 11 эта частота пропорционально уменьшается. Таким образом, при изменяющихся условиях бурения и свойствах воздушно-шламовой смеси, значение давления Ро у устья скважины поддерживается практически постоянным, чем достигается постоянный рабочий режим пылеулавливающей установки и предупреждаются выбросы в атмосферу пыли из пылеприемника через уплотнительные устройства и другие элементы пылеулавливающей установки.

При использовании пылеулавливающей установки на буровых станках аварийные простои и непроизводительные затраты времени на обслуживание и ремонт снижаются по сравнению с действующими .установками в 3-4 раза, увеличивается эффективность и долговечность фильтров тонкой очистки s

2-3 раза, улучшаются санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала буровых станков и трудящийся занятых на смежных работах;

1068593

1068593 дл 8ентиллтора

У

Рама by.cm дьемко у оЖтф

ge, Рс

Составитель И. Наэаркина

Техред M.Tenep Корректор А. Зимокосов

Редактор В. Иванова филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная. 4.Заказ 11436/27 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5