книги из ГПНТБ / Чулаков П.Ч. Теория и практика обеспыливания атмосферы карьеров

ростыо 2900 об/мин при помощи вертикально установ­ ленного электродвигателя мощностью 4,5 квт.

Запыленный воздух засасывается вентилятором по трубе сечением 200X200 мм и поступает в верхнюю часть циклона через конусообразный патрубок. На своем пути воздух встречает мелкие капельки воды, образующиеся при вращении ротора. Вода подается в циклон насосом по осевому каналу в теле ротора. Смоченные частицы пыли оседают на стенках циклона и вместе с капельками воды стекают в отстойник, а очищенный воздух подается в кабину экскаватора.

Производительность установки 400 м3 /ч. При ее работе в течение часа воздух в кабине экскаватора сменяется 100 раз.

В период испытания установки запыленность воз­ духа, поступающего в кабину экскаватора, уменьши­ лась со 135—173 до 10,9—43,5 мг/м3 , температура

в) недостаточная производительность для кабины экскаватора ЭШ-1 ;

г) трудность применения при отрицательных тем­ пературах;

д} отсутствие устройств, обеспечивающих тепловое

из трехступенчатого пылеуловителя, подогревателя и увлажнителя воздуха (рис. 30) [61].

Первая ступень очистки представляет собой сухой циклон 8 с бункером 7.

Вторая ступень очистки состоит из сетчатого мас­ ляного самоочищающегося фильтра 4 с рабочей пло­ щадью 500x600 мм. Удельная нагрузка на фильтр

120

Через каждые 4 ч сетку масляного фильтра пере­ мещают на 1/3 ее длины десятью поворотами привод­ ной ручки.

Третья ступень очистки выполнена в виде трубча­ той кассеты 3 с фильтровальной тканью ФПП-15. Кассетой служит металлическая труба диаметром 300 мм и длиной 1200 мм, в которую вставлена круг-

Рис. 30. Схема установки КГРИ для кондиционирова­ ния воздуха в кабинах экскаваторов

лая стальная сетка с намотанной мешковиной или холстом, стянутым по краям резиновыми кольцами. Мешковина служит для предохранения ткани ФПП-15 от замасливания. Фильтровальная ткань ФПП-15 обкладывается с обеих сторон марлей, затем наматы­ вается вокруг стальной сетки и вставляется в трубу. Между сеткой фильтра ФПП-15 и трубой проклады­ вается резиновое кольцо.

Площадь фильтра ФПП-15 равна 0,8 м2 , удельная нагрузка на него 2630 м3 /м2 в час, сопротивление не превышает 1962 н/м2 при прохождении воздуха со скоростью менее 1 м/сек.

При начальной средней концентрации пыли 20 мг/м3 и подаче в кабину машиниста 0,5 м3 /сек очи­ щенного воздуха на фильтре ФПП-15 оседает 10 г пыли в сутки. Фильтр может эксплуатироваться без очистки в течение 7—10 дней.

121

Для подачи воздуха используется вентилятор Косточкина 9 производительностью до 2200 м3 /ч и с максимальным напором 3434 н/м2 , обеспечивающий пятикратный обмен воздуха в кабине экскаватора ЭКХ-4 за минуту.

При производительности вентилятора 2100 м3 /ч потери давления составляли: в циклоне 98 н/м2 , в мас­ ляном самоочищающемся фильтре 147,2 н/м2 , в треть­ ей ступени 2060 н/м2 , в установке 2453 н/м2 . Мощность электродвигателя вентилятора 4,5 квт.

В жаркое время производят увлажнение воздуха путем подачи воды во всасывающий патрубок венти­ лятора по тонкой металлической трубке, идущей от сосуда 2, расположенного выше вентилятора.

В холодное время теплый воздух, нагретый дви­ гатель-генераторной группой Г-Д и дополнительно подогреваемый электрическим нагревателем /, посту­ пает через воздуховод 6. Регулирование подачи воз­ духа осуществляется задвижками 5.

Нагнетание очищенного воздуха в кабину экска­ ватора производится через специальное устройство в потолке кабины.

Основные недостатки установки:

Сибцветметниипроектом разработан фильтро-веи- тиляционный агрегат для кабин экскаваторов ЭКГ-4, представляющий собой сварной корпус из листовой стали, в котором помещены кассеты фильтров грубой и тонкой очистки. В качестве фильтра грубой очистки применены металлические сетки и стекловолокно. Ра­ бочая поверхность кассеты грубой очистки составляет 0,068 м2 , толщина слоя стекловолокна 15—24 мм, пылеемкость фильтра 750 г.

В качестве фильтра тонкой очистки применено шинельное сукно. Рабочая поверхность кассеты тон­ кой очистки 0,6 м2 , средняя скорость фильтрации воз­ духа 22 м/мин, пылеемкость кассеты 660 г.

122

Испытание фильтро-вентиляциониого агрегата Про­ водилось на карьере Сорского молибденового комби­

в ячейке, заключенного в сварной корпус из листовой

При работе установки наружный воздух, засасы­ ваемый вентилятором, проходит через фильтр, очи­ щается от пыли и по нагнетательному воздуховоду направляется на смотровое окно машиниста экскава­ тора, через которое выбрасывается из кабины.

При применении такой фильтро-вентиляционной установки запыленность воздуха в кабинах экскава­

воздуха.

НИИМеталлургвентиляцией предложены различ­ ные конструкции вентиляционных установок для ка­ бин экскаваторов [62].

В первоначальной установке воздух засасывается центробежным вентилятором ЭВР-3 на высоте 1,8 м

123

от крыши экскаватора и, проходя через ячейки мас­

щенная струя воздуха наѵіравляется на открытую створку смотрового окна кабины экскаватора. Расход

Скорость выхода воздушного потока из душирующей решетки 0,5—0,8 м/сек, из насадки 15— 20 м/сек. Воздушная нагрузка на ткань фильтра со­ ставляет 180—250 м3 /м2 в час.

124

При работе установки запыленность воздуха в

вых фильтров; в) отсутствие устройств, обеспечивающих конди­

ционирование воздуха, особенно в летнее время. •Унипромедыо для обеспыливания воздуха, посту­

пающего в кабины экскаваторов, рекомендована филь- тро-вентиляционная установка (рис. 32), состоящая из цилиндрического стального кожуха 2, в который помещен рукавный съемный фильтр / из хлопчатобу­

кожухом брезентовым рукавом 6 диаметром 200 мм, пропитанным олифой и окрашенным. Под электрона­ гревателем укреплен металлический зонт 8, предо­ храняющий машиниста от непосредственного воздей­ ствия струи воздуха, поступающего в кабину экска­ ватора.

Вентилятор с электродвигателем смонтированы на площадке 10, укрепленной на двуногой стойке 4 экс­ каватора на высоте 0,8 м от крыши.

125

Количество подаваемого в кабину воздуха изме­ няется в пределах 398—900 м3 /ч.

Недостатками установки являются: отсутствие устройств, обеспечивающих кондиционирование воз­ духа, и ограниченное применение тканевых фильтров при высокой влажности очищаемого воздуха.

Кондиционирующая установка, созданная Унипромедью для кабин экскаваторов [51], состоит из вен­ тилятора, двухступенчатого фильтра, холодильного агрегата и подогревателя, смонтированных в одном корпусе. В установке принят вентилятор типа РВ-49 производительностью 400 м3 /ч при депрессии 981 н/'м2. В качестве фильтра грубой очистки использован мас­ ляный стружковый фильтр, который снижает запы­ ленность воздуха с 15—20 до 5—7 мг/м3 . Фильтр тон­ кой очистки изготовлен из шинельного сукна или ткани сванбой. В качестве охладителя принят фрео­ новый поршневой холодильный агрегат ФАК-07Е, обладающий холодопронзводительностыо 2930 кдж/ч. Холодильным элементом служит фреон-12. Нагрева­ тельный элемент кондиционирующей установки со­ стоит из проволочных сопротивлений и имеет три секции мощностью по 1,0 квт.

Установка была испытана только в лабораторных условиях. К основным недостаткам относятся: гро­ моздкость установки, состоящей из двухступенчатого фильтра и холодильного агрегата, и необходимость организации службы по смазке и очистке паром масляного фильтра.

§2. ПУТИ УЛУЧШЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИЙ

ВКАБИНАХ ГОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Для подогрева воздуха, подаваемого в кабины транспортных машин, может использоваться тепло из систем охлаждения двигателей, тепло выхлопных газов и других источников.

В автосамосвалах использование тепла из систем охлаждения не вызывает особых затруднений. Для этого на выходе из головки блока, где вода имеет максимальную температуру, часть струи ответвляется и подводится к радиатору отопителя. Нагретая струя воды в радиаторе отдает часть тепла воздуху, пода-

126

ваемому вентилятором в кабину. Вентилятор приво­ дится в действие небольшим электродвигателем, питаемым от аккумулятора. Вода из радиатора отопителя возвращается в систему охлаждения двига­ теля.

При использовании тепла выхлопных газов для подогрева воздуха отработанные газы пропускаются через калорифер, служащий в качестве теплообмен­ ника, обтекаемого пода­ ваемым в кабину возду­ хом.

Институтом горного дела Министерства чер­ ной металлургии СССР

для кабин автосамосва­ лов и бульдозеров создан кондиционер (рис. 33)- [63], состоящий из венти­ лятора /, подающего воз­ дух в кабину, отопитель­

ного радиатора 2, испа­ Рис. 33. Тепловой кондиционер

днффузионного типа. Ус­ тановка может быть использована как для подогрева,

так и для охлаждения воздуха. В первом случае не­ который объем выхлопных газов, идущих по выхлоп­ ной трубе 9, направляется через патрубок 8 и распре­ делительный кран 7 в радиатор 2, где выхлопные газы отдают тепло воздуху, нагнетаемому в кабину, затем эти газы через патрубок выбрасываются в ат­ мосферу.

При охлаждении воздуха выхлопные газы пере­ ключением распределительного крана 7 направляются а холодильный агрегат 5, испаритель 3 которого вы­ полнен в виде радиатора. Объем выхлопных газов, проходящих через теплообменник холодильного агре­ гата, регулируется автоматически вентилем 6. Коли­ чество подаваемого в кабину воздуха регулируется шибером 4.

Для предотвращения попадания загрязненного воздуха в кабины горного оборудования иногда прак­ тикуют их герметизацию. Однако полная изоляция ка-

127

б 1111 от окружающей атмосферы в принципе недопу­ стима, так как состав и состояние находящегося в них ограниченного объема воздуха за счет процесса дыхания и поступления тепла очень быстро изме­ нятся.

Как показала практика, лучшие результаты пред­ отвращения попадания в кабины горного оборудова­ ния загрязненного воздуха достигаются путем созда­ ния в них избыточного давления АЯ за счет нагнета­ ния очищенного воздуха. Известно, что без подачи воздуха в кабину давление в пей Ри равно давлению окружающей атмосферы Ра. и движение воздушных масс происходит под суммарным воздействием раз­ ности температур и скоростного давления ветра. Соз­ даваемое избыточное давление расходуется для дви­ жения воздуха, вытесняемого из кабин со скоростью ик, и является функцией

AP = /(Q , JJOS*).

где Q — количество воздуха, нагнетаемого в кабину,

п

где ср — коэффициент расхода 2 $і> определяемый по

1=0

формуле ф = 0 , 5 9 2 ± - ^5=5- , которая применима при у Re

Re>10 000.

Величина ф изменяется в пределах 0,60—0,63. Рассматривая скорость истечения воздуха че-

п

р е з ^ Si как истечение через отверстие в тонкой стен-

1=0

ке, величину АР можно выразить

128

мое в кабине горного оборудования избыточное дав­ ление определяется по номограмме из выравненных точек с логарифмическими шкалами (рис. 34). Номо­ грамма, кроме основных пяти шкал, имеет две немые шкалы I и П.

На рис. 35 приведен характер изменения избыточ­ ного давления в кабинах в зависимости от площади истечения воздуха при различных количествах нагне­ таемого воздуха.

Как видно из графиков, с уменьшением площади истечения избыточное давление резко увеличивается. Количество нагнетаемого в кабину воздуха опреде­

Подача 0,1 м3 /сек воздуха позволяет создать в кабине экскаватора избыточное давление величиной 3,9—20 н/м2 , достаточное для предотвращения про­ никновения запыленного воздушного потока при ско­ ростях 2,5—6 м/сек. При подаче в кабину экскавато­ ра ЭКГ-4 или ЭКГ-4,6 воздуха в количестве 0,1 м3 /сек обеспечивается до 85—100 воздухообменов в час. Для остальных видов горного оборудования потреб­ ное количество воздуха определяется пропорциональ­ но объему кабины.