Пылеулавливающая установка

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Е 21 F- 5/00 E 21 С 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

° " аюаавечае.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

AD)3

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ФМ .с (21) 386164 7/2 2-03 (22) 01.03. 85 (46) 15. 09. 86. Бюл. У 34 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) В.А.Куприн, В.В.Кондратенко, В.В.Силаев, И.А.Токмаков, М,Т.Осодоев и А.В .Комзолов (53) 622 .807.002.54(088.8) (5á) Авторское свидетельство СССР

Ф 542826, кл. Е 21 С 7/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 617609, кл. Е 21 Р 5/00, 1978. (54)(57) ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩАЯ УСТАНОВКА, включающая пыпеприемник, пылеосадительную камеру, циклон, имеющий вих„„SU„„257226 А 1 ревую камеру с патрубком входа и осадительную камеру, вентилятор с отсасывающим патрубком и фильтр тонкой очистки, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности пылеулавливания за счет обеспечения замкнутой циркуляции тонкодисперсной пыли, циклон снабжен эжектором, установленным на границе раздела вихревой и осадительной камер циклона по его оси и оси отсасывающего патрубка вентилятора, причем эжектор соединен посредством трубопровода с патрубком входа в вихревую камеру, а осадительная камера выполнена с декомпрессионной полостью, сообщенной. Я посредством трубопровода с патрубком входа в вихревую камеру.

l25

Изобретение относится к горноруд-. ной промьппленности и может быть использовано в установках сухого пьшеулавливания при бурении.

Цель изобретения — повышение эффективности пылеулавливания путем замкнутой циркуляции танкодисперсной пьши.

На чертеже изображена схема предлагаемой пылеулавливающей установки.

Пьшеулавливающая установка содер-жит пылеприемник 1, расположенный над устьем скважины, осадительную камеру

2, эжектор 3, циклон 4, вентилятор 5 и фильтры 6 тонкой очистки. В установке образованы два замкнутых контура движения пьшевоздушной смеси посредством трубопроводов 7 и 8. Трубопровод 7 соединяет патрубак входа 9 в циклон 4 с центральной полостью асадительной камеры IA. Трубопровод 8 соединяет патрубок входа 9 в циклон с зоной эжекции в циклоне 4. Эжек-. тор 3 устанавливается на оси симметрии циклона 4, зона эжекции распола гается на участке сужения конусной части вихревой камеры 11 циклона 4.

Трубопроводом 12, расположенным также вдоль оси симметрии циклона 4 и заглубленным в осадительную камеру 10 циклона 4, циклон 4 связан с вентилятором 5 и фильтром б. Трубопровод 13 подает сжатый воздух от компрессора.

Установка имеет также трубопровод 14.

Установка работает следующим абразом.

Воздушный поток производительностью q поступающий от компрессора, разделяется на два потока: первый (расходом до 0,2 q) no трубоправоцу

i4 направляется в жектор 3, а второй (расхадом до 0,8 q) подается в скважину и выносит продукты бурения в пылеприемник 1, откуда пылевоздушная смесь атсасывается в осадительную камеру 2 вентилятором 5 и энергией струи, истекающей из трубопровода 8.В, осадительнай камере 2 асушествляется грубая очистка воздуха от твердой фракции патака. Затем смесь пыли и воздуха тангенциально направляется в циклон 4, в котором происходит ее закручивание, Под действием центробежных сил на следующем этапе очистки в циклоне 4 происходит разделение патака на высоконасьпценный пылью пограничный слой, вращающийся вдаль стенок вихревой камеры 11 циклона 4 и зону

7226 Х течения, содержащую основную массу мелкодисперсной пыли, которая занимает центральную часть вихревой камеры

11.

Работа эжектара 3 реализует первый этап тонкой пылеочистки и заключается в отборе центрального потока с мелкой пылью, который вовлекается в струю сжатого воздуха, истекающую со скоро1О стью 350-400 м/с в эжектарное устройство 3 из трубопровода 14. Направление высокоскоростного потока противо" паложно осевой составляющей скорости пылевоздушной смеси, движущейся в

15 циклоне 4, что обеспечивает наиболее интенсивную подачу потока (с большим коэффициентам эжекции до 5-7 на небольшом участке развития струи) в эжектор 3 и отводящий трубопровод 8.

20 При движении пьшевоздушной смеси в трубопроводе 8 происходит укрепление частиц пыли вследствие коагуляции, слипания при столкновениях. При этом организуется замкнутая циркуляция

25 мелкадисперсной пыли по контуру: эжектор 3, трубопровод 8, входной патрубок в вихревую камеру 11 и сама вихревая камера 11 циклона 4. Истекая из трубопровода 8, ва входном патрубке

«ылеваздушный поток смешивается с неочищенным воздухом. При этом происходит дальнейшее укрупнение частиц пыли тонкой фракции. Этот процесс продол-. жается и в вихревой камере 11 на этапе разделения пылевоздушного потока во вращающемся вдоль ее стенок: пылевом пограничном слое. Часть мелких пылевых частиц не укрупнившихся до размеров, обеспечивающих их поступление в пограничный слой в вихревой камере 11, снова попадает в центральную зону потока и затем в зону эжекции, на новый цикл укрупнения. Так продолжается да тех пар, пока большая часть танкодисперсной пыли не проходит стадию перехода в крупномасштабную фракцию, которая уже может быть выделена

«а входе в вихревую камеру в гьшевай пограничный слой. О При этом параллельно с организацией циркуляции мелкой пыли по заданному контуру решается задача индуцирования струей, истекающей из трубопровода. 8 начального закручивания пыле55 воздушной смеси в вихревой камере 11.

Работа вентилятора 5 в данной схеме, состоящая в атсосе воздуха и r:ûëè, должна быть достаточно мощной, чтобы

1257 (3) Составитель И.Аллагулов

Техред И.Попович Корректор В. Бутяга

Редактор С,Лисина

Заказ 4892/27

Тираж 436 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 обеспечить устойчивое предварительное разделение пыпевоздушной смеси. Для этого скорость потока, поступающего из эжекторного устройства 3 должна быть не менее 45-50 м/с, а величина его расхода Q, = (0,30 — 0,35) где Q — секундная масса воздуха, поступающая в циклон 4. Затем пылеочистка происходит вследствие взаимодействия процессов вовлечения воздуха в 1О эжектор 3 и в отсасывающий патрубок трубопровода 7. Для обеспечения беэотрывного с меньшими потерями энергии потока воздуха в зоне эжектирования вихревая камера 11 выполнена в виде !5 сужающегося конуса. В сечении конуса с наименьшим диаметром пылевоздушная смесь с расходом воздуха Q = Q — Q, оказывается под воздействием падения давления на входе в отсасывающий пат- 2О трубок трубопровода 7, при движении к которому поток воздуха все больше и больше закручивается в силу сохранения момента импульса, а вблизи горловины патрубка трубопровода 7 устанавливается воронкообразное течение с максимальным закручиванием. На этой стадии процесса происходит интенсивное отбрасывание центробежными силами крупнодисперсной пыли в щелеобразный 30 канал, соединяющий полости вихревой камеры 11 циклона 4 с его осадительной камерой 10. Далее процессы пылеочистки протекают таким образом. Пылевоздушный поток с высокой концент- 35 рацией в основном крупной пыли движется с замедлением вдоль стенок расширяющейся конусной части осадительной камеры 10, Теряя скорость, большая масса пыли оседает в поддоне, ко-4О торый расположен в нижней части камеры 10, а оставшаяся пылевоздушная смесь, но уже с меньшей, чем в начале процесса концентрацией пыли, поступает в центральную полость камеры 10, 4 где происходит ее доосаждение. С целью уменьшения гидравлического сопротивления осадительной камеры 10 пре—

226 4 дусмотрен канал связи в виде трубопровода 7, соединяющий центральную часть осадительной камеры 10 с патрубком входа в вихревую камеру 11 циклона 4. При этом статическое давление в конце трубопровода 7 меньше, чем в начале, что обеспечивает устойчивый процесс осаждения и сбора пыли укрупненной фракции. Таким образом, как и в случае с рабочим циклом эжектора 3, в данном случае также организуется замкнутая циркуляция пылевоэдушной смеси с расходом воздуха Q предназначенная для высококачественной очистки воздуха, поступающего из скважины, В результате соотношение баланса расходов воздуха, движущихся в системе пылеочистки, имеет вид

Q3 = Q — Qi — ЯХ (1) где Q — расход воздуха, поступающий через вентилятор 5 на доочистку в фильтры 6, а затем — в атмосферу.

Из опытов на модели пылеулавливающей установки следует, что наиболее эффективно ее рабочий процесс происходит при следующих соотношениях цир. кулирующих в системе расходов воздуха: (), = (0,3 — 0 35)Q

Q = (0,07 — О, 1) Q; (2)

Q> = (0 55 Оэ63)0.

Геометрические соотношения для основных размеров камеры циклона 4, эжектора 3, тр -бопроводов 7 и 8 составляют

Š= (. — 2)0

1, =,0,15 — 0,2)D

1 = 0,15 — Π2)D

D, =;< .. 8 — 0,85) D

d, = i 0,01 — 0,012) D

dg = .0,015 — 0,2)D

d =-,,0„05 — 0,07)D.

Наряду с высококачественными процессами пылеочистки предлагаемая установка характеризуется по сравнению с существующими компактностью и, следовательно,меньшей материалоемкостью.