CN101732929B - 叶栅绕流重力浮升装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叶栅绕流重力浮升装置，包括：浮升流道(6)和设置在浮升流道(6)内的叶栅(4)，叶栅(4)由浮升板(5)构成，浮升板(5)在垂直高度方向以等间距布置，在浮升流道(6)的轴向按首尾相接方式布置，安装在后面的浮升板(5)的安装角度接近安装在前面浮升板(5)的尾角，且安装在前后位置的浮升板(5)之间留有间隔(7)；混合气体的气流经过叶栅(4)产生绕流，从而产生上下气体对流，浮升效应较强，增强甲烷气体微团的浮升效果，达到对二元混合气体的浓缩富集、含尘气体的沉淀净化等功能，能处理大流量的乏风瓦斯气体，在混合气体的流动过程耗能低。

Description

叶栅绕流重力浮升装置
技术领域
本发明涉及一种利用气体的浮升效应，可对二元混合气体(如甲烷与空气混合)的浓缩富集、含尘气体的沉淀净化等功能的叶栅绕流重力浮升装置。 
背景技术
对于矿井下大量的瓦斯气体，常常由于技术层面的原因大量流失。如果想全面利用混合在空气中的瓦斯气体，首先要解决的问题是要先对瓦斯气体进行浓缩富集。 
根据流体力学的N-S方程，在周围都是空气环境下的甲烷气体微团，受到由于其密度小于空气密度而产生的浮力的作用，由此产生浮升效应.但由于甲烷微团很小且受到甲烷与空气分子间作用力、气体运动粘滞力及分子碰撞力等作用，浮升效应很小，不能够大量富集。如能在甲烷气体浮升方向产生对流，则能显著增强甲烷气体微团的浮升效果，达到对瓦斯气体的浓缩富集。 
发明内容
本发明目的就是提供一种能在甲烷气体浮升方向产生对流，显著增强甲烷气体微团的浮升效果的叶栅绕流重力浮升装置。 
为达到上述发明目的，本发明的技术方案是：一种叶栅绕流重力浮升装置，包括：浮升流道和设置在浮升流道内的叶栅，多个叶栅在浮升流道中沿垂直高度按等间隔布置，所述叶栅由截面为低速翼型或接近低速翼型的流线型浮升板构成，每个叶栅的多个浮升板在垂直高度方向上以等间距布置，在浮升流道的轴向按首尾相接方式布置，安装在后面的浮升板的安装角度接近安装在前面浮升板的尾角，且安装在前后位置的浮升板之间留有间隙。 
为了加强甲烷气体微团的浮升效果，叶栅在浮升流道中沿高度方向上设置有2排以上；叶栅在浮升流道中沿流道轴向每排由2块以上浮升板构成；叶栅在浮升流道中沿流道轴向每排由3块或4块浮升板构成；在浮升流道中沿流道轴向上设置有2道以上叶栅；浮升流道为截面是狭长矩形的纵向狭长状。 
本发明的有益效果是：混合气体的气流经过叶栅产生绕流，从而产生上下气体对流，浮升效应较强，增强甲烷气体微团的浮升效果，达到对二元混合气体的浓缩富集、含尘气体的沉淀净化等功能，能处理大流量的乏风瓦斯气体，在混合气体的流动过程耗能低。 
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 
图1为本发明叶栅绕流重力浮升装置流道横截面示意图。 
图2为本发明叶栅绕流重力浮升装置的叶栅的结构示意图。 
图3为本发明叶栅绕流重力浮升装置的流道纵向剖面示意图。 
具体实施方式
如图1、2所示，一种叶栅绕流重力浮升装置，包括：浮升流道6和设置在浮升流道6内的叶栅4，浮升流道6为截面是狭长矩形的纵向狭长状，浮升流道6由流道外壁2和流道顶棚1构成。 
叶栅4在浮升流道6中沿垂直高度按等间隔布置；所述叶栅4由截面为低速翼型或接近低速翼型的流线型浮升板5构成，所述浮升板5在垂直高度方向以等间距布置。 
在浮升流道内6，还可以设置有流道纵向分隔板3。 
为了产生吸气流道和吹气流道，浮升板5在浮升流道6的轴向按首尾相接方式布置，安装在后面的浮升板5的安装角度接近安装在前面浮升板5的尾角，且安装在前后位置的浮升板5之间留有间隙7。 
为了使气体在叶栅4绕流浮升流道6中的边界层不产生分离现象，保证气体在叶栅4绕流浮升流道6中流动时不产生旋涡，可适当地控制低速翼型浮升板5的长度。 
为了加强甲烷气体微团的浮升效果，叶栅4在浮升流道6中沿高度方向上可以设置有2排以上，如可以选择5排。叶栅4在浮升流道6中沿流道轴向每排可由2块以上浮升板5构成，一般选择每排由3块或4块浮升板5构成，可根据具体的情况选用。当本发明的装置较大或是为了加强甲烷气体微团的浮升效果，叶栅4的排数以及每排浮升板5的块数可以选择，如图2就选择了四排叶栅4，每排4块浮升板5。 
在浮升流道6中沿流道轴向上可设置2道以上叶栅4，如图3所示，浮升流道6高度为6米，宽度为0.3米，长度为20米，则关于绕流叶栅4的布置，采用分级(高度分级)的方法，第一道叶栅4设置从流道底面到高度为0.5~1.5米处；第二道叶栅4布置在高度从1.0~2.0米在范围内；第三道叶栅4布置在高度在1.5~2.5米的范围内；第四道叶栅4布置在高度在2.0~3.0米的范围内；第五道叶栅4布置在高度在2.5~3.5米的范围内；第六道叶栅4布置在高度在3.0~4.0米的范围内。 
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。 

Claims (6)

1.一种叶栅绕流重力浮升装置，包括：浮升流道(6)和设置在浮升流道(6)内的叶栅(4)，多个叶栅(4)在浮升流道(6)中沿垂直高度按等间隔布置，所述叶栅(4)由截面为低速翼型或接近低速翼型的流线型浮升板(5)构成，每个叶栅(4)的多个浮升板(5)在垂直高度方向上以等间距布置，在浮升流道(6)的轴向按首尾相接方式布置，安装在后面的浮升板(5)的安装角度接近安装在前面浮升板(5)的尾角，且安装在前后位置的浮升板(5)之间留有间隙(7)。
2.根据权利要求1所述的叶栅绕流重力浮升装置，其特征在于：所述叶栅(4)在浮升流道(6)中沿高度方向上设置有2排以上。
3.根据权利要求2所述的叶栅绕流重力浮升装置，其特征在于：所述叶栅(4)在浮升流道(6)中沿浮升流道(6)轴向每排由2块以上浮升板构成。
4.根据权利要求3所述的叶栅绕流重力浮升装置，其特征在于：所述叶栅(4)在浮升流道(6)中沿浮升流道(6)轴向每排由3块或4块浮升板(5)构成。
5.根据权利要求1所述的叶栅绕流重力浮升装置，其特征在于：在浮升流道(6)中沿浮升流道(6)轴向上设置有2道以上叶栅(4)。
6.根据权利要求1所述的叶栅绕流重力浮升装置，其特征在于：所述浮升流道(6)为截面是狭长矩形的纵向狭长状。
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