高壓水射流風機的研制與應用-.doc

高壓水射流除塵風機的研制與應用KGSC-3型專利號：201220450140.5宿州金地工貿(mào)有限責任公司2012年12月高壓水射流風機的研制與應用KGSC-3型一、概述：煤礦井下由于存在瓦斯煤塵爆炸的安全隱患，對設備的使用安全性能要求很高。在綜掘工作面除塵上，早先出現(xiàn)的水射流引射裝置（水射流風機），使用水射流做動力，結構本身無機械運動部件，不會產(chǎn)生火花，被用于井下局部通風和除塵，但由于耗水量大且除塵水不循環(huán)影響作業(yè)環(huán)境、引風量小等原因并未能在井下推廣應用。我公司投入大量人力物力財力，三年多時間研制的新型高壓水射流風機采用旋轉射流代替原來的老式普通射流，整個裝置設計用高壓大流量循環(huán)水源（大于15MPa）代替原來的低壓水源（4MPa），動力強勁，不僅提高能量轉換效率，且有效縮短風機長度，提高除塵效率和效果，產(chǎn)生的除塵水經(jīng)過過濾循環(huán)再利用，環(huán)保高效，效果良好。本裝置已獲得國家實用新型專利，高壓水射流負壓除塵器，專利號：201220450140.5二、設計目的及效果2.1設計目的：本除塵器利用高壓水射流形成的負壓進行引風除塵，無旋轉機構，主要用于煤巷、半煤巷以及巖巷有瓦斯超限危險的綜掘掘進的通風除塵，有效地解決現(xiàn)有風機無法在這種易燃易爆環(huán)境下的除塵問題。避免粉塵帶來人身和礦井安全的危害。還可解決綜采工作面上隅角瓦斯超限問題，即高壓水射流除塵器將超限瓦斯抽排到主風流中，隨風流擴散，避免瓦斯超限帶來的危害。此外，該裝置還可用于電鉆或風鉆打眼、放炮、風鎬或機械采煤、人工或機械裝碴、人工攉煤或機械裝煤、自溜運輸、各種方式的運輸或轉載、工作面放頂及假頂下的支護、挑頂刷幫以及提升卸載等煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量煤塵的環(huán)境。 2.2除塵效果通過實際測定，總粉塵除塵效率高于95%，使綜掘機司機的工作能見度大大提高。三、工作原理及理論特性3.1結構設計及特點該風機主要由高壓大流量注水泵站、射流器、除塵風筒、旋流器、風水分離器、氣動泵和保護裝置組成。射流器和旋流器用流線型支架固定于除塵風筒中央，射流迅速擴散至風筒邊緣，以盡可能多地將射流能量傳給風流，風筒由鋼板卷制而成，尾段風筒設有風水分離器，將絕大部分水流分離引出風機經(jīng)水箱過濾并循環(huán)使用（除塵器可由井下高壓水源供水，也可由專用泵站供水）。特點：1.大流量高壓水射流裝置，射流速度高，引風量大。2.旋轉霧化，能有效的進行紊流霧化，除塵效率高。3.風水分離裝置，能有效的進行氣水分離，水可收集過濾循環(huán)再利用，有效的保護作作業(yè)環(huán)境。高壓水射流引風除塵風機示意圖旋流器除塵風筒射流器高壓注水泵站氣動泵風水分離器3.2工作原理高壓水流經(jīng)過射流器形成高速射流，在進風口處產(chǎn)生負壓進行引風，把含有瓦斯或粉塵的空氣吸入風機，含塵風流進入風筒到旋流器迅速霧化，高速霧粒與空氣的動量交換和高壓水射流的卷吸作用，在除塵段產(chǎn)生渦流和紊流，水霧將粉塵包裹沉降，從而達到通風和降塵的目的，風水分離器再將氣水進行分離，除塵水經(jīng)過收集過濾，循環(huán)使用。在處理采煤工作面上隅角積聚瓦斯時，高壓水射流風機利用高壓水作動力形成引射風流，可將積聚在上隅角的瓦斯抽放或吹散到回風巷，使其與主風流混合，從而達到解決瓦斯積聚的目的。在掘進工作除塵時，高壓水射流風機利用高壓旋轉霧化射流將含塵空氣吸入到風筒內(nèi)，高速霧粒與粉塵的密集碰撞，噴淋將粉塵截獲隨霧粒沉降，達到除塵的目的。3.3理論特性水射流風機的風量與供水壓力件的關系稱之為水射流風機的理論特性。假定高壓水射流與風流能量交換時無能量損失，按能量恒定律，輸入給水射流風機功率應等于水射流風機輸出的功率，即：PQ0k/60=PW技術參數(shù)：型 號KGSC-3KGSC-2備注風筒直徑380 mm600 mm風筒長度3900 mm5600 mm額定壓力15 MPa15 MPa額定流量125 L/min125 L/min額定風量2175 m3/min370 m3/min額定電壓660/1140 V660/1140 V額定功率37 kw37 kw特性曲線圖（略）四、安裝及使用說明1.將高壓注水泵站安裝在轉運（二運）皮帶機尾的拖動軌道上，可隨拉移皮帶機尾前進時一并前移；2.引風除塵器通常安裝在綜掘機上，隨綜掘機前進火后退，以便及時抽風除塵，亦可吊掛在距迎頭3-10米的位置；3氣動泵緊隨除塵風筒，以便及時將分離出來的水輸送到注水泵站水箱中供過濾循環(huán)再利用，達到節(jié)能環(huán)保的效果；4.注水泵站輸出到除塵器的高壓膠管（KJ19）和氣動泵輸送水回水箱的軟管（40），分別分開吊掛在轉運（二運）皮帶機架上；5注水泵站水箱上裝有氣控井下供水管路供水箱的進水管，當水箱中水位低到規(guī)定設置以下時，回自動開啟供水，當水位搞過規(guī)定設置以上是，會關閉供水；6.水箱中還設有最低水位氣控停機裝置，當供水管路因缺水而斷水且不能及時補上水時，水位繼續(xù)下降至最低位置時，系統(tǒng)會自動停機，本裝置還同時能夠在供氣管路斷氣時，也會自動停機，已到達保護作用