EP0079260B1 - Appareil dépoussiéreur - Google Patents

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EP0079260B1
EP0079260B1 EP82401909A EP82401909A EP0079260B1 EP 0079260 B1 EP0079260 B1 EP 0079260B1 EP 82401909 A EP82401909 A EP 82401909A EP 82401909 A EP82401909 A EP 82401909A EP 0079260 B1 EP0079260 B1 EP 0079260B1
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dust
air
filtered air
polluted
dust collector
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EP82401909A
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Alfred M. Prieto
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Houilleres De Bassin Du Centre Et Du Midi Public A Caractere Industriel Et Commercial Ets
Prieto Alfred
Original Assignee
Houilleres De Bassin Du Centre Et Du Midi Public A Caractere Industriel Et Commercial Ets
Prieto Alfred
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F5/00—Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires
    • E21F5/20—Drawing-off or depositing dust
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/22—Equipment for preventing the formation of, or for removal of, dust
    • E21C35/223—Equipment associated with mining machines for sucking dust-laden air from the cutting area, with or without cleaning of the air

Definitions

  • the present invention relates to a dust collector.
  • It relates more particularly to an apparatus which makes it possible both to rid the maximum of harmful dust contained in the environment of the personnel working in the digging of underground galleries and to maintain in a healthy atmosphere a large part of the mining sites.
  • digging machines which advance in the galleries by cutting the rocks.
  • These machines generally consist of a rotating head provided at its end with sharp elements which penetrate into the rocks.
  • dust removal devices have been proposed which are placed near the advancement front of the site.
  • These dust collectors of the suction type are most often made up of devices which suck in polluted air and reject it free of dust.
  • dry process dust collectors Depending on the nature of the filtration devices with which they are provided, they can be divided into two categories: dry process dust collectors and wet process dust collectors.
  • Wet dust collectors generally consist of five parts arranged on the same longitudinal axis: a stale air suction device disposed on the side of the cutting face, a venturi provided with water sprayers into which the device opens.
  • the present invention relates to a dust collector carried by a digging machine and consisting of a device for extracting stale air, a purification device, a device for moving purified air and a device for discharge of purified air as known for example from patent US-A-42 89 509.
  • the dust collector is characterized in that the device for discharging the purified air consists of an enclosure having the shape of a rectangular parallelepiped disposed behind the stale air suction device and provided on each lower and upper face with two rectilinear slots situated in two planes perpendicular to the axis of the dust collector, the device for displacing the purified air consisting of a wheel centrifugal which causes a 180 ° change in the direction of the air.
  • FIG. 1 The description of the various elements contained in FIG. 1 makes it possible to locate the arrangement of the dust collector, object of the invention, on a digging machine in a coal mine.
  • the mining site is delimited by the advancement front 1, the sides 2 and 3.
  • the digging machine 4 (shown in dotted lines) is provided with a cutting head 5 which works on the advancement front 1: the the assembly is moved using the conveyor 6.
  • the dust collector 7 according to the invention is carried by the digging machine: it is arranged in the zone where the maximum amount of dust is produced, that is to say at the heart of the mining site. In FIG. 1, it is shown diagrammatically by three suction outlets 8 and by the delivery system 12.
  • the purified air delivery device 12 is described in more detail in FIG. 3. It is formed of the rectangular enclosure 25 provided with rectilinear slots 26 arranged on each lower and upper face in a plane perpendicular to the axis of the dust collector. This enclosure is arranged behind the suction ports 8 for stale air.
  • This device consists of a centrifugal wheel 17 formed of radial, oblique and concave blades 15. The shape of these blades is such that the air coming from the head of the dust collector is discharged in the direction of this same head of the dust collector, that is to say on the side of the device for discharging the purified air.
  • These blades are concave, the concavity being directed on the air intake side so that the rotational movement of the wheel causes a 180 ° change in the direction of the air.
  • a peripheral channel 18 in the form of a spiral is arranged all around the centriguge wheel 17: this channel has in the lower part a rentangular opening 19 in which wet dust is collected (see FIG. 2).
  • the dust collector object of the invention comprises two helical wheels consisting of blades (13 and 14 in Figure 2) contained in the cylindrical annular space 16 ( Figure 3). These helical wheels accelerate the air speed.
  • the assembly 9 of the helical wheels 13 and 14 and of the centrifugal wheel 17 are mounted in series on the same shaft: the movement of these wheels is ensured by a motor 20.
  • the venturi 10 is a flat venturi, it is provided at the neck with a water inlet 21 and it is provided internally with horizontal channels, two lateral 22 and 23 and a central channel 24. These channels are separated by boxes stuffed with Rockwool.
  • the silencer 11 in the extension of the venturi 10 also includes three vertical channels also separated by boxes stuffed with rock wool.
  • the suction device 8 communicates with the central channel of the silencer 24.
  • the side channels 22 and 23 terminate.
  • the dust-laden air is sucked in by the three external outlets of the stale air suction device 8 and then passes through the central channel 24 of the silencer 11 before entering the venturi 10 where it crashes on the jet of water 2 which arrives at the venturi neck 10, against the current.
  • This shock of the dusty air stream and the water causes the water to spray, which causes the dust.
  • the dust-laden drops of water pass through the venturi undergoing an acceleration which goes from 25 to more than 100 meters / second: this acceleration also causes intimate contact with the gas stream charged with dust and the stream of water droplets to give rise to a mist saturated with dust.
  • This mist then passes through the helical wheels (the blades 13 and 14 are shown in FIG. 2) then through the centrifugal wheel 17. It is then centrifuged and the drops of water laden with dust are then projected into the spiral channel 18 The sludge consisting of wet dust is collected at the lower part 19 of the channel 18.
  • the purified air is discharged and passes through the lateral channels 22 and 23 of the silencer to reach the discharge device 25 where it leaves in the form of blades. by exits 27, 28, 29 and 30, thus creating curtains to separate the working face and the back of the site.
  • the dust collector according to the invention has the advantage of not requiring a special and particular implementation since it is carried by the digging machine thanks to the device for discharging purified air. Separation curtains are obtained, consisting of purified air and located between the polluted area and the rear of the site, which makes it possible to completely isolate the part of the polluted site and therefore to keep the rest of the site in a healthy atmosphere. . In addition, this dust collector creating real curtains of separation between the polluted air zone and the zone of healthy atmosphere, it does not require a significant aeromotor power to evacuate the dust effectively.

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Description

  • La présente invention concerne un appareil dépoussiéreur.
  • Elle a plus particulièrement pour objet un appareil qui permet à la fois de débarrasser le maximum des poussières nocives contenues dans l'environnement du personnel travaillant dans le creusement de galeries souterraines et de maintenir en atmosphère saine une grande partie des chantiers miniers.
  • Le creusement de galeries souterraines en particulier le creusement de mines ou de tunnels est réalisé à l'aide de machines spéciales appelées machines de creusement qui avancent dans les galeries en entaillant les roches. Ces machines sont généralement constituées d'une tête tournante munie à son extrémité d'éléments tranchants qui pénètrent dans les roches.
  • L'abattage des roches, en particulier celui réalisé dans les exploitations minières, est accompagné de formations volumineuses de poussières. La recherche de meilleurs résultats techniques et économiques dans le creusement de galeries souterraines conduit à l'emploi de machines de plus en plus performantes mais qui produisent en même temps des quantités de plus en plus importantes de poussières nocives.
  • Pour protéger le personnel travaillant dans l'environnement de ces machines on a proposé des appareils de dépoussiérage qui sont placés près du front d'avancement du chantier. Ces dépoussiéreurs du type aspirant sont le plus souvent constitués de dispositifs qui aspirent l'air pollué et le rejettent débarrassé des poussières. Suivant la nature des dispositifs de filtration dont ils sont munis ils peuvent être divisés en deux catégories : les dépoussiéreurs à voie sèche et les dépoussiéreurs à voie humide. Les dépoussiéreurs à voie humide se composent généralement de cinq parties disposées sur un même axe longitudinal : un dispositif d'aspiration d'air vicié disposé du côté du front de taille, un venturi muni de pulvérisateurs d'eau dans lequel débouche le dispositif d'aspiration d'air vicié, un dispositif pour débarrasser l'air du brouillard chargé de poussières, un dispositif de refoulement de l'air épuré qui assure l'évacuation de l'air épuré en arrière du chantier minier et un dispositif aéromoteur constitué en particulier de moteur, ventilateur et de pièces annexes tel que silencieux. Tous ces dépoussiéreurs connus présentent plusieurs inconvénients : ils sont encombrants et lourds, donc de manipulation difficile. De plus, ils nécessitent le plus souvent des dépenses importantes d'énergie pour parvenir à un dépoussiérage médiocre.
  • Par ailleurs tous les types de dépoussiéreurs utilisés (dépoussiéreurs à voie sèche ou dépoussiéreurs à voie humide) nécessitent l'emploi de dispositifs auxiliaires constitués le plus souvent de buses disposées à l'arrière de la machine de creusement et qui soufflent de l'air pur en direction du front d'avancement du chantier. Malheureusement de tels dispositifs créent au front d'avancement des turbulences qui s'ajoutent à celles créées par la tête de havage et empêchent l'aspiration totale de l'air poussiéreux. De ce fait une bonne partie de cet air non épuré va polluer le reste du chantier.
  • On a maintenant trouvé un dépoussiéreur qui permet de résoudre ces problèmes et en particulier de traiter efficacement l'air vicié et de maintenir efficacement en atmosphère non polluée les zones dans lesquelles se trouve le personnel des chantiers.
  • La présente invention concerne un dépoussiéreur porté par une machine de creusement et constitué d'un dispositif d'aspiration d'air vicié, d'un dispositif d'épuration, d'un dispositif de déplacement d'air épuré et d'un dispositif de refoulement d'air épuré comme connu par exemple du brevet US-A-42 89 509. Le dépoussiéreur est caractérisé par le fait que le dispositif de refoulement de l'air épuré est constitué d'une enceinte ayant la forme d'un paralélépipède rectangle disposé en arrière du dispositif d'aspiration d'air vicié et muni sur chaque face inférieure et supérieure de deux fentes rectilignes situées dans deux plans perpendiculaires à l'axe du dépoussiéreur le dispositif de déplacement de l'air épuré étant constitué d'une roue centrifuge qui provoque un changement de 180° de la direction de l'air.
  • Les dessins annexés et la description qui va suivre permettront de mieux comprendre les caractéristiques et les avantages de l'invention.
    • La figure 1 illustre la disposition du dépoussiéreur conforme à l'invention dans un chantier minier.
    • La figure 2 est une vue latérale avec 1/2 coupe suivant AA.
    • La figure 3 est une vue de dessus avec une coupe réalisée suivant BB.
  • La description des différents éléments contenus dans la figure 1 permet de situer la disposition du dépoussiéreur, objet de l'invention, sur une machine de creusement dans une mine de charbon. Le chantier minier est délimité par le front d'avancement 1, les côtés 2 et 3. La machine de creusement 4 (représentée en pointillés) est munie d'une tête de havage 5 qui travaille sur le front d'avancement 1 : l'ensemble est déplacé à l'aide du convoyeur 6. Le dépoussiéreur 7 conforme à l'invention est porté par la machine de creusement : il est disposé dans la zone où se produit le maximum de poussières c'est-à-dire au coeur du chantier minier. Sur la figure 1 il est schématisé par trois bouches d'aspiration 8 et par le système de refoulement 12.
  • La figure 2 représente de façon détaillée le dépoussiéreur conforme à l'invention formée des deux dispositifs caractéristiques :
    • - le dispositif de refoulement d'air épuré 12 ;
    • - le dispositif de déplacement d'air épuré 17.
  • Le dispositif de refoulement d'air épuré 12 est décrit plus en détail dans la figure 3. Il est formé de l'enceinte parallélépipédique 25 munie de fentes rectilignes 26 disposées sur chaque face inférieure et supérieure dans un plan perpendiculaire à l'axe du dépoussiéreur. Cette enceinte est disposée en arrière des bouches d'aspiration 8 d'air vicié.
  • On se reportera plus particulièrement à la figure 2 pour la description du dispositif de déplacement d'air épuré 17. Ce dispositif est constitué d'une roue centrifuge 17 formée de pales 15 radiales, obliques et concaves. La forme de ces pales est telle que l'air provenant de la tête du dépoussiéreur est refoulé en direction de cette même tête du dépoussiéreur, c'est-à-dire côté dispositif de refoulement de l'air épuré.
  • Ces pales sont concaves, la concavité étant dirigée côté arrivée d'air de façon à ce que le mouvement de rotation de la roue provoque un changement de 180° de la direction de l'air.
  • De façon avantageuse un canal périphérique 18 en forme de colimaçon est aménagé tout autour de la roue centriguge 17 : ce canal présente dans la partie inférieure une ouverture rentangulaire 19 dans laquelle on récupère les poussières humides (voir figure 2).
  • Comme il est connu en soi le dépoussiéreur objet de l'invention comporte deux roues hélicoïdales constituées d'aubes (13 et 14 dans la figure 2) contenues dans l'espace annulaire cylindrique 16 (figure 3). Ces roues hélicoïdales accélèrent la vitesse de l'air.
  • L'ensemble 9 des roues hélicoïdales 13 et 14 et de la roue centrifuge 17 sont montées en série sur un même arbre : le mouvement de ces roues est assuré par un moteur 20.
  • Le venturi 10 est un venturi plat, il est muni au col d'une arrivée d'eau 21 et il est pourvu intérieurement de canaux horizontaux, deux latéraux 22 et 23 et un canal central 24. Ces canaux sont séparés par des caissons bourrés de laine de roche.
  • Le silencieux 11 dans le prolongement du venturi 10 comporte également trois canaux verticaux séparés aussi par des caissons bourrés de laine de roche. Le dispositif d'aspiration 8 communique avec le canal central du silencieux 24. Dans le dispositif de refoulement 12 aboutissent les canaux latéraux 22 et 23.
  • Le dépoussiéreur objet de l'invention fonctionne de la façon suivante :
    • Le report aux figures 2 et 3 permet une meilleure compréhension du fonctionnement.
  • L'air chargé de poussières est aspiré par les trois bouches extérieures du dispositif d'aspiration d'air vicié 8 puis passe dans le canal central 24 du silencieux 11 avant de pénétrer dans le venturi 10 où il s'écrase sur le jet d'eau 2 qui arrive au col du venturi 10, à contre-courant. Ce choc du courant d'air poussiéreux et de l'eau provoque une pulvérisation de l'eau qui entraîne les poussières. Les gouttes d'eau chargées de poussière traversent le venturi en subissant une accélération qui passe de 25 à plus de 100 mètres/seconde : cette accélération provoque de plus un contact intime du courant gazeux chargé de poussières et du courant de gouttelettes d'eau pour donner naissance à un brouillard saturé de poussières.
  • Ce brouillard passe ensuite dans les roues hélicoïdales (les aubes 13 et 14 sont représentées dans la figure 2) puis dans la roue centrifuge 17. Il est alors centrifugé et les gouttes d'eau chargées de poussières sont ensuite projetées dans le canal en colimaçon 18. Les boues constituées de poussières humides sont recueillies à la partie inférieure 19 du canal 18. L'air épuré est refoulé et passe dans les canaux latéraux 22 et 23 du silencieux pour parvenir dans le dispositif de refoulement 25 où il sort sous forme de lames par les sorties 27, 28, 29 et 30 créant ainsi des rideaux de séparation du front de taille et de l'arrière du chantier.
  • Le dépoussiéreur conforme à l'invention présente l'avantage de ne pas nécessiter une mise en oeuvre spéciale et particulière puisqu'il est porté par la machine de creusement grâce au dispositif de refoulement d'air épuré. On obtient des rideaux de séparation constitués par l'air épuré et situés entre la zone polluée et l'arrière du chantier, ce qui permet d'isoler en totalité la partie du chantier polluée et par conséquent de maintenir le reste du chantier en atmosphère saine. Par ailleurs, ce dépoussiéreur créant de véritables rideaux de séparation entre la zone d'air polluée et la zone d'atmosphère saine, il ne nécessite pas une puissance aéromotrice importante pour évacuer les poussières de manière efficace.

Claims (2)

1. Dépoussiéreur (7) porté par une machine de creusement et constitué d'un dispositif d'aspiration d'air vicié (8), d'un dispositif d'épuration (10), d'un dispositif de déplacement d'air épuré (17) et d'un dispositif de refoulement d'air épuré (12) caractérisé par le fait que le dispositif de refoulement de l'air épuré est constitué d'une enceinte ayant la forme d'un parallélépipède rectangle (25) disposé en arrière du dispositif d'aspiration d'air vicié (8) et muni sur chaque face inférieure et supérieure de deux fentes rectilignes (26) situées dans deux plans perpendiculaires à l'axe du dépoussiéreur, le dispositif de déplacement de l'air épuré (17) étant constitué d'une roue centrifuge (17) qui provoque un changement de 180° de la direction de l'air.
2. Dépoussiéreur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de déplacement de l'air épuré (17) est constitué par une roue centrifuge (17) formée de pales radiales obliques et concaves (15).
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