PL154454B1

PL154454B1 - Device for dust combating in a gallery mining unit

Info

Publication number: PL154454B1
Application number: PL26423587A
Authority: PL
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1991-08-30

Description

OPIS PATENTOWYPATENT DESCRIPTION

Patent dodatkowy do patentu nr-Zgłoszono: 87 02 19 (P.Additional patent to Patent No.-Pending: 87 02 19 (P.

Pierwszeństwo Zgłoszenie ogłoszono: 88 10Priority Application announced: 88 10

Opis patentowy opublikowano:The patent description was published:

264235)264235)

1991 11 291991 11 29

154 454154 454

Int. Cl ⁵ Int. Cl ⁵

E21F 5/20 E21C 35/22 ©ΖνΤΕΙΠΪβE21F 5/20 E21C 35/22 © ΖνΤΕΙΠΪβ

GÓL ODON'T O

Twórcy wynalazku: Eugeniusz Janik, Krzysztof Karowiec, Jerzy Pawelczyk,Creators of the invention: Eugeniusz Janik, Krzysztof Karowiec, Jerzy Pawelczyk,

Janusz Sedlaczek, Bernard Tomula, Krzysztof Kurek, Bernard LampkaJanusz Sedlaczek, Bernard Tomula, Krzysztof Kurek, Bernard Lampka

Uprawniany z patentu: Kopalnia Węgla Kamiennego Polska,The holder of the patent: Polish Coal Mine,

Świętochłowice (Polska)Świętochłowice (Poland)

URZĄDZENIE 00 ZWALCZANIA ZAPYLENIA PRZY KOMBAJNIE CHODNIKOWYMDEVICE 00 FOR ANTI-DUST FIGHTING AT A PATHWAY COMBINE

Przedmiotem wynalazku jest urzędzenie do zwalczania zapylenia występującego w czasie pra cy kombajnu chodnikowego.The subject of the invention is a device for combating dust that occurs during the operation of a roadheader.

Znane jest z artykułu pt. Peabody Resolves Respirable Oust Emission at Camp 11 w czaso piśmie Mining Congres Journal marzec 1979 r. urzędzenie do zwalczania zapylenia występującego w czasie pracy kombajnu chodnikowego. Urządzenie to składa się z komory ssawnej, w której znajdują się otwory do zasysania powietrza wraz z pyłem, przegubowo-teleskopowego przewodu, do którego zamocowane są kolejno oddzielacz pyłu i wody, wykraplacz mgły, wentylator osiowy z napędem. Oddzielacz pyłu i wody składa się z obudowy, w której znajdują się wodne dysze zraszające oraz kilka warstw siatek wykonanych z cienkiego drutu. Wykraplacz mgły składa się z obudowy, w której znajdują się przegrody zmieniające wielokrotnie kierunek przepływu zawilgoconego powietrza i mgły. Całe urządzenie zabudowane jest na kombajnie chodnikowym w ten sposób, że komora ssawna zamocowana jest do ramienia kombajnu a pozostałe elementy urządzenia zamocowane są na kadłubie kombajnu.It is known from the article entitled Peabody Resolves Respirable Oust Emission at Camp 11 in the Mining Congres Journal, March 1979, a device for combating dustiness during the operation of a roadheader. This device consists of a suction chamber with openings for suction of air with dust, an articulated telescopic conduit to which are successively attached a dust and water separator, a mist dropper, and an axial fan with a drive. The dust and water separator consists of a housing with water spray nozzles and several layers of fine wire mesh. The mist condenser consists of a housing with baffles that repeatedly change the direction of the flow of moist air and fog. The entire device is built on the roadheader in such a way that the suction chamber is attached to the roadheader's arm and the remaining elements of the machine are mounted on the roadheader's hull.

Przewód przegubowo teleskopowy umożliwia kompensacje przesunięć i obrót komory ssawnej względem pozostałych elementów urządzenia odpylającego.The articulated telescopic conduit enables compensation of displacements and rotation of the suction chamber in relation to other elements of the dust extraction device.

Znany jest również z prospektu G22 firmy Engart Fans Limited odpylacz do zwalczania zapylenia w górnictwie. Odpylacz ten składa się z wentylatora osiowego napędzanego silnikiem elektrycznym, dysz zraszających usytuowanych na wlocie do wentylatora oraz usytuowanych za wentylatorem warstw tkaniny lub siatek tworzących oddzielacz wody i pyłu, za którymi to siatkami znajduje się eliminator kropel wody i pyłu. Eliminator ten składa się z falistych płyt ułożonych równolegle ze skośnymi żeberkami, przy czym płyty te usytuowane są równolegle do przepływu powietrza zawierającego krople wody i pył.It is also known from Engart Fans Limited's prospectus G22 dust collector for mining dust control. This dust collector consists of an axial fan driven by an electric motor, spraying nozzles situated at the fan inlet and downstream of the fan layers of fabric or mesh forming a water and dust separator, behind which there is a water and dust droplet eliminator. The eliminator consists of corrugated plates arranged in parallel with skewed ribs, the plates running parallel to the air flow containing water droplets and dust.

154 454154 454

Wadą rozwiązania przedstawionego w artykule z czasopisma Mining Congres Journal z marca 1979 r. oraz rozwiązania przedstawionego w prospekcie G22 firmy Engart jest to, że opory prze pływu powietrza przez urządzenie odpylające są duże, a wymiary urządzenia znaczne, co podraża koszty eksploatacji i utrudnia zabudowę urządzenia na kombajnie. Ponadto oczka gęstych siatek lub tkanin stosowanych w oddzielaczu urządzenia odpylającego ulegają szybkiemu zatkaniu szczególnie w przypadku awaryjnego zmniejszenia się lub przerwy dopływu wody do dysz zraszających siatkę.The disadvantage of the solution presented in the article from the Mining Congres Journal from March 1979 and the solution presented in the G22 prospectus by Engart is that the air flow resistance through the dedusting device is large, and the dimensions of the device are considerable, which increases operating costs and makes installation difficult. on the combine. Moreover, the meshes of dense nets or fabrics used in the separator of the dust collector are quickly clogged, especially in the event of an emergency reduction or interruption of the water supply to the nozzles spraying the mesh.

Zgodnie z istotą wynalazku na ramieniu kombajnu zabudowany jest wentylator promieniowy wraz z silnikiem elektrycznym o osi prostopadłej do osi ramienia kombajnu. Oo wentylatora promieniowego doprowadzana jest woda pod ciśnieniem powodująca zwilżenie powietrza i pyłu. Na wylocie z wentylatora promieniowego zabudowane są znane łopatki kierujące, za którymi usytuowana jest komora wylotowa. M komorze wylotowej znajdują się, umieszczone prawie poziomo, rynny, przy czym każda rynna umieszczona jest naprzeciw łopatki kierującej. W przekroju płasz czyzną podłużną, prostopadłą do osi wentylatora promieniowego, zarys każdej rynny utworzony jest z pół-obwodu koła i dwu równoległych odcinków stycznych do tego koła, przy czym odcinki te są nierównej długości. Ograniczone tym zarysem wnętrze obszaru w rynnie skierowane jest w stronę łopatki kierującej. Mnętrze to tworzy otwarty kanał zbiorczy rynny, przy czym krawędź końcowa tej rynny, odsunięta najdalej od łopatki kierującej, jest usytuowana skośnie względem rynny. Zastosowanie kierujących łopatek powoduje zakrzywienie przepływu powietrza, przez co następuje odrzucanie zwilżonego pyłu i wody siłą odśrodkową wywołaną krzywizną łopatek kierujących. Zwilżony pył i krople wody gromadzą się głównie w warstwach powietrza płynącego tuż przy łopatkach kierujących. Warstwy tego powietrza wraz z kroplami wody i zwilżonym pyłem dostają się do skośnie usytuowanego kanału zbiorczego rynny, gdzie następuje wzrost ich prędkości. W wyniku powstałego pola ciśnień spowodowanego wzrostem prąokości i zakrzywienia torów części płynącego powietrza w okolicy rynien, następuje intensywne przechodzenie pyłu i kropel wody do kanału zbiorczego rynny. W rezultacie strumień powietrza płynący kanałem zbior czym rynny jest stale zasilany kroplami wody i zwilżonym pyłem tak, że zagęszczenie pyłu i kropel stale wzrasta w kierunku przepływu tego strumienia. Proces ten zachodzi na stosunkowo krótkiej drodze i w wyniku dużych prędkości powietrza płynącego rynną jest bardzo intensywny. Prowadzi to do bardzo skutecznego oczyszczania powietrza przy czym opory przepływu są niewielkie, a wymiary rynien są małe. Zagęszczony kroplami wody i zwilżonym pyłem strumień powietrza płynący kanałem zbiorczym rynny zostaje wyrzucony na zewnątrz poprzez pionowy kanał odpływowy połączony z atmosferą. W kanale odpływowym, który jest otwarty od strony łopatki kierującej następuje dalsze przyspieszenie strumienia powietrza i zagęszczanie kropel wody i zwilżonego pyłu w wyniku pochylenia ściany tylnej tego kanału w stosunku do powierzchni jego wylotu.According to the essence of the invention, a radial fan with an electric motor with an axis perpendicular to the axis of the combine's arm is installed on the combine arm. Pressurized water is supplied to the radial fan, moistening the air and dust. At the outlet of the radial fan, known guide vanes are installed, behind which an outlet chamber is situated. In the outlet chamber, there are chutes arranged almost horizontally, each chute being positioned opposite a guide vane. In a cross-section with a longitudinal plane perpendicular to the axis of the radial fan, the outline of each chute is formed by a half-circumference of a circle and two parallel sections tangent to this circle, these sections being of unequal length. The interior of the area in the trough, limited by this outline, faces the guide vane. This interior forms an open collecting channel of the chute, the end edge of the chute farthest from the guide vane being oblique to the chute. The use of guide vanes causes the air flow to bend, thereby rejecting wetted dust and water by centrifugal force caused by the curvature of the guide vanes. Moistened dust and water droplets mainly accumulate in the layers of air flowing close to the guide vanes. The layers of this air together with water droplets and moistened dust get into the obliquely situated collecting channel of the gutter, where their speed increases. As a result of the pressure field created, caused by the increase in the ribbing and the curvature of the tracks of some of the flowing air in the vicinity of the gutters, there is an intensive transfer of dust and water drops to the gutter's collecting channel. As a result, the air stream flowing through the channel collecting the gutter is constantly fed with water droplets and moist dust, so that the dust and droplet density increases continuously in the direction of the flow of this stream. This process takes place on a relatively short distance and as a result of high air velocities flowing through the gutter, it is very intense. This leads to a very effective air purification, where the flow resistance is low and the dimensions of the gutters are small. The air stream thickened with drops of water and moistened with dust, flowing through the gutter's collecting channel, is thrown outside through a vertical drainage channel connected to the atmosphere. In the drainage channel, which is open at the side of the guide vane, the air stream is further accelerated and the water drops and moist dust are compacted due to the inclination of the rear wall of this channel in relation to its outlet surface.

Zaletą wynalazku jest miniaturyzacja konstrukcji urządzenia, możliwość prostej zabudowy urządzenia odpylającego na ramieniu kombajnu, jak również uzyskanie wysokiej skuteczności odpylania przy zmniejszonym zapotrzebowaniu mocy, spowodowanym małymi oporami przepływu powietrza.The advantage of the invention is the miniaturization of the structure of the device, the possibility of simple installation of the dust removal device on the combine arm, as well as obtaining a high efficiency of dust removal with a reduced power requirement, caused by low air flow resistance.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 jest widokiem z boku z częściowym przekrojem płaszczyzną podłużną, a fig. 2 jest widokiem urządzenia z góry, fig. 3 przedstawia szczegół z fig. 1, a fig. 4 - przekrój podłużny przez kanał odpływowy 9 pokazany na fig. 1.The subject matter of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 is a side view with a partial section in a longitudinal plane, and fig. 2 is a top view of the device, fig. 3 shows a detail of fig. 1, and fig. 4 is a sectional view. longitudinal through the drainage channel 9 shown in Fig. 1.

Urządzenie do zwalczania zapylenia składa się z wentylatora promieniowego 1 napędzanego silnikiem elektrycznym 12, zabudowanych na ramieniu 11 kombajnu chodnikowego, przy czym oś 13 wentylatora promieniowego 1 jest prostopadła do osi 14 ramienia 11 kombajnu. Wentylator promieniowy 1 zabudowany jest w pobliżu organu urabiającego 25 kombajnu chodnikowego. Oo wentylatora promieniowego 1 doprowadzona jest pod ciśnieniem woda przewodem 6, a na wylocie z tego wentylatora zamocowane są wygięte łukowo łopatki kierujące 2. Za łopatkami kierującymi 2,The dust control device consists of a radial fan 1 driven by an electric motor 12, mounted on the roadheader's arm 11, the axis 13 of the radial fan 1 being perpendicular to the axis 14 of the roadheader's arm 11. The radial fan 1 is installed near the cutting head 25 of the roadheader. Oo of the radial fan 1, water is supplied under pressure through the conduit 6, and at the outlet of this fan, arc-bent guide vanes 2 are mounted. Behind the guide vanes 2,

154 454 poruszającymi się zgodnie z kierunkiem przepływu 3 powietrza zwilżonego wodę i zawierającego pył, znajduje się komora wylotowa 4, w której umieszczone są, w przybliżeniu poziomo rynny 5 przy czym każda rynna 5 umieszczona jest naprzeciw łopatki kierującej 2.154 454 moving in the direction of flow 3 of the air moistened with water and containing dust, there is an outlet chamber 4 in which chutes 5 are arranged approximately horizontally, each chute 5 facing a guide vane 2.

W przekroju płaszczyzną podłużną, prostopadłą do osi 13 wentylatora promieniowego 1, zarys 15 każdej rynny 5 utworzony jest z półobwodu 16 koła i dwu równoległych odcinków stycznych -do tego koła, z których jeden odcinek jest dłuższy 17 a drugi 18 krótszy, przy czym wnętrze obszaru 19 rynny 5, ograniczanego tym zarysem 15, skierowane jest w stronę łopatki kierującej 2, tak że łopatka kierująca 2 wchodzi do wnętrza obszaru 19 i wnętrze to tworzy otwarty zbiorczy kanał 20 rynny 5. Najdalej odsunięta od łopatki kierującej 2 krawędź końcowa 7 rynny 5 jest skośna względem krawędzi wylotowej 8 łopatki kierującej 2, tak że zbiorczy kanał 20 rynny 5, biegnący wzdłuż krawędzi końcowej 7, usytuowany jest skośnie względem kierunku 3 przepływu powietrza zawierającego rozpylaną wodę i zwilżony pył.In cross-section along the longitudinal plane perpendicular to the axis 13 of the radial fan 1, the contour 15 of each chute 5 is formed by a half-circle 16 of a circle and two parallel tangential sections to this circle, one section of which is longer 17 and the other 18 is shorter, the interior of which is 19 of the chute 5, delimited by this contour 15, points towards the guide vane 2, so that the guide vane 2 enters the interior of the area 19 and this interior forms an open collective channel 20 of the chute 5. The end edge 7 of the chute 5 furthest away from the guide vane 2 is oblique with respect to the outlet edge 8 of the guide vane 2, so that the collecting channel 20 of the chute 5, running along the end edge 7, is disposed obliquely with respect to the flow direction 3 of the air containing the sprayed water and moistened dust.

Kanał zbiorczy 20 rynny 5, w miejscu, w którym krawędź końcowa 7 tej rynny jest najbliżej łopatki kierującej 2, połączony jest z kanałem odpływowym 21, usytuowanym w przybliżeniu pionowo, przy czym kanał odpływowy 21 jest otwarty od strony łopatek kierujących 2, a wylot tego kanału skierowany jest w kierunku spągu 22 i połączony z atmosferą. Podobnie kanał zbiorczy 20 rynny 5, od strony w której krawędź końcowa 7 rynny 5 jest najdalej odsunięta od łopatki kierującej 2, połączony jest z usytuowanym w przybliżeniu pionowo kanałem odpływowym 9, przy czym kanał odpływowy 9 jest otwarty od strony łopatek kierujących 2, a ścianka tylna 23 tego kanału jest pochylona i tworzy kąt ostry z płaszczyzną, połączonego z atmosferą wylotu 24 kanału odpływowego 9.The collecting channel 20 of the gutter 5, at the point where the end edge 7 of the gutter is closest to the guide vane 2, connects to a drainage channel 21 approximately vertically oriented, the discharge channel 21 being open on the side of the guide vanes 2, and the outlet thereof the channel is directed towards the floor 22 and connected to the atmosphere. Likewise, the collecting channel 20 of the chute 5, from the side where the end edge 7 of the chute 5 is farthest from the guide vane 2, is connected to an approximately vertically arranged drainage channel 9, the drainage channel 9 being open on the side of the guide vanes 2, and the wall the rear 23 of this channel is inclined and forms an acute angle with the plane of the outlet 24 of the drainage channel 9 in communication with the atmosphere.

Oo komory wylotowej 4 połączony jest elastyczny lutniociąg 10 odprowadzający powietrze, pozbawione pyłu i wody, od czoła przodka w kierunku początku ślepego wyrobiska.A flexible duct 10, free of dust and water, is connected to the outlet chamber 4 from the face of the face towards the beginning of the blind pit.

Powietrze wraz z pyłem zostaje zassane z przestrzeni znajdującej się w pobliżu organu 25 kombajnu chodnikowego do wnętrza wentylatora promieniowego 1, zabudowanego na ramieniu 11 tego kombajnu. W wentylatorze promieniowym 1 pył i powietrze zostają zwilżone wodą pod ciśnieniem dostającą się do wentylatora przewodem 26. Powietrze wraz ze zwilżonym pyłem i rozpyloną wodą przepływa wzdłuż łopatek kierujących 2, gdzie zwilżony pył i rozpylona woda zostają odrzucone siłą odśrodkową , wywołaną krzywizną łopatek kierujących 2, w kierunku powierzchni łopatek kierujących).The air and dust are sucked from the space located near the head 25 of the roadheader into the interior of the radial fan 1 installed on the arm 11 of this roadheader. In the radial fan 1, the dust and air are wetted with pressurized water entering the fan through the conduit 26. The air, together with the moistened dust and the sprayed water, flows along the guide vanes 2, where the wetted dust and sprayed water are rejected by centrifugal force caused by the curvature of the guide vanes 2, towards the surface of the guide vanes).

Zwilżony pył i rozpylona woda gromadzą się głównie w warstwach powietrza płynącego tuż w pobliżu powierzchni łopatek kierujących 2. Warstwy te intensywnie nasycone kroplami wody i zwilżonym pyłem przepływają do rynien 5 i wpływają do zbiorczego kanału 20 każdej z rynien 5. Skośnie usytuowany kanał zbiorczy 20 względem kierunku 3 przepływu powoduje zakrzywienie części linii prądu powietrza nasyconego zwilżonym pyłem i kroplami wody i powstanie przepływu wzdłuż kanału zbiorczego 20 o prędkości równoległej do krawędzi końcowej 7 skierowanej w stronę kanału odpływowego 9.Moistened dust and sprayed water accumulate mainly in the layers of air flowing just near the surface of the guide vanes 2. These layers, intensely saturated with water droplets and moistened with dust, flow into the gutters 5 and flow into the collecting channel 20 of each gutter 5. Inclinedly located collecting channel 20 in relation to in the flow direction 3, it causes a part of the streamline of air saturated with moist dust and water droplets to bend, and a flow is created along the collecting channel 20 with a velocity parallel to the end edge 7 towards the drainage channel 9.

Powoduje to intensywne wytrącanie kropel wody i zwilżonego pyłu na ściankach kanału zbiorczego 20 i ich transport w kierunku kanału odpływowego 9 jak również intensywne porywanie do kanału odpływowego 20 zwilżonego pyłu i kropel wody z obszaru, w którym odbywa się przepływ powietrza nasyconego kroplami wody i zwilżonym pyłem.This causes intensive precipitation of water droplets and moist dust on the walls of the collecting channel 20 and their transport towards the drainage channel 9, as well as intensive entrainment of moist dust and water drops from the area where the air flow, saturated with water drops and moistened dust, into the drainage channel 20. .

Powietrze płynące wewnątrz kanału zbiorczego 20 stanowi mały procent powietrza przepływającego przez komorę wylotową 4. W czasie przepływu powietrza płynącego kanałem zbiorczym 20, w kierunku kanału odpływowego 9 intensywnie nasycone kroplami wody i zwilżonym pyłem powietrze zostaje stale zasilane nowymi kroplami wody i zwilżonym pyłem a następnie przepływa do kanału odpływowego 9 gdzie dodatkowo zostaje nasycone zwilżonym pyłem, kroplami wody i częściowo powietrzem, które płyną w kierunku 3 do otwartego kanału 9. W kanale 9 przepływa powietrze o znacznym zagęszczeniu kroplami wody i zwilżonym pyłem.The air flowing inside the collecting channel 20 constitutes a small percentage of the air flowing through the outlet chamber 4. As the air flows through the collecting channel 20 towards the drain channel 9, intensely saturated with water drops and moistened dust, the air is constantly supplied with new water drops and moistened dust, and then flows to the drainage channel 9, where it is additionally saturated with moistened dust, drops of water and partly air, which flow in direction 3 into the open channel 9. In the channel 9 air flows significantly densely with drops of water and moistened dust.

W wyniku pochylenia tylnej ścianki 23 kanału odpływowego 9 pod kątem O>C , następuje przyspieszenie zagęszczonego strumienia, a następnie wypływ tego powietrza z pyłem zwilżonym i kroplami wody przez wylot 24 do atmosfery w kierunku spągu 22.As a result of the inclination of the rear wall 23 of the drainage channel 9 at the angle O> C, the condensed stream is accelerated, and then the air flows out with the moist dust and water droplets through the outlet 24 into the atmosphere towards the floor 22.

154 454154 454

Kanał odpływowy 21 połączony z kanałem zbiorczym 20 powoduje przede wszystkim gromadzenie kropel wody i pyłu płynącego przy ściance bocznej komory wylotowej 4 i krople te wraz ze zwilżonym pyłem i niewielką ilością powietrza zostają, poprzez wylot kanału odpływowego 21, wyrzucone do atmosfery w kierunku spągu 22. Wylatujące do atmosfery poprzez kanały odpływowe 9 i 21 powietrze stanowi niewielki procent powietrza płynącego przez komorę wylotową 4. Pozostałe w komorze wylotowej 4, płynące w kierunku 3 przepływu powietrze, pozbawione jest kropel wody i zwilżonego pyłu, dostaje się do lutniociągu elastycznego 10 i przepływa od czoła przodka w kierunku początku ślepego wyrobiska.The drainage channel 21 connected to the collecting channel 20 causes primarily the accumulation of water and dust droplets flowing at the side wall of the outlet chamber 4, and these drops, together with the moistened dust and a small amount of air, are thrown into the atmosphere through the outlet of the drainage channel 21 towards the bottom 22. The air flowing out to the atmosphere through the drainage channels 9 and 21 constitutes a small percentage of the air flowing through the outlet chamber 4. The remaining air in the outlet chamber 4, flowing in the flow direction 3, is free of water drops and moist dust, enters the flexible duct 10 and flows from of the forehead towards the beginning of the blind pit.

Claims

Patent claims

1.Dust control device at the roadheader, consisting of a radial fan with an electric motor, installed on the roadheader's arm, behind which the fan is located arched curved guide vanes and then an outlet chamber in which gutters are located approximately horizontally, each trough is placed opposite a guide vane, characterized in that, in a longitudinal cross-section, the contour (15) of each trough (5) is formed of a half-circumference (16) of a circle and two parallel sections tangent to this wheel, and one of these of the sections (17) is longer and the second section (18) is shorter, the interior (19) of the area delimited by the outline (15) facing the guide vane (2) so that the guide vane (2) enters the interior of the area (19) ), and farthest from the edge (8) of the guide vane (2) the end edge (7) of the chute (5) is oblique in relation to the outlet edge (8) of the guide vane (2).

2. A device for combating dust at a roadheader according to claim. The chute (5), characterized in that the collecting channel (20) of the chute (5), in the place where the end edge (7) of the chute (5) is farthest away from the guide vane (2), is connected to the drainage channel (9) which is open at the side of the guide vanes (2) and the rear wall (23) of the drainage channel (9) is inclined and forms an acute angle (Ot) with the outlet plane (24) of the drainage channel (9).

154 454

154 454 fy

Department of Publishing of the UP RP. Circulation 100 copies. Price PLN 3,000