旋流過濾器的結構和特點描述
摘 要 新型旋流過濾器的結構特點、工作原理和應用情況, 并與縱貫式過濾器的使用效果進行了對比分析。
樞紐詞 旋流過濾器 結構 應用
目前, 噴霧灑水是煤礦井下現階段防塵的主要手段, 噴霧灑水水源一般為礦井地下水經地面沉淀后的復用水。因為處理方式的局限性和用水量大, 水沒有足夠的時間沉淀, 水中雜質(懸浮物) 含量很大, 加之供水管路在拆裝過程中一些碎煤的進入, 極易造成噴嘴堵塞, 因此, 煤礦井下噴霧用水過濾器的優劣是影響噴霧降塵效果的主要因素。
煤礦井下噴霧通常使用RG20L 型縱貫過濾器, 其主要缺陷是: (1) 儲存濾物的空間小; (2) 較大顆粒物受水流作用易附著在濾網上, 影響過濾器的過水能力, 增大了壓力損失, 影響霧化效果; (3) 大量雜物一直在濾網四周受水流沖擊, 部門懸浮物易擠過濾網, 使噴咀發生堵塞的可能性增加; (4)靠濾網過濾, 濾網網孔大, 過濾效果差; 濾網網孔小易堵塞, 影響過水能力, 增加維護工作量; (5) 因采用反沖法清除濾網上的懸浮物, 需休止正常供水, 影響出產, 操縱麻煩。
針對上述煤礦井下防塵用水過濾設備存在的題目, 我們研制了專利產品FXG- I 型旋流過濾器, 并進行了現場試驗和推廣應用。現將旋流過濾器結構、原理及現場應用效果先容如下。
1 旋流過濾器的結構和工作原理
旋流過濾器結構如附圖所示。
其主要特征是: 在圓筒式殼體內設置2～4 道擋塵板, 擋塵板是圓環錐形的, 其圓環壁與軸線的夾角為30°～60°, 圓環錐型擋塵板的大口朝上, 其周邊與殼體內壁連接。進水口處可用法蘭盤連接, 也可采用快插式接頭, 在排污口處裝有手動球閥或自控式電磁閥以便實現定時或自動排污。
旋流過濾器其主要工作原理是: 當防塵噴霧用水經管路沿切線方向進入過濾器圓筒型殼體后, 形成旋流, 煤渣、懸浮物等雜質在離心力、自重力和擋塵板作用下沿筒壁沉淀于下部, 圓筒殼上部網架過濾處雜質較少, 不易堵塞濾網, 從而實現以旋流沉淀雜物為主、網式過濾為輔的快速排污作用。
2 現場應用與效果分析
FXG- I 型旋流過濾器于1994 年7 月20 日開始在王莊煤礦1303 綜采工作面進行產業性試驗, 目前已在潞安礦務局漳村礦、五陽礦井下推廣應用。
FXG - I 型旋流過濾器的主要技術參數:
工作壓力/ MPa 1～3.5
流量/ L/min 100～527
旋流圓筒直徑/ mm 325
旋流圓筒高/ mm 700
進水口與出水口高差/ mm 500
進、出水口直徑/ mm 50
重量/ kg 35
FXG- I 型過濾器安裝在王莊礦1303工作面運輸巷的電器列車上, 主要擔負轉載點、破碎機、機頭轉載點和采煤機、支架噴霧用水系統的過濾。該系統設計噴霧用水量為110 L/ min , 供22 個噴咀噴霧之用, 每個噴咀流量為5 L/ min。在產業性試驗期間對旋流過濾器進行了壓力、阻力、流量測定以及對過濾前后水樣進行了化驗分析。經現場測定, 過濾器在工作狀態下, 進、出水口側的壓力分別為1.6 MPa 和1.58 MPa , 其壓力損失≤0.02 MPa。在封閉出水側閥門的狀態下, 其靜壓為1.85 MPa , 在噴咀都噴霧的情況下實測過濾器的流量為115 L/ min。通過旋流過濾器產業性試驗和水樣化驗分析,可知: 在旋流過濾器排污距離時間為2 天、4 天、7 天時, 其過濾效果分別為44.14 %、25.83 %、14.8 %。這就說明旋流過濾器的排污距離時間是影響過濾效果的直接因素。在及時排污的情況下, 旋流過濾器可以取得理想的過濾效果。通過現場觀測和水樣分析得知, 旋流過濾器最佳排污距離時間為一天。
3 結束語
旋流過濾器的主要長處如下:
(1) 旋流過濾器對細小顆粒的懸浮物具有較好的過濾效果。
從懸浮物粒徑分析的情況來看, 進水側懸浮物顆粒直徑在4.6μm 以下的占重量的99.8 % , 懸浮物顆粒直徑大于4.6μm 的很少, 即使從排污口排出的沉淀物中, 顆粒直徑大于9.9μm 的也只占重量的13.6 % (取樣化驗出的大直徑顆粒物比進水管中的要多, 這是由于較長時間積攢下來的和在高濃度狀態下沉淀凝聚的結果) , 且最大顆粒直徑一般不超過50 μm。而80～100 目的濾網, 網孔直徑為168μm , 160～200 目的濾網網孔直徑為81μm , 因此, 過濾此種噴霧用水單純靠濾網過濾基本起不到過濾作用。
(2) 旋流過濾器與縱貫式過濾器比擬機能優勝。
潞安礦務局王莊礦原采用的縱貫式過濾器, 進水口與出水口側懸浮物濃度分別為141.8 mg/ L 和118.3 mg/ L , 過濾效果為16.57 % , 而旋流過濾器的過濾效果為44.14 %。從過濾效果看, 旋流過濾器的過濾效果比縱貫式過濾器的過濾效果顯著進步。
(3) 旋流過濾器是目前煤礦井下噴霧滅塵供水系統的理想過濾器。旋流過濾用具有結構公道、體積小重量輕、過濾能力大、壓力損失小、排污利便的長處。
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