PL162303B1 - Ruchome urzadzenie do czyszczenia powietrza w kopalni PL - Google Patents

Abstract

1 . Ruchom e urzadzenie do czyszczenia pow ietrza w kopalni, dla usuw ania pylu i dajacych sie wdychac sklad- ników , zawierajace glów na sekcje filtrów przyjm ujacych wchodzace pow ietrze dla odseparow ania pylu i dajacych sie wdychac skladników od pow ietrza dochodzacego do pierwszego w ylotu zapylonego pow ietrza, druga sekcje filtrów przyjm ujacych w spom niany wylot pierwszego zapylonego pow ietrza z glównej sekcji filtrów dla grom a- dzenia w spom nianego pylu i dajacych sie wdychac sklad- ników w drugim wylocie zapylonego pow ietrza, sekcje filtru tkaninow ego dla przyjm ow ania drugiego wylotu zapylonego pow ietrza z drugiej sekcji filtrów dla odfil- trow ania bardzo m alych i dajacych sie wdychac czaste- czek: glówny w entylator dla w ciagania przychodzacego pow ietrza przez glów na i druga sekcje filtrów , pom ocni- czy w entylator dla w ytw arzania cisnienia pow ietrza dla w ciagania drugiego w ylotu zapylonego pow ietrza przez druga sekcje filtrów i dla przepychania drugiego wylotu zapylonego pow ietrza przez filtr tkaninow y pod cisnie- niem , znamienne tym, ze zawiera elem enty balansowe (92) wlaczone pom iedzy cisnieniow a strone sekcji filtru tk a- ninow ego (76) a wlot glównej sekcji filtru, które to ele- m enty balansow e sa otw arte, gdy cisnienie po cisnienio- wej stronie filtru tkaninow ego przew yzsza zadane cisnienia, co pozw ala, ze cisnienie robocze drugiej sekcji filtrów miesci sie w zadanym zakresie FIG 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest ruchome urządzenie do czyszczenia powietrza w kopalni, zebranego w pobliżu przodka, gdzie urabiany jest węgiel. Urządzenie pracuje łącznie z wrębiarką do węgla, ale stanowi oddzielne urządzenie. Wrębiarka odcina i urabia węgiel, a następnie ładuje go na przenośnik, który przenosi węgiel przez sztolnię powrotną do obszaru doprowadzania.

Urządzenie do czyszczenia powietrza według wynalazku jest oddzielnym pojazdem mającym swoje własne podwozie oraz koła i który jest przeznaczony do pracy tuż obok wrębiarki do węgla tak, że kanał wentylacyjny o nastawnej długości może być zamontowany bardzo blisko przodka, gdzie urabiany jest węgiel, a przez to zabezpiecza wychwytywanie zapylonego powietrza, które nierozłącznie wytwarzane jest przy stosowaniu nowoczesnych technik urabiania.

Znane urządzenie tego rodzaju przedstawiono np. w opisie patentowym USA nr 4 348057. Urządzenie to zawiera główną dmuchawę o dużej pojemności, dla wyciągania powietrza z przestrzeni w pobliżu przodka, gdzie urabiany jest węgiel. Dmuchawa główna wyciąga powietrze przez siatkę, która odbija duże kawałki węgla do zbiornika odpadowego. Po przejściu przez siatkę, powietrze przechodzi przez główny stopień filtrów odśrodkowych, który oddziela pył i cząstki do strumienia zapylonego powietrza, a czyste powietrze doprowadza ponownie do kopalni. Zapylone powietrze jest prowadzone przez drugi stopień filtrów odśrodkowych, który jest pobudzany przez drugą dmuchawę, czasem stanowiącą agregat ciśnieniowy. Podczas dalszego oczyszczania powietrza zanim zostanie ono doprowadzone ponownie do kopalni, a zwłaszcza aby usunąć bardzo duże cząstki i dające się wdychać pyły, powietrze wyjściowe agregatu ciśnieniowego jest prowadzone przez stopień filtru tkaninowego i stąd do atmosfery.

Stopień filtru tkaninowego należy uważać za istotną część urządzenia z tego powodu, że filtry odśrodkowe są zdolne obsłużyć większe objętości powietrza, ale nie są praktycznie w stanie odfiltrować bardzo drobnych cząstek mających wielkość 10μ lub mniej, a ogólnie określane jako „dający się wdychać pył. Jest to właśnie taki dający się wdychać pył, który może być najbardziej szkodliwy dla górników. Tak więc w praktyce ważne jest, aby włączyć pewien rodzaj filtru tkaninowego lub innego filtru ekranowego, zdolnego do usuwania z powietrza dającego się wdychać pyłu, podczas procesu i zanim czyste powietrze zostaje ponownie doprowadzone do kopalni.

Jednakże występuje pewien problem przy pracy urządzenia wyżej przedstawionego, a mianowicie przy stosowaniu urządzenia przez pewienokres czasu (tj. kilka godzin), filtr tkaninowy zaczyna zatykać się, ponieważ odfiltrowuje on pył i mniejsze cząstki. Urządzenie jest wyposażone w zespół wstrząsowy dla czyszczenia filtrów tkaninowych, ale w praktyce filtry tkaninowe zostają przeciążone znacznie szybciej niż nastąpiłoby ich oczyszczenie przy zwykłej obsłudze konserwacyjnej lub wstrząsaniu filtrów. Jeśli sprawa tak się przedstawia, rzecz jasna, filtry powinny ulec zatkaniu, co może wpłynąć na ciśnienie robocze dla drugiego stopnia filtra odśrodkowego w taki sposób, że zmniejsza się jego skuteczność przy oddzielaniu pyłu lub cząstek, a więc następuje dalsze pogłębianie problemu zatykania filtra tkaninowego.

Przedmiotem wynalazku jest wiele ulepszeń w przedstawionej wyżej maszynie. Wprowadzony został zespół balansowy powietrznego sprężania zwrotnego w przewodzie pomiędzy wysokociśnieniową stroną obudowy filtru tkaninowego a wlotem powietrza tuż nad główną sekcją filtru. W przedstawionym przykładzie powietrzny zespół balansowy stanowi zawór balansowy, korzystnie w postaci wyważonej regulowanej płytki, która otwierał· się, gdy filtr tkaninowy staje się zatkany i ciśnienie na wysoko-ciśnieniowej stronie filtru tkaninowego osiąga określoną wielkość. Gdy ciśnienie na ciśnieniowej stronie filtru tkaninowego osiąga tę określoną wielkość, zawór wówczas otwiera się,pozwalając na przepływ powietrza do wlotu maszyny, aby wyrównać ciśnienie poprzez drugą sekcję filtrów odśrodkowych. To zapewnia, że druga sekcja filtrów odśrodkowych pracuje przy zadanym ciśnieniu dla bardziej skutecznego obrabiania zapylonego powietrza.

Ulepszenie to zapewnia tę zaletę, że powietrze wylotowe pomocniczej jednostki ciśnieniowej w przypadku gdy zbiornik filtru pozostawał w użyciu bez wytrząsania i został zatkany, zostaje raczej zawrócone do procesu aniżeli dopuszczone do głównego wylotu powietrza, przez wprowadzanie zapylonego powietrza ponownie przez zarówno główną, jak i drugą sekcję filtrów odśrodkowych.

Ponadto, urządzenie dla wprowadzania pyłu skalnego do czystego powietrza uchodzącego z głównej dmuchawy, a więc powracającego do kopalni, jest wzbudzane przez strumień powietrza

162 303 5 odchylonego od głównej dmuchawy tak, że nie jest potrzebna dodatkowa jednostka ciśnieniowa do mieszania pyłu z powietrzem, lub wpychanie mieszaniny do kopalni.

Przedmiot wynalazku objaśniony zostanie w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut pionowy prawej strony urządzenia do czyszczenia powietrza z pyłu węglowego według stanu techniki, fig. 2 - urządzenie do czyszczenia powietrza według wynalazku w widoku z boku; z prawej strony, z pewnymi elementami w przekroju dla pokazania wnętrza, fig. 3 -urządzenie z fig. 2 w widoku z góry, z usuniętymi płytami górnymi i pewnymi elementami w przekroju, dla jasności rysunku, fig. 4 i 5 przedstawiają widok z góry i z boku zaworu balansowego urządzenia z fig. 2 w powiększeniu, a fig. 6 przedstawia część tylną urządzenia z fig. 2 z częściami obudowy filtra tkaninowego w przekroju.

Nawiązując do fig. 1, znane ze stanu techniki urządzenie do czyszczenia powietrza zawiera ramę F mającą kola W tak ze może ono być przemieszczane w pobliże działającej wrębiarki. Powietrze i pyl są połączone przez duży przedłużalny przewód (nie przedstawiony) z miejsca w pobliżu przodka węglowego, do wlotu H. Duża dmuchawa główna umieszczona jest w urządzeniu w obszarze B; wciąga on powietrze przez wlot H do obszaru odchylania D, a pierwszy stopień filtra odśrodkowego C do sekcji przejściowej T. Czyste powietrze jest odprowadzane wylotem E. Duże kawałki węgla zostają odchylone przez jeden lub większą liczbę ekranów lub siatek D, do zbiornika odpadowego I. Zapylone powietrze z pierwszego stopnia filtru C jest prowadzone przez zbiornik osadczy II do drugiego stopnia filtra odśrodkowego znajdującego się generalnie w obszarze C'. Zapylone powietrze z drugiego stopnia filtrów odśrodkowych jest prowadzone poprzez zbiornik osadczy III przez jednostkę ciśnieniową tzn. dmuchawę P, a następnie do pomieszczenia rękawowego BH, które zawiera filtr tkaninowy dla odfiltrowywania małych cząstek i pyłu przed odprowadzeniem czystego powietrza.

Urządzenie do czyszczenia powietrza według wynalazku przedstawione na fig. 2 i 3 zawiera ramę 10 z czterema kołami podporowymi 11, przy czym przód urządzenia przedstawiono z prawej strony fig. 2 i 3.Przednie koła 11 połączone sąprzez konwencjonalny mechanizm sterujący 13. Tak jak w znanym rozwiązaniu osłona wlotowa 14 tworzy otwór wlotowy 15 określony przez kołnierz wlotowy 16, który jest przystosowany do przyjęcia dużego przewodu mającego odpowiednią długość tak, że wlot przewodu może znajdować się w pobliżu obszaru, gdzie wrębiarka wycina węgiel, a więc w obszarze, gdzie wytwarzany jest pył najbardziej gęsty. Wiele pionowych płyt 17 znajduje się w osłonie wlotowej 14 tak, aby wchodzące powietrze, jak to oznaczono strzałkami 18 przechodziło po drodze generalnie liniowej, bez zawirowań.

Bezpośrednio za osłoną wlotową 14 znajduje się otwór wlotowy sprężonego powietrza 19, w którym umieszczone są dwie pochylone siatki, schematycznie zaznaczone na fig. 2 przerywanymi liniami 20 i 21. Siatki 20, 21 mogą być do siebie podobne, ale siatka 20 jest przeznaczona do oddzielania większych cząstek niż siatka 21. Większe kawałki węgla niesione przez strumień wchodzącego powietrza uderzają w siatki 20 i 21 i zostają odchylone w dół pod wpływem sił grawitacji do pierwszego zbiornika odpadowego 22, który rozciąga się poprzecznie i jest połączony z wlotowym otworem powietrza sprężonego 19 za pomocą wydłużonego otworu rozciągającego się poprzecznie w dnie komory wlotowego sprężonego powietrza 19. Tuż za otworem wlotowym sprężonego powietrza 19 znajduje się główna sekcja filtrów 25, która praktycznie zajmuje całą szerokość urządzenia, jak to pokazano na fig. 3, jak również praktycznie całą czynną wysokość urządzenia ponad obszarem zbiorczym, jak przedstawiono na fig. 2. Główna sekcja filtrów 25 zawiera wiele indywidualnych· filtrów odśrodkowych 26. Filtry odśrodkowe 26 są przedstawione bardziej szczegółowo w opisie patentowym USA nr 4 348 057. Każdy z odśrodkowych filtrów lub wirówek ma kształt cylindryczny, ma wlot zwrócony do wlotu urządzenia oraz dwa wyloty. Jeden z wylotów, oznaczony przez 27 na fig. 2, jest osiowo ustawiony w jednej linii z dołączonym wlotem i jest ograniczony przez element rdzeniowy separatora 28, o kształcie stożka ściętego. Główna sekcja filtrów 25 zawiera drugi wylot 29 przy dnie, przez który przechodzi zapylone powietrz.e. Wylot 29 zapylonego powietrza łączy się z kanałami w sekcji filtrów, które zbierają powietrze przechodzące na zewnątrz elementu separatora 28. Z przodu każdego indywidualnego filtra przymocowana jest łopatka 30, która może mieć wiele ostrzy o kształcie wymuszającym przechodzenie powietrza z prawej strony rysunku do lewej, do kształtu wirowego wewnątrz filtru.

162 303

Ponieważ powietrze przechodzi przez wszystkie sekcje indywidualnych filtrów z wysoką prędkością, wciągane przez główną dmuchawę ssącą, powietrze i porwane cząstki zostają siłą wprowadzone w ruch wirowy przez łopatki wlotowe 30. Większa masa cząstek powoduje ich przemieszczenie na zewnątrz, ku obwodowi elementów separatora w kształcie stożka, podczas gdy lżejsze powietrze przechodzi przez środek. Tak więc cząstki i dający się wdychać pył przechodzi na zewnątrz elementu separatora 28 pod wpływem siły odśrodkowej wytwarzanej przez zawirowanie tak, ze tylko czyste powietrze przechodzi przez środek elementu separatora 28 i wyładowczy wylot 27. Zapylone powietrze, w którym pył węglowy i cząstki są porwane, zostaje zebrane i przepuszczone przez wylot zapylonego powietrza 29 przy dolnej części głównej sekcji filtrów i do drugiego zbiornika osadczego 32. Zapylone powietrze przechodzące do zbiornika osadczego 32 porusza pionowo w dół sąsiednią pionową płytę 33 i następnie zostaje odchylone w lewo przez odchylającą płytę 34, tak więc zapylone powietrze przechodzi wężykowatą drogę w dół zmniejszając szybkość i pozwalając ciężkim cząstkom osadzać się na dnie zbiornika osadczego 32. Jedynym wyjściem powietrza ze zbiornika osadczego 32 jest poziomo wydłużony wąski wylot 35 umieszczony tuż pod podłogą 36 sekcji przejściowej 37 dla prowadzenia czystego powietrza. Szczelina 35 jest regulowaną szczeliną wyważającą powietrze, lub bramką. Do pionowej ściany 39 zamontowana jest płyta 38, za pomocą wielu śrub i nakrętek 40. Płyta 38 ma rozciągające się pionowo szczeliny dla przyjęcia śrub, przy czym płyta może być nastawiana pionowo przez przesuwanie jej wzdłuż nakrętek, aby utworzyć wymagany otwór dla szczeliny 35, a następnie zaciska się śruby. Jak wspomniano, zapylone powietrze po obróbce przez pierwszą sekcję filtrów przechodzi w dół przez otwór wyładowczy 29 głównej sekcji filtrów 25, na prawo od pionowej ściany 33 i następnie przez płytę odchylającą 34 zmuszone zostaje do przejścia do głównej sekcji zbiornika 32. Następnie powietrze porusza się w górę przy tyle zbiornika 32 i przez szczelinę 35, jak wskazuje strzałka 43.

Sekcja przejściowa 37 przystosowuje powierzchnię przekroju poprzecznego głównej części urządzenia od kształtu prostokątnego wymaganego dla głównej sekcji filtrów 25 do kołowego przekroju sekcji wymaganego dla głównej sekcji dmuchawy 46. Wewnątrz głównej sekcji dmuchawy 46 wbudowany jest duży wentylator dmuchawy 47,który zmusza czyste powietrze do ruchu promieniowo na zewnątrz, jak wskazuje strzałka 48, a obudowa głównej sekcji dmuchawy 46 zmusza powietrze do wylotu z wentylatora 47 do tyłu, w kierunku strzałki 49 w pierścieniowy obszar 50 znajdujący się pomiędzy zewnętrzną ścianą 51 urządzenia a wewnętrzną kołową przegiodą 52, która dostosowana jest do średnicy głównego wentylatora 47 i która mieści wał napędowy 55 i odpowiednie elementy nośne dla głównego wentylatora dmuchawy.

Główny wentylator dmuchawy 47 wywołuje ssanie, dla wciągania zapylonego powietrza z porwanymi cząstkami i pyłem, przez osłonę wlotową 14 i główną sekcję filtrów 25. W pierścieniowej przestrzeni pomiędzy zewnętrzną obudową 51 a wewnętrzną obudową 52 znajduje się wiele promieniowo umieszczonych łopatek 57. Jak to przedstawiono na fig. 3 łopatki 57 są rozstawione z równymi kątowymi odstępami wokół przegrody 52 tak, że wylotowe czyste powietrze płynie generalnie w liniowym kierunku, jak wskazuje strzałka 53 na fig. 3.

Silnik elektryczny 59 (fig. 2) zamontowany jest na ramie 10, a jego wałek wyjściowy napędza koło pasowe. Trzy oddzielne pasy 60 (fig. 2 i 3) nałożone są wokół wyjściowego koła pasowego silnika 59 i są one również nałożone wokół drugiego kola pasowego 61 (fig. 3) umieszczonego w wewnętrznej osłonie stanowiącej przegrodę 52, a napędzają wał napędowy 55 wentylatora 47.

Wracając do części systemu, która przetwarza zapylone powietrze,które przechodzi przez zbiornik osadczy 32 przechodzi również przez wylot 35. Druga sekcja filtrów 65 zawiera wiele indywidualnych filtrów odśrodkowych, podobnych do filtrów 26 przedstawionych powyżej, w związku z główną sekcją filtrów odśrodkowych 25. Wyloty czystego powietrza z indywidualnych filtrów drugiej sekcji filtrów oznaczono 66, a wylot powietrza zapylonego oznaczono przez 67, na fig. 2. Powietrze wychodzące z wylotów czystego powietrza 66 płynie przez przewód 68, a stąd do wlotu głównego wentylatora 47, jak zaznaczono strzałką 64 na fig. 2 i 3.

Powietrze wychodzące z wylotu zapylonego powietrza 67 drugiej sekcji filtrów 65 przechodzi w dół do trzeciego zbiornika osadczego 69 i powietrze to zostaje odchylone przez płytę 70 poprzez zbiornik i w kierunku otworu wyładowczego, do przewodu 71, który doprowadza zapylone powietrze do wentylatora pomocniczej dmuchawy 72, który czasem odpowiada jednostce ciśnie162 303

Ί niowej, ponieważ jego podstawową funkcją jest zabezpieczyć niezbędną różnicę ciśnień dla skutecznego usuwania cząstek pyłu i zanieczyszczeń przez drugą sekcję filtrów 65, jak również zabezpieczyć niewiele podwyższone napięcie dla stopnia filtru tkaninowego.

Wylot jednostki ciśnieniowej 72 jest dołączony poprzez przewód 73 (fig. 3) do wlotu przewodu rozgałęźnego 74 obudowy 75 sekcji filtru tkaninowego 76. Spodnia ściana 77 obudowy 75 jest pochylona w dół w kierunku tyłu tak, że cząstki strząśnięte z filtrów tkaninowych mogą być usunięte pod wpływem działania sił grawitacji ze wspomaganiem przez drzwi 78 utworzone w tylnej ścianie obudowy 75. Zespół filtru tkaninowego 80 zamontowany jest w obudowie 75, a zawiera on wiele prostokątnych wieszaków drutowych 81, na których zawieszona jest tkanina filtrująca 82 używana zwykle w dużych komercjalnych odpylaczach próżniowych a umożliwiająca filtrowanie pyłu i małych cząstek mających rozmiar mniejszy niż 10/7. Filtr 82 może zawierać wiele sekcji, stosownie do objętości powietrza jaka ma być przetworzona przez maszynę na bieżąco, a konieczne jest tylko, aby całe powietrze przechodzące z jednostki ciśnieniowej 72 do wlotu przewodu rozgałęźnego 74 przechodziło przez filtr tkaninowy 80 zanim odprowadzane powietrze wchodzi do wylotu sprężonego powietrza 62 jak zaznaczono strzałką 83 na fig. 2.

Wieszaki 81 są przymocowane do górnego pręta wieszakowego, który jest zamocowany przy pomocy łącznika 85 do mimośrodowego silnika napędowego 86. Gdy silnik napędowy 86 zostaje uruchomiony, mimośrodowy napęd przez łącznik 85 powoduje, że wstrząsowy pręt wieszakowy 84 porusza się ruchem posuwisto-zwrotnym, przez co wstrząsa się filtr tkaninowy 80 za pomocą wieszaków 81 i wstrząsowego pręta 84. W ten sposób czyści się filtr przez usuwanie cząstek wychwyconych przez filtrującą tkaninę, które spadają pod wpływem sił grawitacji na dno obudowy 74.

Jak wspomniano wcześniej, sekcja filtru tkaninowego jest znana jako wysoce atrakcyjna z tego względu, że ma zdolność filtrowania bardzo drobnych cząstek, nawet do wymiaru pyłu dającego się wdychać, objętość powietrza przetwarzanego przez urządzenie do czyszczenia powietrza jest tak duża, że po dłuższym okresie użytkowania, filtry tkaninowe wykazują skłonność do zatykania. To stwarza taki problem, że ciśnienie w komorze 90 poniżej filtra tkaninowego 80, który normalnie działa przy ciśnieniu niewiele przewyższającym ciśnienie atmosferyczne (np. 1 psi (H2O)), może wzrosnąć. Każdy wzrost ciśnienia w komorze 90 normalnie byłby ponownie zmniejszony przez jednostkę ciśnieniową 72, przez to zmniejsza się ciśnienie w zbiorniku osadczym pyłu 69 dla drugiej sekcji odśrodkowej 65, powodując w rezultacie znacznie mniej skuteczne działanie drugiego stopnia filtrującego ze względu na wynikający stąd spadek ciśnienia roboczego.

Aby rozwiązać ten problem, w urządzeniu według wynalazku zastosowano ciśnieniową pętlę sprzężenia zwrotnego 92, dla wyrównania ciśnienia pomiędzy komorą 90 filtra tkaninowego a wlotem tuż przed pierwotną sekcją filtrującą 25, jak to zostanie opisane szczegółowo. Jak to przedstawiono zarówno na fig. 2 jak i na fig. 3, blisko wewnętrznej strony ściany frontowej 88 obudowy 75 sekcji filtru tkaninowego i blisko szczytu ściany frontowej znajduje się otwór 89, który łączy się z komorą 90 poniżej filtru tkaninowego 80. Przewód 92 jest dołączony do frontowej ściany 88, aby prowadzić powietrze przechodzące przez otwór 89 ku przodowi i następnie w dół do wydrążonej sekcji ramowej 93, która jest zamontowana na głównej ramie 10 powyżej zbiorników 22,32 i 69. W przedniej części wydrążonego rurowego członu ramowego 93 znajduje się otwór 94 w lewej ścianie tego członu tuz przed wlotem sekcji filtrów 25 i w pobliżu spodu prawej strony otworu wlotowego sprężonego powietrza 19.

Powietrzna płyta balansowa lub zawór 95 znajduje się w przewodzie sprzężenia zwrotnego 92. Zawór balansowy jest przedstawiony bardziej szczegółowo na fig. 4 i 5 i zawiera on płytkę zaworową 96, która ma taki wymiar, aby całkowicie zamknąć przewód 92, gdy płytka 96 jest prostopadła względem osi przewodu 92, jak przedstawiono linią przerywaną 96A na fig. 5. Płytka 96 jest przymocowana do podpartego obrotowo pręta poprzecznego 97 umieszczonego powyżej poziomego punktu środkowego lub środka płytki 96 tak,ze większa część płytki dążyłaby do tego, aby spowodować wahnięcie płytki do pozycji zamknięcia 96A. Podparty obrotowo pręt 97 przechodzi przez przeciwległe boczne ścianki przewodu 92 i jest w znany sposób zamontowany obrotowo. Ramię dźwigni 98 jest przymocowane do podpartego obrotowo pręta 97 i umieszczone na zewnątrz przewodu 92. Waga 99 przymocowana jest do ramienia dźwigni 98, przy czym waga 99

162 303 może być umieszczona w innych położeniach wzdłuż dźwigni 98 tak, aby zapewnić regulowaną siłę zamykającą. Przeciwwaga 101 jest zamontowana do przeciwnej strony płytki 96 w położeniu ponad osią podpartego obrotowo pręta 97.

Przy normalnej pracy, ciśnienie z lewej strony płytki 96 jest takie samo jak ciśnienie, które występuje w komorze 90 pod filtrem tkaninowym 80 w obudowie 88 tego filtru. Jak zaznaczono, ciśnienie to jest zazwyczaj nieco wyższe od atmosferycznego, tj. rzędu 1-2 psi i jest ono niewystarczające, aby otworzyć płytkę 96 z pozycji zamknięcia 96A. Filtr tkaninowy zostałby zatkany i ciśnienie w komorze 90 wzrosłoby do określonej wartości (jak określono przez regulację wagi 99 na ramieniu dźwigni 98), nacisk na część płytki zaworowej 96 poniżej podpartego obrotowo pręta 97 pokona moment wywołany przez wagę 99 i spowoduje obrót płytki w kierunku przeciwnym do obrotu wskazówek zegara, jak przedstawiono na fig. 5, do pozycji otwarcia zaznaczonej linią przerywaną 96B. Jeśli ciśnienie wzrasta dalej, płytka zaworowa 96 otworzy się szerzej przepuszczając więcej powietrza, aby płynęło w kierunku strzałki 102 przez przewód 92 i wydrążoną sekcję ramową 93 do wlotu pierwotnej lub głównej sekcji filtrów odśrodkowych 25.

Tak więc, jeśli ciśnienie w komorze 90 wzrasta ponad wcześniej określoną granicę, powietrzny zawór balansowy 95 otwiera się przepuszczając płynące powietrze przez przewód sprzężenia zwrotnego 92 i zmniejszając ciśnienie w komorze 90. Ponieważ ciśnienie wytwarzane przez jednostkę ciśnieniową 72 jest stałe, wpływa to na utrzymanie ciśnienia w zbiorniku osadczym 69 na stałym poziomie i określonym dla efektywnego i skutecznego działania dla oddzielania pyłu i małych cząstek w drugiej sekcji filtrów 65. Innymi słowy, właściwe działanie zaworu balansowego 95 w przewodzie sprzężenia zwrotnego 92 ustala i utrzymuje prawidłowe ciśnienie przy wylocie zapylonego powietrza drugiej sekcji filtrów 65.

Aby uzyskać to prawidłowe ciśnienie może być konieczna regulacja bramki lub otworu 35 dla prawidłowego rozłożenia ciśnienia pomiędzy główną sekcją filtrów a drugą sekcją filtrów jak ustalono przez wentylator 47. Tak więc, chociaż regulowana bramka 35 była częścią znanego urządzenia z fig. 1, w równej mierze jest ona ważna, jeśli nie najważniejsza, w urządzeniu według wynalazku.

Możnaby zauważyć, że powietrze przechodzące przez przewód sprzężenia zwrotnego 92 jest powietrzem zanieczyszczonym i zostaje ono ponownie wprowadzone do układu czyszczenia powietrza tuż pod główną sekcją filtrów odśrodkowych 25. Ponadto, powietrze przechodzące przez przewód sprzężenia zwrotnego 92 zostaje poddane obróbce drugi raz, zarówno przez pierwszy i drugi filtr odśrodkowy, a należy to wziąć pod uwagę jako drugą zaletę powietrznego zaworu balansowego i przewodu sprzężenia zwrotnego, ponieważ gdy filtry tkaninowe zaczynają się zatykać, każdy nadmiar powietrza przeznaczonego do gromadzenia w komorze 90 będzie powodował powstanie ciśnienia otwierającego zawór 95 powodując przez to zawrócenie powietrza do ponownej obróbki.

Problem i jego rozwiązanie zostanie objaśnione w przykładzie. W normalnych warunkach działania ciśnienie w zbiorniku osadczym 32 będzie wynosiło -lOpsi (tzn. poniżej ciśnienia atmosferycznego), ciśnienie w trzecim zbiorniku osadczym 69 normalnie mieści się w granicach -27 do -32 psi, a ciśnienie na ciśnieniowej stronie filtra tkaninowego (tj. w komorze 90 obudowy filtra 75) będzie niewiele dodatnie (+ 1 do +2 psi). Jeśli filtr tkaninowy zaczyna się zatykać, ciśnienie na ciśnieniowej powierzchni filtra tkaninowego może wzrosnąć do + 15 psi. To mogłoby powodować wzrost ujemnego ciśnienia w zbiorniku 69 od -30 psi (na przykład) do około -15 psi, co jest niewystarczające dla skutecznego działania przewodów wylotowych filtrów odśrodkowych w drugiej sekcji filtrów 65, biorąc pod uwagę, że ciśnienie w zbiorniku 32 będzie również wzrastało.

Tak więc, przy zastosowaniu zaworu balansowego 95 i utrzymywaniu jego punktu pracy przy ciśnieniu np. + 5 psi, ciśnienie w zbiorniku 69 będzie ustalone przy około -25 psi, co jest właściwe dla działania drugiej sekcji filtru 65 wydajnie i skutecznie.

Regulowana bramka balansowa 35 jest tak nastawiona, że ciśnienie przy wylocie zapylonego powietrza pierwszego filtru odśrodkowego jest w przybliżeniu równe lub nieco mniej ujemne niż ciśnienie przy wylocie czystego powietrza 27. Jest to dalszy efekt zmniejszającego się wypływu powietrza ze zbiornika 32, który pozwala, że więcej cząstek i pyłu zostaje wciągnięte w strumień zapylonego powietrza z pierwszej sekcji filtru odśrodkowego do zbiornika osadczego 32.

162 303

Wracając teraz do fig. 3 i 6, urządzenie do automatycznego wprowadzania pyłu, (które jest przeznaczone do złapania drobnych cząstek pyłu węglowgo w osadniku pyłu węglowego z powietrza a przez to zmniejszenie ryzyka eksplozji) generalnie oznaczono jako 105 na fig. 3. Zawiera ono lej samowyładowczy 106 dla odbioru i gromadzenia pyłu skalnego, który zostaje doprowadzony przez świder ziemny 107 do konwencjonalnej komory mieszania. Świder ziemny 107 jest napędzany przez silnik hydrauliczny. Dwie kątowe sekcje pomiędzy łopatkami 57 zostają odblokowane przez pionową płytkę 108. Dodatkowo metalowe ściany górna, dolna i boczne, jak również częściowa ściana frontowa współpracują z płytką 108 i zewnętrzną ścianką 51 głównej sekcji zbiornika osadczego, aby zabezpieczyć wlot ciśnieniowy komory 110. Przewód 111 łączy wylot ciśnieniowej komory 110 z wlotem komory mieszania, aby spowodować wprowadzenie pyłu skalnego do komory mieszania, aby zmieszać go z powietrzem pod ciśnieniem. Mieszanina czystego powietrza i pyłu skalnego przechodzi następnie przez przewód wyjściowy 112 z powrotem przez tylną część ściany 51 i do wyładowczego obszaru, gdzie główny strumień powietrza wyprowadzanego zabiera napowietrzone pyły skalne i odprowadza je w dół urządzenia. Celem wprowadzania pyłu skalnego nie jest ograniczanie przypadku, który może wystąpić jako rezultat obecności pyłu węglowego lub drobnych cząstek w powietrzu wychodzącym z maszyny do czyszczenia powietrza. Występuje tu raczej powietrze, które przechodzi w kierunku powrotu do kopalni, które nie było poddane obróbce przez maszynę do czyszczenia powietrza, ale przechodzi wokół niej. To powietrze nie poddane obróbce może zawierać w sobie pył węglowy, więc wprowadzenie pyłu węglowego przez maszynę do czyszczenia powietrza również ma działanie w kierunku osadzania pyłu węglowego w powietrzu, które może przechodzić raczej wokół maszyny do czyszczenia powietrza niż przez poddawanie go obróbce w maszynie.

9b'

- /- - F~C. -5

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Ruchome urządzenie do czyszczenia powietrza w kopalni, dla usuwania pyłu i dających się wdychać składników, zawierające główną sekcję filtrów przyjmujących wchodzące powietrze dla odseparowania pyłu i dających się wdychać składników od powietrza dochodzącego do pierwszego wylotu zapylonego powietrza; drugą sekcję filtrów przyjmujących wspomniany wylot pierwszego zapylonego powietrza z głównej sekcji filtrów dla gromadzenia wspomnianego pyłu i dających się wdychać składników w drugim wylocie zapylonego powietrza; sekcję filtru tkaninowego dla przyjmowania drugiego wylotu zapylonego powietrza z drugiej sekcji filtrów dla odfiltrowania bardzo małych i dających się wdychać cząsteczek; główny wentylator dla wciągania przychodzącego powietrza przez główną i drugą sekcję filtrów; pomocniczy wentylator dla wytwarzania ciśnienia powietrza dla wciągania drugiego wylotu zapylonego powietrza przez drugą sekcję filtrów i dla przepychania drugiego wylotu zapylonego powietrza przez filtr tkaninowy pod ciśnieniem, znamienne tym, że zawiera elementy balansowe (92) włączone pomiędzy ciśnieniową stronę sekcji filtru tkaninowego (76) a wlot głównej sekcji filtru, które to elementy balansowe są otwarte, gdy ciśnienie po ciśnieniowej stronie filtru tkaninowego przewyższa zadane ciśnienia, co pozwala, że ciśnienie robocze drugiej sekcji filtrów mieści się w zadanym zakresie.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że główna sekcja filtrów (25) zawiera wiele indywidualnych filtrów odśrodkowych (26), z których każdy filtr ma wlot, wylot czystego powietrza (27) i drogę odprowadzania zapylonego powietrza (29), które to drogi odprowadzania zapylonego powietrza pierwszych filtrów odśrodkowych są skierowane do wnętrza pierwszego zbiornika osadczego (32); ponadto zawiera regulowaną bramkę (35) sterującą przepływ powietrza z pierwszego zbiornika osadczego i drugą sekcję filtrów odśrodkowych (65) przyjmującą powietrze przechodzące przez regulowaną bramkę i mającą wylot czystego powietrza (66) oraz wylot zapylonego powietrza (67); jak również przewód (68) prowadzący czyste powietrze od wylotu drugiej sekcji filtrów odśrodkowych do wlotu głównego wentylatora (47); a ponadto zawiera drugi zbiornik osadczy (69) odbierający zapylone powietrze odprowadzane z drugiej sekcji filtrów odśrodkowych, przy czym wentylator pomocniczy (72) jest dołączony do drugiego zbiornika osadczego dla wyciągania z niego powietrza i dla kierowania tego powietrza do sekcji filtrów tkaninowych (76).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sekcja filtrów tkaninowych (76) zawiera obudowę (75) mającą przewód rozgałęźny (74) doprowadzający powietrze; element filtru tkaninowego (82) w tej obudowie, który to element ma ciśnieniową stronę stykającą się z wnętrzem obudowy (75) dla przynajmniej częściowego ograniczania ilości zapylonego powietrza w drugiej sekcji filtrów we wspomnianej obudowie; przy czym pomocniczy wentylator (72) doprowadza wnętrze obudowy do ciśnienia nieco wyższego od ciśnienia atmosferycznego, przez co powietrze wewnątrz obudowy zostaje wprowadzone przez element filtru tkaninowego do drogi odprowadzania głównego wentylatora, a do obudowy sekcji filtru tkaninowego jest dołączony element balansowy (92), który jest wrażliwy na ciśnienie w tej obudowie.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że element balansowy (92) zawiera przewód (92') z wlotem (89) łączącym się z wnętrzem obudowy (75) sekcji filtru tkaninowego oraz wylotem (94) łączącym się z miejscem tuż przed wlotem głównej sekcji filtrów (25), przy czym element balansowy zawiera zawór (95) we wspomnianym przewodzie, który to zawór jest normalnie zamknięty gdy ciśnienie w obudowie mieści się w zadanym zakresie, a jest otwarty pozwalając na przejście powietrza z wnętrza obudowy do regeneracji przez główną sekcję filtrów, gdy wspomniany zawór wyczuwa, że ciśnienie wewnątrz obudowy sekcji filtru tkaninowego jest wyższe niz zadany zakres ciśnienia.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zawór (95) zawiera płytkę (96), która służy do otwierania, aby pozwolić zwiększyć przepływ z obudowy jeśli ciśnienie w obudowie wzrasta ponad zadany zakres ciśnienia.

   162 303
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, ze przewód (92') dememu balansowego (92) zawiera przynajmniej jedną wydrążoną wzdłużną sekcję ramową (93) ruchomego urządzenia, która to sekcja ramowa rozciąga się od punktu środkowego urządzenia do przodu, w kierunku osłony wlotu umieszczonej przed główną sekcją filtrów.
7. 7. Urządzenie do powietrza w kopalni, dla usuwania pyłu i dających się wdychać składników, zawierające główną sekcję filtrów przyjmujących wchodzące powietrze dla odseparowania pyłu i dających się wdychać składników z tego powietrza dochodzącego do pierwszego wylotu zapylonego powietrza i dla gromadzenia pyłu i dających się wdychać składników w wylocie zapylonego powietrza; sekcję filtru tkaninowego (76) dla przyjmowania wylotu zapylonego powietrza z głównej sekcji filtrów dla filtrowania małych dających się wdychać cząsteczek i dla odprowadzania czystego powietrza do wylotu głównego wentylatora; ponadto zawiera główny wentylator (47) dla wciągania przychodzącego powietrza przez główną sekcję filtrów; pomocniczy wentylator (72) dla wytwarzania ciśnienia powietrza dla wciągania wylotu zapylonego powietrza przez główną sekcję filtrów i dla przepychania drugiego wylotu zapylonego powietrza przez filtr tkaninowy pod podwyższonym ciśnieniem, znamienne tym, że zawiera elementy balansowe (92) włączone pomiędzy ciśnieniową stronę sekcji filtru tkaninowego a wlot głównej sekcji filtru, które to elementy balansowe są normalnie zamknięte i otwierają się, gdy ciśnienie po ciśnieniowej stronie sekcji filtru tkaninowego przewyższa zadane ciśnienie, co pozwala, że ciśnienie robocze głównej sekcji filtrów mieści się w zadanym zakresie.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że sekcja filtru tkaninowego (76) zawiera obudowę (75) mającą rozgałęźny wlot powietrza (74); element filtru tkaninowego (82) w tej obudowie, który to element ma ciśnieniową stronę stykającą się z wnętrzem obudowy (75) dla przynajmniej częściowego ograniczania ilości zapylonego powietrza z głównej sekcji filtrów (25) we wspomnianej obudowie; przy czym pomocniczy wentylator doprowadza wnętrze obudowy do ciśnienia nieco wyższego od ciśnienia atmosferycznego, przez co powietrze wewnątrz obudowy będzie wprowadzone przez element filtru tkaninowego do drogi odprowadzania głównego wentylatora, a do obudowy sekcji filtru tkaninowego jest dołączony element balansowy, który jest wrażliwy na ciśnienie w tej obudowie.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że element balansowy (92) zawiera przewód (92') z wlotem (89) łączącym się z wnętrzem obudowy sekcji filtru tkaninowego oraz wylotem (94) łączącym się z miejscem tuż przed wlotem głównej sekcji filtrów (25), przy czym element balansowy zawiera ponadto zawór (95) we wspomnianym przewodzie; który to zawór jest normalnie zamknięty gdy ciśnienie w obudowie mieści się w zadanym zakresie, a zawór otwiera się pozwalając na przejście powietrza z wnętrza obudowy do regeneracji przez główną sekcję filtrów gdy zawór balansowy wyczuwa, że ciśnienie we wnętrzu obudowy sekcji filtru tkaninowego wzrasta ponad zadany zakres ciśnienia.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że zawór (95) zawiera płytkę (96), która służy do otwierania, aby pozwolić zwiększyć przepływ z obudowy, gdy ciśnienie w obudowie wzrasta ponad zadany zakres ciśnienia.
11. 11. Urządzenie do czyszczenia powietrza w kopalni, dla usuwania pyłu i dających się wdychać składników, zawierające główną sekcję filtrów przyjmujących wchodzące powietrze dla odseparowania pyłu i dających się wdychać składników ze wspomnianego powietrza wchodzącego do pierwszego wylotu zapylonego powietrza i dla gromadzenia pyłu i dających się wdychać składników w wylocie zapylonego powietrza; ponadto zawiera główny wentylator dla wciągania przychodzącego powietrza przez wspomnianą sekcję filtrów i dla odprowadzania czystego powietrza z tej sekcji filtrów, znamienne tym, że zawiera komorę ciśnieniową (110) w pierwszym położeniu w strumieniu wylotowego czystego powietrza wentylatora, dla zbierania czystego powietrza pod ciśnieniem od wspomnianego strumienia wylotowego oraz elementy (105) przyjmujące pył skalny i powietrze pod ciśnieniem ze wspomnianej obudowy, dla mieszania powietrza pod ciśnieniem z pyłem skalnym i ' dla wprowadzania tej mieszaniny do wylotowego strumienia w drugim położeniu w dół w kierunku wypływu powietrza z pierwszego położenia.

    162 303