外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置的製作方法

2023-05-25 06:37:16

專利名稱：外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於環境保護和安全衛生技術。適用於煤礦井下、井上、冶金礦山、港口煤碼頭、車站卸貨倉、火力發電廠、鍋爐、隧道施工、水泥廠、碎石場等工作場所的塵源除塵。特別適用於無法用機械方式密封而又處於高速風流中的塵源或工作場所，以實現對塵源的罩封，使塵源與工作場所隔離，減少粉塵特別是呼吸性粉塵的汙染。
隨著國民經濟的快速發展，粉塵汙染已是環境保護中的一項重要研究課題。其汙染日趨嚴重，是危及人類生存的國際性重大問題。粉塵的危害主要表現在第一、工人長期處於高濃度粉塵的作業環境，可致使患上職業塵(矽)肺病，我國的塵肺病人數和每年國家投入的經費都相當驚人。第二、許多粉塵具有爆炸性，一旦爆炸危及人身和礦井、工廠的安全。第三、微細粉塵飄入大氣破壞大氣環境。據國內外研究，微細粉塵是危及人類和動植物生長的最重要的因素之一。某些細菌、病毒附著於粉塵之上，通過人或動物的呼吸道、食道進入人體或動物體內，危害極大。
目前，各種塵源的除塵方式很多，但既簡單又有效的方法是噴霧。國內外用於降塵的各種噴霧形式多種多樣，有低壓噴咀，高壓噴頭，壓氣噴頭噴霧等，但都存在著不同程度的問題，使降塵效果不理想。煤炭科學研究總院重慶分院研製的普通低壓噴咀，由於水壓力不夠，噴咀霧化效果較差，細霧粒較少，對微細粉塵的捕集效果差；高壓噴頭、壓氣噴頭，雖然霧粒較細，但霧粒組成單一，霧粒與粉塵結合後，亦被風流帶走不沉降，並且易蒸發，而降低了對微細粉塵的捕集能力。旋轉噴水式消煙除塵裝置(CN2038200)、旋轉射流降塵的實驗研究等設備，只是使霧粒旋轉，增大了霧粒的渦旋強度，但仍然存在霧粒單一、細霧粒與粉塵結合不沉降、易蒸發、不能將塵源罩封等缺點。因此對其降塵效果，特別是處於一定風流中的微細粉塵的降塵效果不理想(而恰恰是微細粉塵的危害最大)。國外象西德、英國、美國、前蘇聯亦有象低壓、高壓、壓氣噴霧等裝置，結構和霧流形式與我國研究的類似。煤炭科學研究總院重慶分院曾與西德就防塵技術進行過合作，其中有各種噴咀的合作，因此我國噴咀形式及結構等基本反映了國際上這方面的情況。
本實用新型的目的是研製一種外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置，可以形成兩層乃至多層旋轉的水幕和霧流，且由於高速旋轉，外部旋轉水幕能夠有效地將塵源罩封，使內部粉塵不能向外擴散(內部為負壓)，而內部又有細霧粒，並旋轉能充分與粉塵接觸、碰撞、捕捉。所以，該實用新型無論是從理論上、結構上、霧流形式和霧粒組成上，都可以實現工作場所的塵源除塵，以減少粉塵的汙染。
本實用新型的結構及特點


圖1為外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置結構圖。它由動力部分1，法蘭盤2，5(相同的兩個)，聯軸器3，連接螺栓4，外殼6，旋轉體7，密封圈8、11、16、17、20，進水接頭9，動進水孔10、13、18，軸承擋圈12、15，軸承14，噴嘴(三個或多個)19、中心噴咀21等組成。
外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置的外形為園形結構，亦可是方形、六角形或其它形狀結構。動力部分1可選用電、壓力液或壓氣等為動力，配備其相應的電機、液壓或氣動馬達，其作用是供給旋轉體7旋轉的動力。動力部分1通過法蘭盤2、5用連接螺栓4與外殼6相連；動力部分1的轉軸通過聯軸器4與旋轉體7相連，以帶動旋轉體7轉動。外殼6通過螺栓4與法蘭盤5連接，在其上有進水接頭9，以供給噴霧所用的壓力水，並通過軸承14以實現對旋轉體7的支承；軸承擋圈15將軸承14定位固定。旋轉體7的外形為園形，安裝噴咀19和中心噴咀21處呈園錐形。旋轉體7通過聯軸器3與動力部分1的轉軸相聯。密封圈8、11、17、20的作用是防止壓力水滲漏，密封圈16是防止軸承14的潤滑油洩漏。密封圈8、11與外殼6形成密封空間，使進水接頭9進來的壓力水進入旋轉體7，實現靜壓水向旋轉水的靜動轉換，再通過動進水孔10、13、18向噴咀19和中心噴咀21供壓力水；旋轉體7通過軸承14將力傳遞給外殼6，以實現對其支撐；軸承擋圈12的作用是對軸承14定位和固定。在旋轉體7的園錐形處，安裝一層或多層呈一定角度的噴咀19，每層又由三個或多個噴咀組成。呈一定角度的噴咀19，隨旋轉體7轉動，形成旋轉的一層或多層水幕，將塵源粉塵罩封。由於引射等作用，在旋轉水幕內形成負壓，防止粉塵擴散。中心噴咀21安裝在旋轉體7園錐形端頭的軸線上，形成內部旋轉霧粒群，該霧粒群與粉塵充分碰撞、溼潤而將其捕獲，實現消煙除塵。噴咀19可根據不同的塵源和罩封範圍布置成不同的角度，選擇不同數量和不同形式的噴咀。噴咀19噴出的霧流，由於高速旋轉而形成旋轉的錐形水幕，該水幕引射周圍空氣亦隨之旋轉，故旋轉水幕外部還環繞著一高速旋轉的氣流層，高速風流通過霧流時，亦能被引射，克服了傳統噴霧中風流將霧粒吹散的問題。中心噴咀21噴出的霧粒群亦轉動，並與粉塵充分接觸、碰撞、捕捉，霧粒與粉塵的結合體再與外部旋轉霧流結合成水流而沉降，形成整個除塵過程，而實現高效除塵。
本實用新型的原理和工作過程當動力部分1轉動時，通過聯軸器3，帶動旋轉體7轉動，安裝於旋轉體7上的噴嘴19和中心噴咀21亦跟之轉動；同時，供水系統通過進水接頭9，進入外殼1與旋轉體7形成的密封水槽中，水通過動進水孔10、13後，形成兩部分，一部分通過動進水孔18，供給噴嘴19，形成高速旋轉的錐形水幕；另一部分水供給中心噴嘴21，形成內部細霧粒(捕捉粉塵)。外部旋轉錐形水幕可以將塵源粉塵罩封，內部形成負壓，防止粉塵擴散(亦有捕塵作用)，同時內部細霧粒的高速旋轉增加了粉塵與霧粒的接觸、碰撞、捕捉機會，而實現對塵源粉塵的高效除塵。此外，該裝置是根據最佳噴霧降塵理論(粉塵粒徑與噴霧霧粒粒徑越接近，其霧粒捕捉粉塵的能力越強。由於通常塵源粉塵粒徑範圍大，要求噴霧裝置的霧粒粒度範圍亦大)設計。克服了霧粒比較單一、粒徑分布範圍小等缺點，符合最佳噴霧降塵理論，降塵效果佳。
本實用新型與現有的裝置相比，具有以下優點。
①解決了一些塵源(特別是移動塵源，處於風流中無法用機械方式罩封，粉塵易於擴散到風流中的問題(一旦擴散再實施控制就比較困難)。
②同樣壓力下，內部捕塵的霧粒細(這是由於霧粒的高速旋轉增加了霧粒與空氣之間的相互摩擦，促使了霧粒的二次甚至多次破碎)射程遠，覆蓋範圍大，引射力強(不僅有軸向引射，還有園周方向的引射)。
③對於粒徑比較小的粉塵，特別是空氣動力學直徑小於10μm的粉塵，細霧粒即使與細粉塵砬撞溼潤，但處於相對溼度為90％氣流中，也會很快蒸發，時間約為4s(10μm粒徑)，半徑為50μm霧粒，蒸發時間達20s。因此本裝置的旋轉霧流將粉塵罩封在內，粉塵與外界氣流不相互接觸，又不能被風流吹散於空氣中，因此克服了傳統噴霧霧粒捕集粉塵易蒸發的問題，故其對呼吸性粉塵的降塵效果特別好。
④通過試驗表明，該裝置在低壓(2.5MPa)時，噴霧霧粒直徑、射程、引射風量、擾動力、渦流強度等參數，具有高壓噴霧(10MPa)的效果，但由於有多層霧粒罩封塵源，又克服了高壓噴霧的缺點。
⑤由於外層霧流和內層霧粒群的高速旋轉，使外層旋轉噴霧所罩封的範圍內，形成較強的負壓區，粉塵不易擴散。同時內部水霧的旋轉能使粉塵與霧粒發生多次的有效接觸與碰撞，又不能被吹散，蒸發，因此降塵效果好。
⑥該裝置耗水量小，體積小，質量輕，性能可靠，性能價格比優，緩解了現在煤礦(用於煤礦)煤含水量多，影響煤質的矛盾。
權利要求1.本實用新型是一種外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置，其特徵是由動力部分、法蘭盤(相同的兩個)、聯軸器、連接螺栓、外殼、旋轉體、密封圈、進水接頭、動進水孔、軸承擋圈、軸承、噴咀(三個或多個)、中心噴咀等組成。
2.按權利要求1所述的一種外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置，其特徵是在旋轉體的園錐形處，安裝一層或多層呈一定角度的噴咀，每層又由三個或多個的噴咀組成；中心噴咀安裝在旋轉體錐形端頭的軸線上。
專利摘要本實用新型是一種用於各種塵源或工作場所的除塵裝置。由動力部分、法蘭盤、進水接頭、外殼、旋轉體、噴嘴、密封圈等組成。裝置外形為圓柱形結構。將該裝置安裝於塵源位置，旋轉霧流可以實現對塵源的罩封，並且罩封範圍內是負壓，防止了塵源粉塵的隨風流擴散；內部細霧粒亦旋轉和外部霧流與粉塵充分碰撞、溼潤而將其捕獲，實現消煙除塵，改善作業環境，保證安全生產。並防止了粉塵擴散於大氣，汙染大氣環境。
文檔編號B08B15/02GK2245499SQ9524174
公開日1997年1月22日 申請日期1995年6月13日 優先權日1995年6月13日
發明者張延松 申請人:煤炭科學研究總院重慶分院