專利名稱：外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于環(huán)境保護(hù)和安全衛(wèi)生技術(shù)。適用于煤礦井下、井上、冶金礦山、港口煤碼頭、車(chē)站卸貨倉(cāng)、火力發(fā)電廠、鍋爐、隧道施工、水泥廠、碎石場(chǎng)等工作場(chǎng)所的塵源除塵。特別適用于無(wú)法用機(jī)械方式密封而又處于高速風(fēng)流中的塵源或工作場(chǎng)所，以實(shí)現(xiàn)對(duì)塵源的罩封，使塵源與工作場(chǎng)所隔離，減少粉塵特別是呼吸性粉塵的污染。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，粉塵污染已是環(huán)境保護(hù)中的一項(xiàng)重要研究課題。其污染日趨嚴(yán)重，是危及人類生存的國(guó)際性重大問(wèn)題。粉塵的危害主要表現(xiàn)在第一、工人長(zhǎng)期處于高濃度粉塵的作業(yè)環(huán)境，可致使患上職業(yè)塵(矽)肺病，我國(guó)的塵肺病人數(shù)和每年國(guó)家投入的經(jīng)費(fèi)都相當(dāng)驚人。第二、許多粉塵具有爆炸性，一旦爆炸危及人身和礦井、工廠的安全。第三、微細(xì)粉塵飄入大氣破壞大氣環(huán)境。據(jù)國(guó)內(nèi)外研究，微細(xì)粉塵是危及人類和動(dòng)植物生長(zhǎng)的最重要的因素之一。某些細(xì)菌、病毒附著于粉塵之上，通過(guò)人或動(dòng)物的呼吸道、食道進(jìn)入人體或動(dòng)物體內(nèi)，危害極大。
目前，各種塵源的除塵方式很多，但既簡(jiǎn)單又有效的方法是噴霧。國(guó)內(nèi)外用于降塵的各種噴霧形式多種多樣，有低壓噴咀，高壓噴頭，壓氣噴頭噴霧等，但都存在著不同程度的問(wèn)題，使降塵效果不理想。煤炭科學(xué)研究總院重慶分院研制的普通低壓噴咀，由于水壓力不夠，噴咀霧化效果較差，細(xì)霧粒較少，對(duì)微細(xì)粉塵的捕集效果差；高壓噴頭、壓氣噴頭，雖然霧粒較細(xì)，但霧粒組成單一，霧粒與粉塵結(jié)合后，亦被風(fēng)流帶走不沉降，并且易蒸發(fā)，而降低了對(duì)微細(xì)粉塵的捕集能力。旋轉(zhuǎn)噴水式消煙除塵裝置(CN2038200)、旋轉(zhuǎn)射流降塵的實(shí)驗(yàn)研究等設(shè)備，只是使霧粒旋轉(zhuǎn)，增大了霧粒的渦旋強(qiáng)度，但仍然存在霧粒單一、細(xì)霧粒與粉塵結(jié)合不沉降、易蒸發(fā)、不能將塵源罩封等缺點(diǎn)。因此對(duì)其降塵效果，特別是處于一定風(fēng)流中的微細(xì)粉塵的降塵效果不理想(而恰恰是微細(xì)粉塵的危害最大)。國(guó)外象西德、英國(guó)、美國(guó)、前蘇聯(lián)亦有象低壓、高壓、壓氣噴霧等裝置，結(jié)構(gòu)和霧流形式與我國(guó)研究的類似。煤炭科學(xué)研究總院重慶分院曾與西德就防塵技術(shù)進(jìn)行過(guò)合作，其中有各種噴咀的合作，因此我國(guó)噴咀形式及結(jié)構(gòu)等基本反映了國(guó)際上這方面的情況。
本實(shí)用新型的目的是研制一種外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置，可以形成兩層乃至多層旋轉(zhuǎn)的水幕和霧流，且由于高速旋轉(zhuǎn)，外部旋轉(zhuǎn)水幕能夠有效地將塵源罩封，使內(nèi)部粉塵不能向外擴(kuò)散(內(nèi)部為負(fù)壓)，而內(nèi)部又有細(xì)霧粒，并旋轉(zhuǎn)能充分與粉塵接觸、碰撞、捕捉。所以，該實(shí)用新型無(wú)論是從理論上、結(jié)構(gòu)上、霧流形式和霧粒組成上，都可以實(shí)現(xiàn)工作場(chǎng)所的塵源除塵，以減少粉塵的污染。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)


圖1為外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置結(jié)構(gòu)圖。它由動(dòng)力部分1，法蘭盤(pán)2，5(相同的兩個(gè))，聯(lián)軸器3，連接螺栓4，外殼6，旋轉(zhuǎn)體7，密封圈8、11、16、17、20，進(jìn)水接頭9，動(dòng)進(jìn)水孔10、13、18，軸承擋圈12、15，軸承14，噴嘴(三個(gè)或多個(gè))19、中心噴咀21等組成。
外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置的外形為園形結(jié)構(gòu)，亦可是方形、六角形或其它形狀結(jié)構(gòu)。動(dòng)力部分1可選用電、壓力液或壓氣等為動(dòng)力，配備其相應(yīng)的電機(jī)、液壓或氣動(dòng)馬達(dá)，其作用是供給旋轉(zhuǎn)體7旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力。動(dòng)力部分1通過(guò)法蘭盤(pán)2、5用連接螺栓4與外殼6相連；動(dòng)力部分1的轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器4與旋轉(zhuǎn)體7相連，以帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)體7轉(zhuǎn)動(dòng)。外殼6通過(guò)螺栓4與法蘭盤(pán)5連接，在其上有進(jìn)水接頭9，以供給噴霧所用的壓力水，并通過(guò)軸承14以實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)體7的支承；軸承擋圈15將軸承14定位固定。旋轉(zhuǎn)體7的外形為園形，安裝噴咀19和中心噴咀21處呈園錐形。旋轉(zhuǎn)體7通過(guò)聯(lián)軸器3與動(dòng)力部分1的轉(zhuǎn)軸相聯(lián)。密封圈8、11、17、20的作用是防止壓力水滲漏，密封圈16是防止軸承14的潤(rùn)滑油泄漏。密封圈8、11與外殼6形成密封空間，使進(jìn)水接頭9進(jìn)來(lái)的壓力水進(jìn)入旋轉(zhuǎn)體7，實(shí)現(xiàn)靜壓水向旋轉(zhuǎn)水的靜動(dòng)轉(zhuǎn)換，再通過(guò)動(dòng)進(jìn)水孔10、13、18向噴咀19和中心噴咀21供壓力水；旋轉(zhuǎn)體7通過(guò)軸承14將力傳遞給外殼6，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其支撐；軸承擋圈12的作用是對(duì)軸承14定位和固定。在旋轉(zhuǎn)體7的園錐形處，安裝一層或多層呈一定角度的噴咀19，每層又由三個(gè)或多個(gè)噴咀組成。呈一定角度的噴咀19，隨旋轉(zhuǎn)體7轉(zhuǎn)動(dòng)，形成旋轉(zhuǎn)的一層或多層水幕，將塵源粉塵罩封。由于引射等作用，在旋轉(zhuǎn)水幕內(nèi)形成負(fù)壓，防止粉塵擴(kuò)散。中心噴咀21安裝在旋轉(zhuǎn)體7園錐形端頭的軸線上，形成內(nèi)部旋轉(zhuǎn)霧粒群，該霧粒群與粉塵充分碰撞、濕潤(rùn)而將其捕獲，實(shí)現(xiàn)消煙除塵。噴咀19可根據(jù)不同的塵源和罩封范圍布置成不同的角度，選擇不同數(shù)量和不同形式的噴咀。噴咀19噴出的霧流，由于高速旋轉(zhuǎn)而形成旋轉(zhuǎn)的錐形水幕，該水幕引射周?chē)諝庖嚯S之旋轉(zhuǎn)，故旋轉(zhuǎn)水幕外部還環(huán)繞著一高速旋轉(zhuǎn)的氣流層，高速風(fēng)流通過(guò)霧流時(shí)，亦能被引射，克服了傳統(tǒng)噴霧中風(fēng)流將霧粒吹散的問(wèn)題。中心噴咀21噴出的霧粒群亦轉(zhuǎn)動(dòng)，并與粉塵充分接觸、碰撞、捕捉，霧粒與粉塵的結(jié)合體再與外部旋轉(zhuǎn)霧流結(jié)合成水流而沉降，形成整個(gè)除塵過(guò)程，而實(shí)現(xiàn)高效除塵。
本實(shí)用新型的原理和工作過(guò)程當(dāng)動(dòng)力部分1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)聯(lián)軸器3，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)體7轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝于旋轉(zhuǎn)體7上的噴嘴19和中心噴咀21亦跟之轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，供水系統(tǒng)通過(guò)進(jìn)水接頭9，進(jìn)入外殼1與旋轉(zhuǎn)體7形成的密封水槽中，水通過(guò)動(dòng)進(jìn)水孔10、13后，形成兩部分，一部分通過(guò)動(dòng)進(jìn)水孔18，供給噴嘴19，形成高速旋轉(zhuǎn)的錐形水幕；另一部分水供給中心噴嘴21，形成內(nèi)部細(xì)霧粒(捕捉粉塵)。外部旋轉(zhuǎn)錐形水幕可以將塵源粉塵罩封，內(nèi)部形成負(fù)壓，防止粉塵擴(kuò)散(亦有捕塵作用)，同時(shí)內(nèi)部細(xì)霧粒的高速旋轉(zhuǎn)增加了粉塵與霧粒的接觸、碰撞、捕捉機(jī)會(huì)，而實(shí)現(xiàn)對(duì)塵源粉塵的高效除塵。此外，該裝置是根據(jù)最佳噴霧降塵理論(粉塵粒徑與噴霧霧粒粒徑越接近，其霧粒捕捉粉塵的能力越強(qiáng)。由于通常塵源粉塵粒徑范圍大，要求噴霧裝置的霧粒粒度范圍亦大)設(shè)計(jì)?？朔遂F粒比較單一、粒徑分布范圍小等缺點(diǎn)，符合最佳噴霧降塵理論，降塵效果佳。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有的裝置相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)。
①解決了一些塵源(特別是移動(dòng)塵源，處于風(fēng)流中無(wú)法用機(jī)械方式罩封，粉塵易于擴(kuò)散到風(fēng)流中的問(wèn)題(一旦擴(kuò)散再實(shí)施控制就比較困難)。
②同樣壓力下，內(nèi)部捕塵的霧粒細(xì)(這是由于霧粒的高速旋轉(zhuǎn)增加了霧粒與空氣之間的相互摩擦，促使了霧粒的二次甚至多次破碎)射程遠(yuǎn)，覆蓋范圍大，引射力強(qiáng)(不僅有軸向引射，還有園周方向的引射)。
③對(duì)于粒徑比較小的粉塵，特別是空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于10μm的粉塵，細(xì)霧粒即使與細(xì)粉塵砬撞濕潤(rùn)，但處于相對(duì)濕度為90％氣流中，也會(huì)很快蒸發(fā)，時(shí)間約為4s(10μm粒徑)，半徑為50μm霧粒，蒸發(fā)時(shí)間達(dá)20s。因此本裝置的旋轉(zhuǎn)霧流將粉塵罩封在內(nèi)，粉塵與外界氣流不相互接觸，又不能被風(fēng)流吹散于空氣中，因此克服了傳統(tǒng)噴霧霧粒捕集粉塵易蒸發(fā)的問(wèn)題，故其對(duì)呼吸性粉塵的降塵效果特別好。
④通過(guò)試驗(yàn)表明，該裝置在低壓(2.5MPa)時(shí)，噴霧霧粒直徑、射程、引射風(fēng)量、擾動(dòng)力、渦流強(qiáng)度等參數(shù)，具有高壓噴霧(10MPa)的效果，但由于有多層霧粒罩封塵源，又克服了高壓噴霧的缺點(diǎn)。
⑤由于外層霧流和內(nèi)層霧粒群的高速旋轉(zhuǎn)，使外層旋轉(zhuǎn)噴霧所罩封的范圍內(nèi)，形成較強(qiáng)的負(fù)壓區(qū)，粉塵不易擴(kuò)散。同時(shí)內(nèi)部水霧的旋轉(zhuǎn)能使粉塵與霧粒發(fā)生多次的有效接觸與碰撞，又不能被吹散，蒸發(fā)，因此降塵效果好。
⑥該裝置耗水量小，體積小，質(zhì)量輕，性能可靠，性能價(jià)格比優(yōu)，緩解了現(xiàn)在煤礦(用于煤礦)煤含水量多，影響煤質(zhì)的矛盾。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型是一種外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置，其特征是由動(dòng)力部分、法蘭盤(pán)(相同的兩個(gè))、聯(lián)軸器、連接螺栓、外殼、旋轉(zhuǎn)體、密封圈、進(jìn)水接頭、動(dòng)進(jìn)水孔、軸承擋圈、軸承、噴咀(三個(gè)或多個(gè))、中心噴咀等組成。
2.按權(quán)利要求1所述的一種外旋多層霧流罩封塵源除塵裝置，其特征是在旋轉(zhuǎn)體的園錐形處，安裝一層或多層呈一定角度的噴咀，每層又由三個(gè)或多個(gè)的噴咀組成；中心噴咀安裝在旋轉(zhuǎn)體錐形端頭的軸線上。
專利摘要本實(shí)用新型是一種用于各種塵源或工作場(chǎng)所的除塵裝置。由動(dòng)力部分、法蘭盤(pán)、進(jìn)水接頭、外殼、旋轉(zhuǎn)體、噴嘴、密封圈等組成。裝置外形為圓柱形結(jié)構(gòu)。將該裝置安裝于塵源位置，旋轉(zhuǎn)霧流可以實(shí)現(xiàn)對(duì)塵源的罩封，并且罩封范圍內(nèi)是負(fù)壓，防止了塵源粉塵的隨風(fēng)流擴(kuò)散；內(nèi)部細(xì)霧粒亦旋轉(zhuǎn)和外部霧流與粉塵充分碰撞、濕潤(rùn)而將其捕獲，實(shí)現(xiàn)消煙除塵，改善作業(yè)環(huán)境，保證安全生產(chǎn)。并防止了粉塵擴(kuò)散于大氣，污染大氣環(huán)境。
文檔編號(hào)B08B15/02GK2245499SQ9524174
公開(kāi)日1997年1月22日 申請(qǐng)日期1995年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月13日
發(fā)明者張延松 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院重慶分院