Устройство очистки шахтовой воды

Устройство очистки шахтовой воды относится к горной промышленности, и предназначено для работы в системах пылеподавления и орошения в горных выработках шахт, рудников, на обогатительных фабриках, и может быть использовано в отраслях промышленности, характеризующихся интенсивным пылевыделением. Устройство очистки шахтовой воды включает корпус 1, состоящий из сопряженной цилиндрической 5 и конической 6 обечайки, патрубок подвода воды 9 и кран удаления шлама 10, эллиптическую крышку 4 и фильтрующий элемент 3. Фильтрующий элемент 3 выполнен в виде металлического перфорированного усеченного конуса, расположенного коаксиально корпусу, с металлической мелкоячеистой сеткой и закреплен между крышкой и корпусом устройства. Устройство очистки шахтовой воды обеспечивает повышение эффективности очистки воды в шахтных условиях и является надежным для применения в системах пылеподавления и орошения с высоким гидравлическим давлением. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для работы в системах пылеподавления и орошения в горных выработках шахт, рудников, на обогатительных фабриках. Изобретение может также использоваться и на других производствах, например, в строительной, химической или металлургической отраслях промышленности, характеризующихся интенсивным пылевыделением.

Важнейшей задачей в обеспечении безопасности ведения горных работ является борьба с угольной пылью, наличие которой в рудничной атмосфере ведет к воспламенению и взрыву, т.к. угольная пыль очень взрывоопасна. Борьба с угольной пылью заключается в применении форсунок и других устройств для связывания и осаждения пыли при отбойке угля в лавах, при перегрузах угля с конвейера на конвейер и в других местах, где происходит интенсивное пылеобразование. Как показала практика, наилучшим способом борьбы с угольной пылью является применение форсунок, которые при распылении образуют мелкодисперсный водяной факел в виде тумана, т.к. мелкие капли воды лучше проникают в пылевое облако, захватывают (связывают) пылинки и осаждают на почву выработки в виде шлама. Образование мелкодисперсного водяного тумана возможно при применении форсунок с очень малым диаметром отверстия, через которое производится распыл жидкости. Шахтовая вода, применяемая в системах пылеподавления и орошения, имеет много механических включений, которые забивают отверстия форсунок. Для очищения шахтовой воды применяются различные фильтрующие устройства.

Наиболее распространенным устройством механической очистки шахтных вод (центрифугирования) являются гидроциклоны, в которых под действием центробежных сил механические примеси отбрасываются к стенкам, опускаются вниз, т.к. тяжелее воды, и накапливаются на дне устройства. Вода, которая прошла очистку, выходит через выпускное отверстие, находящееся сверху гидроциклона. Существует два основных вида гидроциклонов: напорные и безнапорные. Гидроциклон напорного типа работает при подаче в него воды под напором. Благодаря внутренней конструкции в виде конуса создается центробежное движение жидкости с вращательным ускорением из-за постепенного уменьшения диаметра устройства. Центробежная сила, воздействуя на твердые частицы, отбрасывает их на периферию, а в центре гидроциклона создается зона с меньшим давлением, т.е. разрежение, куда устремляется очищенная вода и, поднимаясь вверх, выходит через выпускное отверстие.

Безнапорные гидроциклоны имеют открытый верх и используются при загрязнении воды всплывающими включениями и оседающими компонентами. Их рекомендуют применять при загрязнении жидкости нефтепродуктами и другими составами, которые всплывают на поверхность воды.

Небольшие размеры, высокая производительность и простая конструкция гидроциклонов делают их одними из наиболее удобных и эффективных устройств для механической фильтрации жидкостей.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциально подводящим и шламовым патрубками, крышку корпуса с патрубком отвода осветленной среды, фильтрующий элемент в виде полупроницаемой мембраны, закрепленной в верхней цилиндрической части корпуса с помощью поддерживающего кольца, отбойное устройство, выполненного в виде полого конуса, жестко закрепленного на подвижном штоке, с помощью которого регулируется кольцевой зазор между ним и направляющим элементом, выполненным в виде полого усеченного конуса, плотно прикрепленного большим основанием в нижней части корпуса и сборник шлама (патент на ПМ № 40015, опубликован 27.08.1004 г., бюллетень № 24).

Известен гидроциклон, содержащий корпус, включающий сопряженные цилиндрическую и коническую обечайки, тангенциальный ввод для подачи исходного продукта, сливной патрубок для вывода осветленного продукта, снабженный фильтрующим элементом с фильтрующей боковой поверхностью, и песковый патрубок для вывода тяжелого продукта, а также снабженный цилиндрическим сорбционным фильтром и дополнительной камерой для сбора осветленного продукта с дополнительным патрубком для его вывода (патент на ПМ № 184122, опубликован 16.10.2018, бюллетень № 29).

Недостатком данных гидроциклонов является ненадежная конструкция для применения в системах очистки жидкости от механических включений при подаче жидкости с высоким давлением (может быть этот абзац совсем убрать?)

Техническим результатом изобретения является создание надежной конструкции устройства очистки шахтовой воды для применения в системах пылеподавления и орошения с высоким гидравлическим давлением за счет применения эллиптической крышки и повышение эффективности очистки воды в шахтных условиях в результате применения конусообразного фильтрующего элемента с мелкоячеистой сеткой.

Заявляемый технический результат достигается тем, что устройство очистки шахтовой воды, содержащее корпус, включающий сопряженные цилиндрическую и коническую обечайки, тангенциальный ввод для подачи воды и выходной патрубок, снабжено эллиптической крышкой и фильтрующим элементом в виде усеченного конуса, расположенного коаксиально корпусу, и состоящего из перфорированного корпуса с натянутой на него мелкоячеистой сеткой.

В шахтных системах пылеподавления и орошения используется вода, подаваемая под высоким давлением с тем, чтобы обеспечить мелкодисперсный водяной туман, который эффективно улавливает угольную пыль. Для эффективной работы форсунок пылеподавления, которые, как правило, имеют одно или несколько отверстий малого диаметра, и которые работают при высоком давлении, необходимо подавать очищенную от механических примесей воду, а устройства очищения воды должны иметь надежную конструкцию, выдерживающую высокое давление. Это достигается тем, что в конструкции устройства предусмотрена эллиптическая крышка, способная выдерживать большие нагрузки, а фильтрующий элемент содержит мелкоячеистую сетку, которая эффективно удерживает механические включения, содержащиеся в шахтовой воде.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид фильтра очистки шахтовой воды в разрезе.

Подробное описание изобретения.

Устройство очистки шахтовой воды состоит из корпуса 1, выполненного в виде гидроциклона, расположенного на раме 2, фильтрующего элемента 3, находящегося внутри корпуса и крышки 4. Корпус состоит из цилиндрической 5 и конической 6 обечаек, фланца 7 для присоединения крышки и отбойника 8, служащего для предохранения сетки фильтрующего элемента от порывов при высоком давлении подаваемой воды. К цилиндрической обечайке тангенциально подведен патрубок 9 для подачи воды в фильтр. В нижней части корпуса находится кран 10 для удаления шлама. Корпус 1 цилиндрической обечайкой 5 присоединен к раме 2 с помощью сварки.

Фильтрующий элемент 3 включает в себя перфорированный, например, металлический корпус 11 в виде усеченного конуса, коаксиально установленный внутрь корпуса устройства и зафиксированный между фланцами корпуса 1 и крышки 4. С наружной стороны корпус обтянут мелкоячеистой металлической сеткой 12. Корпус 11 изготавливается, как правило, из металла для обеспечения жесткости конструкции, с тем, чтобы выдерживать высокое давление воды, и имеет перфорацию отверстиями для того, чтобы не создавать большое сопротивление движению воды внутрь корпуса. Сетка имеет ячейки размером не более 0,5×0,5 мм, т.к, согласно Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности «Инструкция по борьбе с пылью в угольных шахтах», в местах подключения потребителей воды к пожарно-оросительному трубопроводу должны устанавливаться штрековые фильтры для очистки воды от механических взвесей размером более 0,5 мм. Сетка 12, плотно облегая корпус 11 не деформируется и не рвется, т.к. под напором воды она прижимается к корпусу 11. Металлический корпус и натянутая на него металлическая сетка, которые вместе надежно закреплены между крышкой и корпусом устройства, создают единую жесткую конструкцию, способную выдерживать высокое давление воды.

Крышка 4 состоит из эллиптического днища 13, фланца 14 и приваренного в верхней части крышки патрубка 15 для отвода очищенной воды. Корпус 1 и крышка 4 соединены болтами. Эллиптическое днище, применяемое в качестве крышки, может выдерживать большие нагрузки, создаваемые высоким давлением воды, т.к. после очистки в фильтрующем элементе, вода под напором устремляется вверх к крышке. При применении плоской крышки были случаи ее деформации и срезания болтов, соединяющих крышку с корпусом.

Ниже приведен принцип действия устройства очистки шахтовой воды.

Устройство устанавливается в шахте, входным патрубком 9 подсоединяется к пожарно-оросительному трубопроводу, а выходным патрубком 15 - к устройству пылеподавления.

Вода, поступая из патрубка, тангенциально подведенному к корпусу устройства очистки шахтовой воды, получает центробежное движение и по мере движения вниз дополнительно приобретает вращательное ускорение. Центробежная сила воздействует на твердые частицы, находящиеся в воде, и отбрасывает их на периферию, к стенкам корпуса устройства. За счет центробежной силы от воды отделяются более тяжелые частицы, отбрасываются к стенке корпуса и опускаются вниз по конусу в зону сбора шлама. В центре устройства создается зона с меньшим давлением, т.е. создается разрежение, и очищенная от крупных частиц вода устремляется в эту зону, проходя через сетку фильтрующего элемента и очищаясь от мелких взвесей. Далее очищенная вода поднимается вверх и по патрубку 15 выводится из фильтра к устройствам пылеподавления. Периодически, по мере накопления шлама на дне корпуса устройства, его убирают с помощью крана 10.

Таким образом, предложенная конструкция устройства очистки шахтовой воды с эллиптической крышкой и фильтрующим элементом обеспечивает работу устройства при высоком давлении воды и эффективно очищает шахтовую воду для дальнейшего использования ее в системах пылеподавления.

1. Устройство очистки шахтовой воды, состоящее из корпуса, включающего сопряженные цилиндрическую и коническую обечайки, патрубок подвода воды и кран удаления шлама, крышки и фильтрующего элемента, отличающееся тем, что снабжено эллиптической крышкой, при этом фильтрующий элемент выполнен в виде металлического перфорированного усеченного конуса, расположенного коаксиально корпусу, с металлической мелкоячеистой сеткой и закреплен между крышкой и корпусом устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр ячеек мелкоячеистой сетки составляет не более 0,5×0,5 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу гидровихревого кинематического пылеподавления и устройству для его реализации, применяемым для распыления жидкости. Способ включает подачу жидкости под давлением в полость гидровихревой кинематической форсунки, разделение ее на два равных по объему потока, раздельную подачу равных объемов жидкости в ступени двухступенчатого завихрителя с взаимно противоположным направлением закрутки относительно оси полости, закручивание разделенных объемов жидкости на первой и второй ступенях завихрителя в устойчивое вихревое движение с взаимно противоположным направлением векторов угловой скорости их вращения.

Изобретение относится к угольной промышленности, к устройству для производства водяного тумана и подаче этого тумана по горным выработкам за счет движения воздуха системы проветривания шахты.

Изобретение относится к средствам экологической защиты окружающей среды, именно к устройствам пылеподавления, может быть использовано для обеспыливания, орошения площадных источников пылевыделения, а также для обеспыливания поступающего с источника запыленного воздуха, где требуется применение систем пылеподавления с возможностью обработки значительных площадей.

Изобретение относится к средствам пылеподавления и может быть использовано для обеспыливания, орошения сыпучих материалов при конвейерной транспортировке в пунктах пересыпа промышленных и гражданских объектов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при борьбе с пылегазовыми выбросами на рудных, нерудных и угольных карьерах. Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности гидравлического подавления пылегазовых скоплений при нестационарном пылегазовом режиме орошаемых зон карьера.
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения взрывоопасных скоплений газов и пыли в условиях добычи угля. Предложен способ предотвращения взрывоопасных скоплений газов и пыли в зоне разрушения угля, включающий отбор проб угля из пласта, определение выхода летучих веществ из угля, его газоносности, содержания фюзинита и пыли, подачу охлаждающей жидкости на поверхность резца и водовоздушной смеси в область разрушения угля.

Изобретение относится к угольной промышленности и предназначено для контроля и предотвращения взрыва пылеметановвоздушной смеси и повышения безопасности ведения горных работ в шахтах.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей. Техническим результатом является нейтрализация взрывоопасных скоплений метана и обеспечение безопасности и абсолютной защиты горняков за счет быстрой и мобильной доставки и применения средств ингибирования метана.

Изобретение относится к устройству для подавления пыли и может быть использовано в строительстве и горной промышленности при аварийном фонтанировании скважин и пожарах или подземных вулканических выбросах.

Изобретение относится к способу образования тумана при подземной разработке. .

Изобретение относится к устройствам для получения пресной воды из водяных паров, содержащихся в окружающем атмосферном воздухе, и может быть использовано для получения пресной воды преимущественно в прибрежной с морями местности.
Наверх