[發明專利]一種礦用離心除塵風機及其優化設計方法

有效

• 申請號: 201310528412.8
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103550991A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 陳世強;王海橋;李軼群;崔海蛟
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: B01D45/14
• 分類號: B01D45/14;B01D45/00;B01D53/26;E21F5/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 宋向紅

1.一種礦用離心除塵風機，其特征在于：它包括風機段、離心脫塵段和脫水段，含塵風流從風機段進入，通過脫塵脫水后變成潔凈風流從脫水段出來；所述風機段包括風機；所述離心脫塵段包括安裝于離心脫塵段筒壁內并通過聯軸器與風機主軸聯接的延伸軸，延伸軸上安裝有螺旋葉片，螺旋葉片之下的離心脫塵段筒壁內設有水槽；所述脫水段包括脫水板。?

2.一種基于權利要求1所述礦用離心除塵風機的優化設計方法，其特征在于包括：通過公式（24）計算離心脫塵段對顆粒粒徑為d_p的煤塵顆粒的分級效率確定公式（24）中各變量之間的關系，通過數值仿真的方法，確定礦用離心除塵風機的結構參數，滿足工程需要；即是利用風機內的離心力，脫去含塵風流中的煤塵顆粒，實現風流凈化；?

公式（24）中，d_p是為煤塵顆粒的直徑，單位m；離心脫塵段對煤塵顆粒的分級效率，無量綱數；R₁是離心脫塵段筒壁半徑，R₂是螺旋葉片半徑，單位m；ρ_p是煤塵顆粒密度，ρ_a是流體的密度，單位kg/m³；μ是流體動力粘性系數，單位Pa·s；π是圓周率，無量綱數；L是離心脫塵段的軸向長度，單位m；Q是通風機體積流量，單位m³/min；n是通風機轉速，單位r/min。?

3.根據權利要求2所述礦用離心除塵風機的優化設計方法，其特征在于：根據現場對離心脫塵段尺寸的工程制約及中國國內局部通風機的技術參數，設ρ_p=1.4×10³kg/m³，L=1m，n=2900r/min，μ=1.428×10^-4Pa·s，代入式（24）中，則得公式（25）：?

在公式（25）中，包括了R₁、R₂、d_p和Q這5個變量，通過數值仿真的方法，找出該5個變量之間的相互關系，確定礦用離心除塵風機的結構參數，滿足工程需要。?

4.根據權利要求3所述礦用離心除塵風機的優化設計方法，其特征在于包括如下步驟：?

（1）根據工程實際需要，計算出需風量，確定礦用除塵風機風量，選擇風機機號；?

（2）根據礦用除塵風機機號，確定離心脫塵段的離心脫塵段筒壁半徑，即R₁的數值；?

（3）根據確定出的風機性能參數，確定風量范圍，即Q的數值；選擇幾個風量工況點，代入式（25），簡化該公式；?

（4）根據邊界約束，顯然螺旋葉片半徑不可能大于離心脫塵段筒壁半徑，即0≤R₂≤R₁；其中，R₂=0表示未設置螺旋除塵葉片，而R₂=R₁表示螺旋葉片半徑等于離心脫塵段筒壁半徑，形成螺旋通道，式（25）不能進行除塵效率及除塵風機結構參數優化的分析；因此，R₂的賦值范圍為0.01≤R₂≤0.29；?

（5）給賦值，依次賦值為10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%；?

（6）把已經賦值的代入式（25），進一步簡化該公式，利用數值仿真工具，進而分析R₂、d_p之間的因變關系，繪制因變關系圖，優化R₂即螺旋葉片半徑。?