专利名称：：一种矿用串接式通风滤尘装置的制作方法
技术领域：
：本发明属于矿用通风滤尘装置，它由轴流风机、滤袋构成。中国专利85108719A公开了一种矿用通风除尘除氡子体装置，它采用静电-滤料复合四级过滤单元结构，由一只静电控制箱和一台用螺栓或铰链将静电除尘器、三个滤料单元以及离心风机连接成一体的过滤装置组成。该过滤装置外形尺寸为1.7×0.88×1.2m，重400kg，安装在矿车上使用。该装置用于矿井下通风除尘存在的问题是横截面积(1.00m2)过大，一体化安装重量大，必须安装在矿车上，因而必须在工作面附近开设调车场或专用洞室才能使用，否则将阻塞巷道和井下运输;采用高压静电除尘，在井下高湿条件下，容易漏放高压静电，因而该装置运行费用高，小规格巷道不适用，静电除尘部分工作可靠性不够，也不安全。本发明的目的在于克服上述通风除尘装置的不足之处，提供一种横截面积小，处理风量大，重量轻，安装灵活，运行安全且费用低，维护方便，特别适于小规格巷道使用的串接式通风滤尘装置。为实现上述目的，本发明由多节滤袋及一台轴流风机串接而成，在滤袋和风机之间还可以串接一个风筒阀，各节滤袋、风筒阀和风机的串接采用短软管，使整个过滤装置可适度弯曲，以适于小规格巷道使用。为保证多节滤袋串接后，远风机端仍可保持足够的风量，近风机端又不降低通风除尘效果，在每节滤袋内部设有一个钻孔的匀速管。该匀速管的钻孔在距匀速管始端不同距离的径向均匀地分布在管壁上，形成若干孔圈，钻孔的孔径和孔圈中心线与匀速管始端的距离有一定的规律，遵循在以任意两相邻孔圈中心线为对称中心，并彼此相接的两个圆环区域内，通过钻孔进入匀速管内腔的风量与该圆环区域对应的滤袋表面积之比为常数的规律，使近风机端与远风机端的滤料表面风速均匀化，大大提高通风滤尘效率。下面结合附图对本发明作进一步说明。图1是本发明的组装示意图。图2是本发明的滤袋主视图。图3是本发明的滤袋侧视图。图4是本发明的风筒阀主视图。图5是本发明的风筒阀扉开合示意图。图6是图3的B部放大图。图7是本发明的匀速管钻孔排布示意图。本串接式通风滤尘装置的每一节滤袋1，2，3的骨架，由焊接在滤袋两端金属短园筒8的外缘，支持金属波纹筛网11的波峰骨架9和波谷骨架10构成，绕波峰骨架和波谷骨架紧贴安装的金属波纹筛网11沿径向呈波浪形。细滤料12紧贴波纹筛网安装，并用两端带金属小钩的橡筋带在波谷处压住细滤料12，橡筋带的小钩挂在滤袋两端金属短圆筒8的钩环上，利用橡筋带的张力使细滤料紧贴波纹筛网亦成波浪形，以增大过滤面积，减小风阻，并具有较大的风量和容尘量。粗滤料13包覆于细滤料12的外面，沿波峰骨架的波峰环绕呈圆筒状外形，并应将滤袋两端封住。这样，滤袋由两个过滤单元构成粗滤料在外，滤除粗颗粒尘埃，细滤料在内，滤除细尘埃，以确保滤袋具有高的滤尘效率，而细滤料的使用寿命也可提高。每个滤袋皆靠其两端的金属短园筒搁置在焊有与该金属短园筒弧度相同的钢板的角钢支架上，焊在金属短圆筒上的两条限位环14，15卡住支架，既使滤袋不能前后窜动，又便于旋转滤袋，拆装滤料。本发明的特征还在于，在滤袋内插入一个金属或塑料薄板制的具有钻孔的匀速管7，匀速管插入滤袋后，其两端应紧贴滤袋两端金属短圆筒8的内缘，与金属短圆筒联为一体。设置匀速管是根据对滤袋的过滤条件进行分析时发现，当在滤袋内腔设置一具有钻孔的匀速管，并且钻孔在距匀速管始端不同距离的径向均匀地分布在管壁上，形成若干孔圈，只要在以任意两相邻孔圈中心线为对称中心，并彼此相接的两个圆环区域内，通过钻孔进入匀速管内腔的风量与该圆环区域对应的滤袋表面之比为常数，即可使滤袋表面过滤风速均匀化。匀速管上钻孔排布的疏密度，即各孔圈之间的距离，就是据此用空气动力学基本公式计算确定的。首先，根据为满足工作面通风需要而选定的风机型号，设计决定与其匹配的滤袋直径和单节滤袋长度及需要串接的滤袋节数，再设计决定第一孔圈孔径，根据滤袋的以Xi为中心线的孔圈的圆环区域与以Xi+1为中心线的孔圈的圆环区域(如图7所示)上，通过钻孔进入滤袋内腔的风量qi和qi+1与该圆环区域对应的滤袋面积Bi和Bi+1之比为常数，并根据空气动力学的基本公式，采用将滤袋分解为面积元计算的方法，即可逐圈计算出匀速管钻孔的每一孔圈中心线与匀速管远风机端的距离。同一匀速管采用相同孔径的钻孔时，沿轴向分布，近风机端的孔距比远风机端的孔距大;不同串接位置的滤袋的匀速管，采用不同直径的钻孔，近风机端滤袋的匀速管孔径较小，远风机端的匀速管孔径较大。同一匀速管的孔径也可以采用不同孔径，不同滤袋的匀速管也可以采用同一孔径，应根据滤袋大小、长度及加工制作方便决定。实际计算时，也可以从近风机端开始计算，还可以按前述从第一孔开始计算的方法设计好滤袋，再选用与其匹配的风机，不论采用哪种方式计算，轴向孔距的确定都应满足qi和qi+1与Bi和Bi+1之比为常数。串接三节滤袋，分别测定滤袋内有匀速管与没有匀速管时，滤料表面的风速结果如表1(每节滤袋均布四个测点，从远风机端至近风机端依次编为1至12号)。表1单位m/min</tables>注风机型号JK55-Ⅱ，2N04，匀速管直径φ372mm，滤袋总长3200mm。由表1可知，滤袋内加设匀速管后，使近风机端和远风机端的滤袋表面过滤风速均匀一致，从而克服了无匀速管时近风机端滤袋负压高，过滤风速大，尘埃易于穿透滤料，远风机端滤袋内腔的负压则下降很多、风流量很小，导致通风除尘效果大幅度下降的弊端。本发明用于有严重炮烟污染的地点时，为延长滤袋清灰周期，可在滤袋与风机之间串接一个风筒阀5。它可用一段短金属风筒制作，或专门设计制作。在风筒阀的中部壁上开一个阀窗16，阀窗边沿用铰链17联接一弧度与风筒外圆弧度相同的阀扉18，阀扉可自由开合阀窗。不开风机时，阀扉靠自重下垂，阀窗呈常开状态。当放炮后，启动滤尘风机时，含大量炮烟尘埃的气流即直接经阀窗进入风机，不经过滤袋，保护了滤袋不被烟尘污染，细滤料不被堵塞。此时滤尘装置起强化排尘作用，有利于抽尘风机尽快抽出工作面的烟尘。当尘量降至接近风源状况时，可用手托起阀扉，阀扉则靠滤尘装置内的负压被吸合在阀窗上，外部含尘气流必须经滤料过滤净化后再送往工作面，实现局部循环风降尘通风的目的。在无炮烟粉尘严重污染的地方，用本通风滤尘装置作局部循环风降尘通风时，可以增设阀扉锁定附件，也可以不串接风筒阀。风筒阀与滤袋相似，也是搁置在角钢支架上，以围绕风筒阀的加固用角钢19定位，也可以旋转，从而可调节阀扉下垂开启的角度，以适应不同功率风机和负压工况下使用。风机4、风筒阀、每节滤袋之间，采用短软管6相互联接。由于每节滤袋、风筒阀、风机接头上都设有小突缘，短软管套上后，可用绳子扎紧，也可用抱箍、快速扣箍等扣紧件封扎，既可密封，又不使其滑脱，这样，可以使串接后的滤尘装置适度弯曲，适于在弯曲不平的巷道中使用，也能起隔振作用，避免风机启动和运转时的振动导致二次扬尘。短软管可以采用玻璃纤维胶皮风筒，也可以用特制橡胶波纹管。本发明远离风机端的滤袋末端，用盲板封堵。本通风滤尘装置可由1～5节，一般用1～3节滤袋串接使用，主要用于矿井局部通风除尘。用于单一工作面的不同断面积巷道，或用于多工作面的通风除尘，或作不洁风源的辅助通风除尘，本发明每节滤袋的大小、串接滤袋的节数、配用轴流风机的型号均应根据实际情况选定，并据此计算决定每节滤袋的匀速管的钻孔孔径及轴向孔距排布。实例例1，制作一个三节滤袋串接的通风除尘装置。每节滤袋的波峰骨架9外径550mm，净长900mm，波谷骨架10内径380mm，净长900mm，两端金属短园筒8外径380mm，滤袋总长1050mm，金属波纹筛网11为12目钢丝筛网，细滤料12采用纤维直径为2～5μm的尼龙毡或丙纶毡，粗滤料13采用纤维直径为15μm左右的涤纶毡。匀速管7外径372mm，长度1000mm，用0.8mm厚薄钢板制作。匀速管的钻孔沿轴向逐圈排布，每一孔圈均匀冲孔30个，相邻两孔圈上的孔错位1/2个孔距。每节滤袋的孔径及轴向孔距列于表2。表2钻孔孔径及孔圈中心线至匀速管始端距离说明1、滤袋编号从远风机端算起，依次为第一、二、三节，2、Xi为孔圈中心线与匀速管始端距离，从远风机端算起，依次为X1、X2……Xi、Xi+1……。风筒阀5用1.5mm厚钢板制作，外径380mm，或直接利用φ380mm规格的金属风筒制作，全长600mm。阀窗16长400mm，弧长400mm，阀扉18尺寸比阀窗略大，用厚度为1.5mm钢板制作。配用风机为JK55-Ⅱ2N04型，用φ380mm橡胶波纹软管将风机、风筒阀、第三、二、一节滤袋依次串接，并将第一节滤袋远风机端用盲板封堵，即成本发明的通风滤尘装置，它包括支架的横截面积为0.44m2，过滤面积24m2，在风机出风口串接10mφ380mm风筒往工作面送风，风量可达140m3/min，用于6m2断面巷道的混合式通风除尘，产尘强度150～200mg/m3，工作面粉尘浓度由5～9mg/m3，降至1.5～2mg/m3以下。实施例2，按实施例1制作的第一、二节滤袋、风筒阀、JF42-2型轴流风机和10m风筒依次串接成本发明的两滤袋串接式通风滤尘装置，过滤面积16m2，风量99m3/min，用于6m2断面巷道的混合式通风除尘，工作面粉尘浓度由3～5mg/m3降至2mg/m3以下。实施例3，按实施例1制作的第一节滤袋、T40-11N04型轴流风机串接成本发明的单节通风滤尘装置，加10m风筒除尘送风，过滤面积8m2，风量51m3/min，用于6m2断面巷道通风除尘，工作面粉尘浓度由3mg/m3降至2mg/m3以下。本串接式通风滤尘装置具有如下优点(1)串接多节滤袋后，近风机端与远风机端的滤料表面风速均匀、风量大，除尘效率高;(2)过滤面积大，横截面积小，重量轻(每节滤袋重约65kg);(3)安装灵活，拆装和滤料清洗方便，特别适于小断面巷道使用;(4)用于中深矿井的通风除尘，能耗低。本串接式通风滤尘装置可广泛用作矿山井下各种断面独头巷道或多工作面的局部通风除尘设备，特别是用于循环风的净化。权利要求1.一种矿用通风滤尘装置，它由轴流风机、滤袋组成，其特征在于所述的滤袋是由一至多节滤袋串接而成，每节滤袋内还设置有一个具有钻孔的匀速管，再串接于风机进风端构成的串接式通风滤尘装置，(1)所述的每节滤袋，由焊接于滤袋两端金属短园筒外缘的波峰骨架、波谷骨架、紧贴骨架安装沿径向呈波浪形的金属波纹筛网、贴附于金属波纹筛网外的细滤料和将波纹筛网及细滤料包覆在内部呈圆筒状外形的粗滤料构成，(2)所述的具有钻孔的匀速管两端应紧贴于每节滤袋两端金属短圆筒的内缘，与金属短圆筒联为一体。(3)所述的滤袋可串接1～5节，一般为1～3节。2.按权利要求1所述的串接式通风滤尘装置，其特征在于在轴流风机和滤袋之间，还可以串接一个风筒阀，风筒阀开有阀窗，设置有一个可自由开合，停风机时可靠自重下垂而开启的阀扉。3.按权利要求1和2所述的串接式通风滤尘装置，其特征在于每节滤袋、风筒阀和轴流风机进风端相互之间用短软管密封联接。4.一种用于权利要求1所述的匀速管的钻孔排布方法，其特征在于钻孔在距匀速管始端不同距离的管壁上作均匀的径向分布，形成若干孔圈，在逐圈确定钻孔孔径及孔圈中心线与匀速管始端的距离时，应满足在以任意两相邻孔圈中心线为对称中心，并彼此相接的两个圆环区域内，通过钻孔进入匀速管内腔的风量与该圆环区域对应的滤袋表面积之比为常数。5.按权利要求4所述的匀速管的钻孔排布方法，其特征在于同一匀速管的钻孔可以是同一孔径，也可以是不同孔径，不同滤袋的匀速管的钻孔可以是远风机端孔径大，近风机端孔径小，也可以都是同一孔径。全文摘要一种矿用串接式通风滤尘装置，由轴流风机、风筒阀及一至多节内部具有钻孔匀速管的滤袋用短软管密封串接构成，本发明公开了一种可使滤袋表面过滤风速均匀化的匀速管及其钻孔的排布方法。本发明处理风量大、效率高、横截面积小、重量轻，机动性好，可在小断面矿井巷道中使用，在6m文档编号E21F1/04GK1047216SQ8910571公开日1990年11月28日申请日期1989年5月10日优先权日1989年5月10日发明者黎远鉴申请人:湖南有色冶金劳动保护研究所