Установка для очистки воздуха от пыли

Авторы патента:

E21F5/00 - Способы и средства для предотвращения образования пыли, для связывания, осаждения или удаления пыли; предотвращение взрывов или рудничных пожаров (перемычки E21F 17/103; нанесение жидкостей или других текучих материалов на поверхности вообще B05)

E21F1/00 - Средства техники безопасности; транспорт; закладка выработанного пространства; оборудование для спасательных работ; вентиляция или дренаж рудников или туннелей

Владельцы патента RU 2536881:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Горный институт Уральского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания глубоких карьеров и эффективной очистки выдаваемого из рабочей зоны воздуха. Технический результат заключается в создании эффективной установки для всасывания и очистки больших объемов запыленного воздуха, требуемого для проветривания карьера, путем организации направленного воздушного потока с выводом его на поверхность. В установке для очистки воздуха (1) от пыли, содержащей корпус (14), узел подвода запыленного воздуха (1) и циклонную камеру (9) с коническим днищем, узел подвода установлен на вращающейся платформе (15) и включает расположенные по окружности воздуховоды (2), снабженые нагнетательными вентиляторами (3) и соединенные с кольцевыми каналами (7), которые сообщаются с циклонной камерой (9) и снабжены соплами (8) для подачи нагнетаемого воздуха (1) по окружности в верхнюю часть циклонной камеры (9). Вентиляционная труба (10) размещена соосно над циклонной камерой (9), а под корпусом (14) установки расположена ходовая часть (16), при этом установка снабжена штоками (13) и направляющими (12), соединенными с верхней частью штоков (13) и всасывающей частью воздуховода (2), выполненного с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно штоков (13). Ходовая часть (16) выполнена в виде самоходного шасси. Циклонная камера (9) снабжена пылесборником (11). Внутри вентиляционной трубы (10) на заданном расстоянии от ее основания установлены один или несколько эжектирующих аппаратов (19), включающих конфузоры (17) и вентиляторы (18), 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания карьеров и эффективной очистки выдаваемого из рабочей зоны воздуха.

Известна установка для проветривания карьеров (RU 2167302 C2, опубл. 20.05.2001 г.), включающая транспортную базу, силовую установку, редуктор с выходным валом, на котором закреплен вертолетный винт с лопастями, верхнюю площадку и соединяющий ее с транспортной базой параллелограммный механизм, установленный с возможностью складывания.

Недостатки данного изобретения:

- возможность проветривания только в одном перпендикулярном оси вращения лопастей направлении;

- воздух выбрасывается из зоны проветривания без проведения его очистки от пыли;

- вертолетные двигатели потребляют значительное количество горючего, в результате чего возникают дополнительные экономические затраты, и при этом образуются дымовые газы, загрязняющие окружающую среду.

Известно устройство для проветривания глубоких карьеров (RU 2143076 C1, опубл. 20.12.1999 г.), включающее эластичную вытяжную трубу с тороидальными камерами жесткости, расположенными по ее длине и заполненными легким инертным газом, приспособление для перемещения устройства, электронагревательные элементы, закрепленные на опорном каркасе, энергоустановку в виде турбины и двигателя-генератора и теплообменник, выполненный из экранирующей пленки. Дополнительно устройство снабжено вертикальным телескопическим полым валом, на котором укреплено ветроколесо с криволинейными лопастями и крыльчаткой.

Недостатками известного устройства являются:

- использование инертного газа в больших количествах;

- потребление электроэнергии нагревательными элементами;

- сложность при эксплуатации в различных климатических условиях (например, в регионах с холодным климатом);

- трудоемкость сборки/разборки установки при проведении взрывных работ;

- воздух выбрасывается из зоны проветривания без проведения его очистки от пыли.

Известно также устройство для вентиляции рудника (RU 2276271 C1, опубл. 10.05.2006 г.), содержащее корпус с соплом, размещенным над топливной смесью, пульт управления, емкости для азота, перекиси водорода, перманганата натрия и вентиляционный трубопровод, закрепленный на сопле корпуса.

Недостатки данного устройства следующие:

- для работы установки дополнительно требуются перекись водорода, перманганат натрия и азот;

- при работе установки существует опасность для жизни и здоровья горнорабочих во время проведения подрыва смеси;

- образование газовых остатков после подрыва смеси, загрязняющих окружающую среду;

- установка охватывает небольшое пространство вокруг своего корпуса, т.е. эффективность проветривания ограничивается областью нижней отметки карьера.

Известно также устройство для обеспыливания внутришахтных вентиляционных потоков (RU 2198296 C2, опубл. 10.02.2003 г.), включающее пылевоздухоприемные каналы квадратного сечения с размещенными внутри оросителями и гидравлическими промывателями, рабочее колесо осевого вентилятора с электродвигателем, прямоточный циклон и трех диффузорный патрубок.

Недостатки данного устройства следующие:

- необходимость размещения смесительной камеры перед циклоном, т.к. патрубки на входе работают на один осевой вентилятор;

- стационарность установки вследствие необходимости создания специальной камеры;

- сбор пыли осуществляется не только за счет работы циклона и возникающих центробежных сил, но и под действием силы тяжести, что возможно только при расположении установки в горизонтальном положении;

- сложность конструкции.

В карьерной установке не требуются средства борьбы с осланцеванием (искусственное увеличение зольности взрывчатой пыли, оседающей в подземных горных выработках), т.к. она работает с негорючими частицами.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для сухой очистки газов от пыли, выполненное в виде циклона-сепаратора, включающего цилиндрический корпус с коническим днищем, тангенциально расположенным штуцером для ввода запыленного газового потока, штуцером для удаления пыли и выхлопную трубу (RU 2226128 C1, опубл. 27.03.2004 г.).

Однако известное устройство не предназначено для очистки от пыли больших рабочих объемов воздуха, которые требуются для вентиляции карьеров, т.к. зона проветривания ограничена направлением всасывающей части воздухозаборника и располагается в горизонтальной плоскости, что не позволяет создавать достаточный напор и скорость воздушного потока для получения эжектирующего эффекта с целью осуществления эффективного проветривания всей рабочей зоны карьера.

Кроме того, известная установка не обладает компактностью и мобильностью для перемещения ее в требуемую зону проветривания.

Технический результат, который достигается изобретением, заключается в создании эффективной установки для всасывания и очистки больших объемов запыленного воздуха, требуемого для проветривания карьера, путем организации направленного воздушного потока с выводом его на поверхность.

Сущность изобретения заключается в том, что в установке для очистки воздуха от пыли, содержащей корпус, узел подвода запыленного воздуха и циклонную камеру с коническим днищем, согласно п.1 формулы, узел подвода установлен на вращающейся платформе и включает расположенные по окружности воздуховоды, снабженные нагнетательными вентиляторами и соединенные с кольцевыми каналами, которые сообщаются с циклонной камерой и снабжены соплами для подачи нагнетаемого воздуха по окружности в верхнюю часть циклонной камеры, вентиляционная труба размещена соосно над циклонной камерой, а под корпусом установки расположена ходовая часть, при этом установка снабжена штоками и направляющими, соединенными с верхней частью штоков и всасывающей частью воздуховода, выполненного с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно штоков.

Воздуховоды, расположенные по окружности на вращающейся платформе, обеспечивают объемный сбор пыли вокруг установки в зависимости от технических характеристик нагнетательных вентиляторов и воздуховодов.

Охват больших рабочих объемов окружающего пространства осуществляется за счет возможности поворота воздуховодов в горизонтальной и вертикальной плоскостях с помощью штоков и направляющих, тем самым обеспечивая очистку запыленного воздуха больших объемов, выдаваемого из карьеров, в зависимости от глубины которых выбирается высота вентиляционной трубы. Наличие штоков и направляющих позволяет существенно упростить технологический процесс укладки воздуховодов на корпус установки, обеспечивая компактность ее при переводе в транспортное положение и удобство подготовки установки к работе.

Циклонная камера, размещенная соосно под вентиляционной трубой, сообщается с кольцевыми каналами, выполненными с соплами и нагнетательными вентиляторами для подачи нагнетаемого воздуха по окружности в верхнюю часть циклонной камеры, позволяет создавать напор и скорость движения воздуха, определяемые техническими характеристиками вентиляторов, при которых обеспечивается создание центробежного поля, предназначенного для отделения воздуха от пыли и крупных частиц.

Ходовая часть установки обеспечивает ее мобильность при быстром перемещении в заданную зону проветривания. Особенно такая мобильность необходима в условиях бездорожья. В этом случае ходовую часть следует выполнять в виде самоходного шасси.

Для удобства удаления собранной пыли циклонная камера снабжена пылесборником.

Расчеты показывают, что в случае размещения внутри вентиляционной трубы на заданном расстоянии от ее основания одного или нескольких эжектирующих аппаратов с конфузорами и вентиляторами увеличивается объем подаваемого воздуха в установку и скорость его кругового движения по циклонной камере. В случае, если статического давления нагнетательных вентиляторов будет недостаточно для проветривания карьера, например, при увеличении его рабочей зоны в ходе эксплуатации, эжектирующие аппараты позволят повысить производительность установки.

Изобретение проиллюстрировано следующими чертежами.

На фиг.1 показан вид установки сбоку, на фиг.2 - вид сверху.

1 - воздух, поступающий в установку;

2 - воздуховоды;

3 - нагнетательные вентиляторы;

4 - двигатели вентиляторов 3;

5 - вентиляторные камеры;

6 - камеры двигателей 4;

7 - кольцевые каналы;

8 - направляющие сопла;

9 - циклонная камера;

10 - вентиляционная труба;

11 - пылесборник;

12 - направляющие воздуховодов 2;

13 - штоки;

14 - корпус установки;

15 - вращающаяся платформа;

16 - ходовая часть;

17 - конфузор;

18 - вентилятор;

19 - эжектирующий аппарат.

Устройство работает следующим образом.

Воздух 1 засасывается в воздуховоды 2 за счет работы нагнетательных вентиляторов 3, расположенных в вентиляторных камерах 5. Нагнетательные вентиляторы 3 приводятся во вращение двигателями 4, которые могут быть установлены в отдельных камерах 6 двигателей 4. Далее воздух 1 поступает в кольцевые каналы 7, из которых через сопла 8 попадается в циклонную камеру 9, где закручивается вниз по спирали. Каждый из нагнетательных вентиляторов 3 усиливает закручивание струи воздуха 1 в камере 9. В результате этого под действием центробежных сил воздух 1 очищается от пыли и крупных фракций, которые собираются в пылесборнике 11. Очищенный от пыли воздух 1 удаляется через вентиляционную трубу 10.

Каждый воздуховод 2 с помощью штока 13 и направляющей 12 фиксируется под заданным углом по вертикали и горизонтали вдоль продольной оси установки с целью забора загрязненного воздуха из тех рабочих объемов, где необходимо осуществить проветривание. Поворачиваясь вместе с вращающейся платформой 15, воздуховоды 2 обеспечивают забор загрязненного воздуха 1 с максимальной эффективностью. В случае, если статического давления нагнетательных вентиляторов 3 будет недостаточно для проветривания карьера, например, при увеличении его рабочей зоны в ходе эксплуатации, внутри вентиляционной трубы 10 необходимо размещать эжектирующие аппараты (один или несколько) 19. После выхода струи воздуха 1 из конфузора 17 образуется «воздушный поршень», т.е. воздушный поток, способствующий удалению очищенного воздуха 1 на поверхность через вентиляционную трубу 10.

1. Установка для очистки воздуха от пыли, содержащая корпус, узел подвода запыленного воздуха и циклонную камеру с коническим днищем,
отличающаяся тем, что
узел подвода установлен на вращающейся платформе и включает расположенные по окружности воздуховоды, снабженные нагнетательными вентиляторами и соединенные с кольцевыми каналами, которые сообщаются с циклонной камерой и снабжены соплами для подачи нагнетаемого воздуха по окружности в верхнюю часть циклонной камеры, вентиляционная труба размещена соосно над циклонной камерой, а под корпусом установки расположена ходовая часть, при этом установка снабжена штоками и направляющими, соединенными с верхней частью штоков и всасывающей частью воздуховода, выполненного с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно штоков.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ходовая часть выполнена в виде самоходного шасси.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что циклонная камера снабжена пылесборником.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что внутри вентиляционной трубы на заданном расстоянии от ее основания установлены один или несколько эжектирующих аппаратов, включающих конфузоры и вентиляторы.

Изобретение относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной и рудной, и может быть использовано для прогноза риска взрывов гибридных смесей в шахтах и газоопасных рудниках.

Способ прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля // 2533482

Способ относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использован для прогноза взрывоопасности метанопылевоздушных смесей при разрушении угля.

Способ прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах // 2528807

Изобретение относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использовано для прогноза риска взрывов метана и пыли в шахтах и газоопасных рудниках.

Способ определения выбросоопасных зон в угольных пластах // 2528304

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при текущем прогнозе выбросоопасности угольных пластов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности определения выбросоопасных зон в угольных пластах.

Способ прогноза метаноопасности шахт // 2527096

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для установления категорий опасности шахт по метану. Техническим результатом является повышение безопасности ведения горных работ по газовому фактору за счет повышения точности прогноза метаноопасности шахт по показателям содержания метана в угольных пластах по числовым значениям абсолютной метанообильности очистных выработок.

Герметизатор шпуров для контроля газоносности угольных пластов // 2526954

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при герметизации шпуров для оценки газоносности метаноносных угольных пластов и контроля газовыделения в горные выработки.

Способ аэрогазового контроля (агк) атмосферы угольных шахт // 2526033

Изобретение относится к способам контроля состава и параметров атмосферы угольных шахт, а именно к газовому анализу. Техническим результатом является повышение эффективности аэрогазового контроля в горных выработках угольных шахт за счет выполнения диагностики и выявления незаконных вмешательств в штатный режим работы систем аэрогазового контроля (АГК), а также реагирования на кратковременные пульсации концентраций метана, превышающих по амплитуде допустимые нормы.

Способ прогноза взрывоопасности метановоздушных смесей в шахтах // 2524860

Изобретение относится к области горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использовано для прогноза взрывоопасности метановоздушных смесей в шахтах.

Аспиратор-пылепробоотборник // 2516622

Изобретение относится к области охраны труда и техники безопасности в угольной и других областях промышленности, связанных с загрязнением атмосферы (газа) твердыми частицами, и, в частности, к пылеизмерительным приборам - аспираторам воздуха.

Способ определения метановой опасности подготовительной горной выработки // 2515459

Изобретение относится к отрасли горного дела и посвящено проблеме обеспечения безопасности проведения подготовительных горных выработок по газовому фактору. Техническим результатом является повышение эффективности способа определения метановой опасности подготовительных горных выработок, путем учета влияния на метановую опасность подготовительных горных выработок режима работы вентилятора местного проветривания, фильтрационных и диффузионных параметров переноса метана воздушной струей.

Способ подготовки и отработки сближенных пологих пластов // 2530102

Изобретение относится к горной промышленности, к разработке сближенных пологих пластов. Способ включает проходку выемочных штреков по двум пластам, сбиваемых уклонами, проветривание тупиковых забоев вентиляционными установками местного проветривания и подачу отбитой руды от проходки выемочных штреков по верхнему пласту через рудоспускные скважины на конвейерную линию, смонтированную на нижнем пласте.

Способ проветривания выемочного участка при обратном порядке отработки // 2529459

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания выемочных участков панелей, в частности, калийных рудников. Технический результат заключается в повышении эффективности проветривания, что достигается за счет предотвращения утечек воздуха путем своевременного монтажа-демонтажа вентиляционной перемычки за рабочими камерами в зависимости от величин тепловых депрессий.

Способ и система универсальной защиты открытых проемов двухпутных тоннелей метрополитена // 2528317

В способе решение задачи достигается за счет того, что создается комплексная защита открытого двухпутного проема путем создания двух завес шиберирующего типа (1 - холодная и 2 - теплая степени защиты) и одной завесы, формирующей настилающуюся струю теплого воздуха (3-я степень защиты), а также подогрев части проникшего холодного воздуха путем смешения с теплым воздухом за счет перетекания воздуха через отверстия в стене, разделяющей двухпутный тоннель на «теплый тоннель» и «холодный тоннель».

Способ определения параметров гибкого деформируемого воздухопровода // 2514330

Изобретение относится к шахтной и рудничной вентиляции и может быть использовано для повышения достоверности определения параметров проветривания подготовительных выработок угольных шахт и рудников, в частности аэродинамических и механических параметров гибкого деформируемого воздухопровода.

Шахтная установка для вентиляции и кондиционирования воздуха // 2509895

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к шахтной вентиляции транспортных тоннелей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей установки, повышение ее надежности и возможности быстрого монтажа и перестановки на новое место эксплуатации.

Вентилятор местного проветривания шахт // 2509894

Изобретение относится к шахтной, рудничной вентиляции и вентиляторостроению, а именно к осевым вентиляторам для местного проветривания горных выработок шахт. Задачей изобретения является создание вентилятора местного проветривания шахт, имеющего повышенные аэродинамические характеристики (давление, производительность и КПД) и обеспечивающего возможность реверсивного режима работы при изменении направления вращения рабочих колес, понижение массогабаритной характеристики вентилятора.

Трубопровод для проветривания тупикового забоя // 2505679

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при проходке горных выработок. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и удобства обслуживания трубопровода.

Способ проветривания систем горных выработок // 2491424

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при проветривании ортов или штреков на погрузочно-доставочных горизонтах рудных шахт. .

Способ работы и устройство для вентиляции автодорожных тоннелей // 2487245

Способ определения динамической работы перемещения тела переменной силой в текущей среде // 2486342

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при определении динамической работы перемещения тела. .

Способ управления работой главной вентиляторной установки при проветривании шахт // 2537427

Технический результат заключается в создании высокоэффективного способа управления работой главной вентиляторной установки (ГВУ), работающей на подземных горнодобывающих предприятиях, с использованием результатов статистических оценок значимости влияния параметров воздуха в вентиляторном и диффузорном каналах ГВУ на процесс проветривания шахт. Способ управления работой главной вентиляторной установки при проветривании шахт включает поступление данных с датчиков давления и расхода воздуха на микроконтроллерный блок (МКБ), их обработку и подачу управляющих сигналов на задающее устройство ГВУ. Новым является то, что датчики размещают в вентиляторном и диффузорном каналах ГВУ и по данным, поступающим в МКБ с датчиков, осуществляют их обработку путем измерения производительности (Qв) ГВУ и статического давления (hст), развиваемого ГВУ, проверки значимости данных, поступающих с указанных датчиков, и определения отсутствия или наличия общешахтной естественной тяги (hе), а также степени ее влияния на процесс проветривания шахты методом статистической оценки степени значимости влияния указанных параметров на режим работы ГВУ. Затем по результатам этих оценок формируют управляющий сигнал на задающее устройство ГВУ либо продолжают накапливать данные без изменения режима работы ГВУ. Использование метода статистических оценок позволяет существенно повысить эффективность управления работой ГВУ и исключить лишние энергозатраты.