[發(fā)明專利]一種礦用離心除塵風(fēng)機(jī)及其優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310528412.8
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103550991A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳世強(qiáng);王海橋;李軼群;崔海蛟
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 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(wù)所 43108
• 代理人: 宋向紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦井井下除塵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦用離心除塵風(fēng)機(jī)及其優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。?

背景技術(shù)

礦井井下采掘工作面控塵問題是行業(yè)內(nèi)難題之一，關(guān)系到井下作業(yè)人員的身心健康，一直是討論和研究的熱點(diǎn)問題。在國內(nèi)，目前我國煤礦井下使用的除塵器多為20世紀(jì)80年代從國外引進(jìn)或自主開發(fā)的除塵器；這些除塵器處理風(fēng)量均偏?。ㄒ话阍?80m³/min以下），已不適應(yīng)煤礦高強(qiáng)度開采的需要；另外，這些除塵器要么除塵效率低（80％左右）、脫水效果差（低于85％），要么工作阻力大（大于2200Pa），很難全面達(dá)到除塵效率高（99％以上）、脫水效率高（95％以上）和工作阻力低（低于1500Pa）的要求。在國外，井下除塵裝置以過濾降塵、靜電降塵等機(jī)理的除塵器為主，效率雖然高，但存在阻力過大，經(jīng)常高達(dá)2300Pa以上，占地面積大，對井巷空間尺寸需要大，難以滿足中國煤礦地下開采的實(shí)際需要。尤其是，掘進(jìn)工作面等作業(yè)點(diǎn)，是井下粉塵污染最為嚴(yán)重的場所，也是配風(fēng)量大的需風(fēng)點(diǎn)；礦用局部除塵風(fēng)機(jī)，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)供風(fēng)和除塵，是適合我國煤礦井下環(huán)境的通風(fēng)除塵裝置。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于在利用除塵基本理論，結(jié)合我國礦用局部通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提供一種礦用離心除塵風(fēng)機(jī)。?

本發(fā)明的上述目的是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：該礦用離心除塵風(fēng)?機(jī)，它包括風(fēng)機(jī)段、離心脫塵段和脫水段，含塵風(fēng)流從風(fēng)機(jī)段進(jìn)入，通過脫塵脫水后變成潔凈風(fēng)流從脫水段出來；所述風(fēng)機(jī)段包括風(fēng)機(jī)；所述離心脫塵段包括安裝于離心脫塵段筒壁內(nèi)并通過聯(lián)軸器與風(fēng)機(jī)主軸聯(lián)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(nèi)設(shè)有水槽；所述脫水段包括脫水板。?

本發(fā)明礦用離心除塵風(fēng)機(jī)的除塵原理是，在離心脫塵段內(nèi)，螺旋葉片固定在延伸軸上，螺旋葉片與風(fēng)機(jī)葉片同步旋轉(zhuǎn)，形成周期循環(huán)的螺旋流道，使氣流旋轉(zhuǎn)，煤塵顆粒受到離心力的作用向離心脫塵段筒壁運(yùn)動，向筒壁運(yùn)動的煤塵顆粒，受到包裹在其周邊空氣的運(yùn)動阻力作用，即空氣阻力。煤塵顆粒受到離心力和空氣阻力，在離心力的作用下，煤塵顆粒不斷向筒壁方向運(yùn)動，其受到的空氣阻力也在不斷增加，即空氣阻力逐漸趨近于離心力，當(dāng)空氣阻力等于離心力的時(shí)候，二者動態(tài)平衡，煤塵顆粒所在運(yùn)動軌道，即為煤塵顆粒平衡軌道，以平衡軌道作為顆粒受力分析的方法，稱之為平衡軌道理論，大量的研究實(shí)踐表明該理論適用于降塵和大粒徑呼吸性粉塵的受力分析。利用平衡軌道理論，進(jìn)行礦用離心除塵風(fēng)機(jī)離心脫塵段內(nèi)煤塵顆粒受力與速度的分析，著重解決結(jié)構(gòu)參數(shù)與運(yùn)行參數(shù)之間的組合對捕塵效率的影響，對礦用離心除塵風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。?

本發(fā)明的目的之二在于提供一種基于上述礦用離心除塵風(fēng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，該方法包括：?

通過公式（24）計(jì)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(guān)系，通過數(shù)值仿真的方法，確定礦用離心除塵風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，滿足工程需要，即是利用風(fēng)機(jī)內(nèi)的離心力，脫去含塵風(fēng)流中的煤塵顆粒，實(shí)現(xiàn)風(fēng)流凈化；?