專利名稱：水射流通風除塵裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種濕式通風除塵裝置，特別是涉及到一種利用水射流的通風除塵裝置。
空氣中的粉塵、煤塵和煙塵等有害物質(zhì)，不僅污染環(huán)境危害人們的健康，而且因其濃度過高常引發(fā)作業(yè)場所的爆炸及燃燒事故，給國家財產(chǎn)及人民的生命安全帶來極大的損失。為了避免此類情況的發(fā)生，人們對于防塵、治塵、凈化空氣做了大量工作，其主要手段是控制塵源，且多采用加大通風，塵流過濾和塵?；厥盏姆椒ā目刂葡到y(tǒng)的形式上又分為干式通風除塵和濕式通風除塵兩種類型。如美國Procee－ding of Symposjum on Control of Spirable Coad Mine Dust(即《粉塵控制與處理匯編》)1983，192～211所載的一種水力通風除塵系統(tǒng)，由噴水器、旋轉式過濾器、風管、消霧器、供水泵、輸水管等組成。它是將壓力水經(jīng)多噴嘴的噴水器霧狀噴出捕塵，再經(jīng)濾網(wǎng)過濾出潔凈空氣。又如美國Mining Engineering(即《采礦工程》)1988，No.9，898～900所載的濕式集塵式通風除塵系統(tǒng)，由噴水器、噴射泵、扇風機、清濕器、風管等組成。其原理主要是利用扇風機將噴水器噴出的壓力水霧化，使水霧捕捉空氣中的粉塵。這兩種濕式通風除塵系統(tǒng)都存在著一個共同的缺陷就是均采用的開路供水系統(tǒng)，因此除塵水的排放不當可導致二次污染。同時，又由于它的系統(tǒng)龐大，結構復雜，適應范圍小，除塵效率低，安全性能差，且設備造價高，安裝復雜，因此推廣使用受到限制。目前，我國在煤礦，冶金、機械、化工、建材、軍工制劑等產(chǎn)生場所仍然使用軸流式或離心式風機組成的通風除塵系統(tǒng)，但其均為干式通風除塵系統(tǒng)，它是依靠增大產(chǎn)塵場所空氣排量來降低局部空間粉塵濃度，因此有害氣體排量大大超過國家規(guī)定的排放標準，造成大氣污染，而且這種系統(tǒng)耗能大、噪聲高，除塵效果差，工作安全性能低。據(jù)了解，我國目前也有一些產(chǎn)塵場所使用噴霧降塵與加大通風相結合的辦法進行通風除塵，但這種方式機械化程度低，難于控制、特別是對溫度有控制要求的場所難于推廣使用?！睹禾抗こ處煛?986，No.6，1－6報導的另一種濕式通風除塵系統(tǒng)由軸流式噴霧風機，供水泵，風管，除塵器，輸水管等構成。它是由電動機拖動軸流式噴霧風機，風機主軸上裝有一個排水管，排水管的水由供水泵通過輸水管輸入，排水管向旋轉的葉片上噴水，形成水霧，風機葉輪轉動形成的負壓將含塵空氣吸入。這樣空氣中的粉塵與水霧混合，經(jīng)過過濾、沉淀，達到通風除塵的效果。但這種通風除塵系統(tǒng)同樣存在著除塵水的排放問題，且該系統(tǒng)重達2噸，結構復雜，造價高，特別對于高粉塵易燃易爆的場所，安全性能差，使推廣使用受到限制。
本實用新型的目的在于提供一種可實現(xiàn)除塵用水循環(huán)使用的，且結構簡單、適應范圍廣的通風除塵裝置。
本實用新型的目的是通過以下措施來實現(xiàn)的這種水射流通風除塵裝置，包括導風筒、水箱、輸水管及由隔爆電機驅動的水泵。在導風筒進口側設置有固定于導風筒軸心線上的螺旋噴射器，在導風筒出口側于導風筒內(nèi)設置有氣水分離裝置。在氣水分離裝置的遠離導風筒出口側還設有集塵裝置，集塵裝置固連于導風筒橫截面最低點處。所述的螺旋噴射器包括外殼和與外殼的內(nèi)孔相匹配地設置于其中的螺旋芯體，該螺旋芯體的長度為50～100mm。螺旋芯體的外表面上設有2～6條螺旋槽，其螺旋槽總通流面積為螺旋芯體橫截面積的50～65％。在螺旋噴射器中，螺旋芯體的一側為與進水管道相連的進水口，其另一側為噴水出口。在噴水出口內(nèi)設有噴嘴，噴嘴的內(nèi)孔直徑為4～10mm。所述的噴嘴為單孔噴嘴。氣水分離裝置包括與導風筒內(nèi)徑相匹配的邊框，邊框內(nèi)固連有傾角為15°～35°的柵片，相鄰兩塊柵片之一的下邊緣至少與相鄰的另一塊柵片的上邊緣處于同一水平內(nèi)，柵片之間的垂直間距為10～25mm，而邊框寬為50～100mm。該氣水分離裝置設置于距導風筒出口端2～5m處。集塵裝置包括聚集粉塵的外殼和設置于所述外殼之內(nèi)的可拆卸的過濾網(wǎng)。
本實用新型的優(yōu)點在于1、由于本實用新型采用螺旋噴嘴向導風筒中噴射2～4MPa的壓力水，因而使得本實用新型所述技術解決方案中噴入導風筒內(nèi)的除塵水與上述現(xiàn)有技術中的不同，即在本實用新型中，除塵水是經(jīng)螺旋噴射器，并沿其中的螺旋槽向前運動的，因而較之多噴頭或風扇型的除塵裝置而言，這種呈螺旋狀運動的水霧與導風筒中的含塵氣流充分結合，因此對粉塵的捕捉率得以提高，除塵效果可達99.9％。
2、由于本實用新型所述裝置采用了集塵裝置集塵之后，又將過濾后的清潔水輸送回水箱，再由水泵重新供至螺旋噴嘴重復用作除塵水，因而本實用新型所述裝置與現(xiàn)有技術中的除塵裝置相比，可大幅度節(jié)約除塵用水，且由于上述的螺旋形噴嘴的采用，提高了除塵效果。因此可以看出，所述裝置是在提高除塵效果的同時節(jié)約了用水，而且不會因除塵水的外溢或排放不當而造成二次污染。
3、又由于本實用新型所述裝置采用了氣水分離裝置，較之現(xiàn)有技術中的濾網(wǎng)而言，不會形成堵塞，因而其風阻大大減小。這種結構與上述螺旋噴嘴相配合，可有效地降低對供水泵的輸出壓力的要求，據(jù)測算可降低30％左右，達到了節(jié)能的效果。
4、由于本實用新型所述的裝置采用了集塵裝置，且是將其設置于氣水分離裝置的前面，因而可以有效地收集絕大部分除塵用水；同時，由于集塵裝置是設置于導風筒之外，因而更換濾網(wǎng)很方便。這樣又有效地保證了返回水箱的水是清潔的，利于除塵水的循環(huán)使用。
綜上效果可知，由于本實用新型所述技術解決方案中不采用多噴嘴結構，亦不使用扇風機等部件，因而使其與現(xiàn)有技術中的設備相比，結構上大大簡化，這也就意味著本裝置的重量大幅度下降，同時體積也明顯縮小，這些都將導致利用本實用新型所提供的技術解決方案所實施的除塵裝置的造價大大降低，即僅為同等效力通風除塵系統(tǒng)的1／3～1／2左右，且安裝、使用、維護均很方便。
同時由于所述裝置工作安全可靠，因而可適應高沼氣或高濃度粉塵場所的工況，故其適用范圍廣泛。另外，該裝置對于消煙、除塵、消除空氣中的異味亦具有明顯的效果。
本實用新型的
如下圖1為本實用新型的安裝示意圖；圖2為本實用新型中螺旋射器的剖視圖；圖3是圖2中沿A－A線的剖視圖；圖4和圖5為本實用新型中氣水分離裝置的結構示意圖。
參見圖1，序號1表示導風筒，螺旋噴射器4由支架3固裝于導風筒入口側內(nèi)，且位于中軸線上，即設置于圖1所示的左側(下述的上下左右方位均指圖1中的方位)。螺旋射器4的進水口通過管道2與柱塞泵9的高壓出水口相通，本實施例中的管道2采用高壓膠管，還可采用其它材質(zhì)的滿足使用壓力要求的管子，如鋼管等。柱塞泵9、隔爆電機5和水箱10設置于導風筒之外。柱塞泵9由隔爆電機5驅動，其進水口由水箱10供應清潔水。在靠近導風筒的出口側(距出口端2～5m處)設有氣水分離裝置7。氣水分離裝置的左側設有集塵裝置6，其位置處于導風筒橫截面的最低點處，以便于收集從氣水分離裝置7中的傾斜柵片上滴下的含粉塵的污水。集塵裝置中設有可方便拆卸的過濾網(wǎng)，經(jīng)過濾后的潔凈水又可從管道8流回水箱10，供循環(huán)使用。
圖2表示了螺旋噴射器4的具體結構。螺旋芯體11設置于噴射器外殼13的內(nèi)孔中，螺旋芯體11呈圓柱狀，其外表面上設有2～6條螺旋槽，螺旋槽的升角最好在50°～75°范圍內(nèi)。螺旋槽的設計原則是保證螺旋槽總通流面積為螺旋芯體11的橫截面積的50～65％。螺旋芯體11的長度在50～100mm范圍內(nèi)。外殼13的前端設有噴嘴12，本實施例中的噴嘴為硬質(zhì)合金的單孔噴嘴。噴嘴的內(nèi)孔直徑在4～10mm左右為宜。外殼13的后端設有內(nèi)螺紋，用于與輸送高壓水的管道2相連通。圖3則表示了設有6條螺旋槽的螺旋芯體11與外殼13相配合的情況。
圖4和圖5表示氣水分離裝置7的結構。該裝置由邊框14和柵片15組成，柵片15的傾斜角度最好在15°～35°之間，相鄰兩塊柵片之間的垂直間距最好在10～25mm范圍之內(nèi)，且相鄰兩塊柵片的上沿與另一塊柵片的下沿至少應在同一水平面內(nèi)，即至少應保證在兩塊柵片之間沒有允許粉塵顆?？蓮街贝┻^的間隙，氣水分離裝置7的寬度最好在50～100mm范圍內(nèi)，其外徑與導風筒的內(nèi)徑相等。
下面再以具體尺寸數(shù)據(jù)的形式給出本實用新型所述的裝置的另一個最佳實施例。
本實用新型使用的柱塞泵為臥式三柱塞高壓水泵，許用工作壓力2～4MPa，流量60～80L／min，水泵電機為三相異步隔爆電機，電機功率3～6KW。
本實用新型的最佳實施方案導風筒直徑500mm，長度16m，螺旋噴射器的螺旋芯體直徑8.5mm，開有4個寬3mm，深2.5mm的螺旋槽，螺旋升角60°，噴嘴為硬質(zhì)含金單孔噴嘴，孔徑6mm，氣水分離裝置的柵片寬度70mm，柵片傾角30°，間距15mm。當柱塞泵供水壓力2.5MPa時，系統(tǒng)耗水量7L／min，產(chǎn)生的風量為246m3／min，液氣比0.33‰，除塵效率99.9％，系統(tǒng)噪聲45dB(A)。
本實用新型所述裝置的工作原理是這樣的柱塞泵通過管路從水箱中吸入的潔凈水增壓后輸入螺旋噴射器，高壓水在螺旋噴射器4的螺旋孔內(nèi)加速后由硬質(zhì)含金噴嘴12向導風筒內(nèi)的空氣噴射，進行能量轉換，噴射出的水呈霧狀并沿導風筒旋轉加速運動。這時，在噴嘴與導風筒前端形成很大的壓力差，即將外界含塵空氣吸入導風筒內(nèi)，含塵氣流與水霧接觸，變成含塵水霧。當含塵水霧撞擊在氣水分離裝置的柵片后便聚集成含塵水珠并由于自重原理下落到集塵裝置內(nèi)。集塵裝置將含塵水過濾分解后，粉塵及其它雜質(zhì)便存留在集塵裝置的濾網(wǎng)上，凈化的水經(jīng)由管道流入水箱。與此同時，凈化的空氣通過氣水分離裝置的柵片間隙排出。整個通風除塵裝置采用壓力調(diào)節(jié)控制，能在較大范圍內(nèi)滿足通風量及除塵效率的要求。
權利要求1.一種水射流通風除塵裝置，包括導風筒、水箱、輸水管及由隔爆電機驅動的水泵，其特征在于，在導風筒進口側設置有固定于導風筒軸心線上的螺旋噴射器，在導風筒出口側于導風筒內(nèi)設置有氣水分離裝置，在氣水分離裝置的遠離導風筒出口側還設有集塵裝置，集塵裝置固連于導風筒橫截面最低點處。
2.如權利要求1所述的通風除塵裝置，其特征在于，螺旋噴射器包括外殼和與外殼的內(nèi)孔相匹配地設置于其中的螺旋芯體，該螺旋芯體的長度為50～100mm。
3.如權利要求2所述的通風除塵裝置，其特征在于，螺旋芯體的外表面上設有2～6條螺旋槽，其螺旋槽總通流面積為螺旋芯體橫截面積的50～65％。
4.如權利要求2所述的通風除塵裝置，其特征在于，在螺旋噴射器中，螺旋芯體的一側為與進水管道相連的進水口，其另一側為噴水出口，所述噴水出口內(nèi)設有噴嘴，噴嘴的內(nèi)孔直徑為4～10mm。
5.如權利要求2和4所述的通風除塵裝置，其特征在于，所述的噴嘴為單孔噴嘴。
6.如權利要求1所述的通風除塵裝置，其特征在于，氣水分離裝置包括與導風筒內(nèi)徑相匹配的邊框，邊框內(nèi)固連有傾角為15°～35°的柵片，相鄰兩塊柵片之一的下邊緣至少與相鄰的另一塊柵片的上邊緣處于同一水平內(nèi)，柵片之間的垂直間距為10～25mm，而邊框寬為50～100mm。
7.如權利要求1和6所述的通風除塵裝置，其特征在于，所述氣水分離裝置設置于距導風筒出口端2～5m處。
8.如權利要求1所述的通風除塵裝置，其特征在于，集塵裝置包括聚集粉塵的外殼和設置于所述外殼之內(nèi)的可拆卸的過濾網(wǎng)。
專利摘要水射流通風除塵裝置是一種濕式分離式通風除塵系統(tǒng)，由導風筒，螺旋噴射器，氣水分離裝置，集塵裝置，柱塞泵，隔爆電機；水箱和耐壓膠管構成，它是通過高壓水的沿螺旋噴射器高速噴射使空氣流動產(chǎn)生的引射負壓將含塵空氣吸入，含塵空氣在水霧的浸和下，形成含塵水霧經(jīng)氣水分離裝置和集塵裝置將含塵水霧沉淀、收集、過濾，從而使空氣得到凈化，該裝置采用閉路循環(huán)供水系統(tǒng)，并具有高效、節(jié)能，適用范圍廣，結構簡單，安全可靠的優(yōu)點。
文檔編號B01D47/06GK2105991SQ91225578
公開日1992年6月3日 申請日期1991年9月28日 優(yōu)先權日1991年9月28日
發(fā)明者牟澤生, 袁成禮, 呂健, 王獻田, 周建軍, 王幼南, 姚二寶 申請人:江蘇省煤礦研究所, 常熟市保安器材廠