Шахтная самоходная установка для доставки пожарного оборудования и горноспасательной техники по горным выработкам к очагу пожара

 

ШАХТНАЯ САМОХОДНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ДОСТАВКИ ПОЖАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ПО ГОРНЬШ ВЫРАБОТКАМ К ОЧАГУ ПОЖАРА по авт. СВ. №863884, отличающаяся тем, что, с целью повьашения ресурса работы установки за счет 29 2 стабилизации давления газообразного азота, она снабжена пневмоцилиндром со штоком и двумя управляемыми клапанами , один из которьлх установгей в отверстии внутреннего торца теплоизолируюцего кожуха и является нормгшьно открытым пневматическим контактом .между внутренними полостями теплоизолиру«з1дего кожуха и обечайки, а другой установлен в дополнительном отверстии , выполненном в обечайке., и является нормально закрытым пневматическим контактом между обечайкой и атмосферой, причем клапаны жестко соединены между собой и кинематически связаны со штоком пневмоцилиндра поршневая камера которого соединена посредств.ом газопровода с сосудом с жидким азотом,при зтом шток снабжен регулируемой пружиной. 2f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К ABTOPCHGRlV СВИДЕ П:ЛЬСТВУ (61 ) 863884 ! (21) 3373932/22-03 (22) 30.12.81 . (46) 30.06.83. Бюл. 9 24 (72) Н.Я.Полшков, A È.Артеменко, Э.A.Ïîïîâ и М.A.ßðåè÷óê (71) Всесоюзный научна-исследовательский институт горноспасательного дела (53) 622.817. (088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 863884, кл. Е 21 P 5/00, 1979. (54) (57) ШАХТНАЯ САМОХОДНАЯ УСТАНОВKA ДЛЯ ДОСТАВКИ ПОЖАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ПО

ГОРНЬИ ВЫРАБОТКАМ К ОЧАГУ ПОЖАРА по авт. св. 9 863884, отличаю— ц а я с я тем, что, с целью повышения ресурса работы установки за счет стабилизации давления газообразного азота, она снабжена пневмоцилиндром со штоком и двумя управляемыми клапанами, один иэ которых установлен в отверстии внутреннего торца теплоиэолирунхцего кожуха и является нормально открытым пневматическим контактом .между внутренними полостями теплоизолирующего кожуха и обечайки, а другой установлен в дополнительном отверстии, выполненном в обечайке., и является нормально закрытым пневматическим контактом между обечайкой и атмосферой, причем клапаны жестко соединены между собой и кинематически связаны со штоком пневмоцилиндра поршневая камера которого соединена Q посредством газопровода с сосудом с жидким азотом, при этом шток снабжен регулируемой пружиной °

1025901

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к средствам предупреждения и тушения рудничных пожаров .

° По основному авт. сн. М 863884 известна шахтная установка для достав-5 ки пожарного оборудования и горноспасательной техники по горным выработкам к очагу пожара, включающая тележку с. колесными парами, пневмоднигатель, сосуд с жидким азотом, заклю- 10 ченный н теплоизолирукщий кожух с внутренним и наружным торцами, испаритель, вентилятор с пненмопринодом для обдува испарителя, кабину и систему управления и. регулировки, .и 15 снабженная обечайкой, конфузором, .тройником с устанонленнь1м н нем шибером и сдвоенным створчатым клапаном, причем сосуд с жидким а отом установлен с зазором в теплоизолирующем кожухе, внутренний торец которого н верхней части выполнен с отверстием, )обечайка одним концом соединена с внутренним торцом теплоиэолирующего кожуха, а другим. — с конфузором со стороны его большего основания который, в свою очередь, меньшим основанием посредством тройника с установленным н нем шибвром соединен с . кабиной самоходной установки, а сдвоенный створчатый клапан установлен на наружном торце теплоизолирующего. кожуха., при этом испаритель установлен в обечайке,.а вентилятор с пневмоприводом — в тройнике (1).

Недостатком данной установки явля-35 ется то, что при доставке средств пожаротушения к очагу пожара со стороны исходящей струи установка подвергается высоким температурам пожарных газов, достигающих 1200 С.. Несмотря на 40 то, что она защищена теплоизолированным кожухом от воздействия высоких температур, принцип действия ее основан на использовании тепла окружающей среды, часть которого идет для создания внутри емкости давления, необходимого для подачи жидкого азота в испаритель, а оставшаяся часть — на газификацию жидкого азота н испарителе. Поэтому при днижении установки со средствами пожаротушения к очагу пожара в зону нара" тающих высоких температур потока газов (со стороны исходящей струи) увеличивается тепловой поток от омываемого сосуд воздуха к жидкому азоту, увеличиваются ис-.55 парения азота и растет давление в емкости, а расход гаэообразного азота, идущего на передвижение установки, остается постоянным. Если давление в емкости достигает. большей величины,,60 чем способен удержать -избыточный кла- пан, газообразный азот стравлинается наружу, что ведет к его непроизводительным потерям и, как следствие, к уменьшению ресурса работы установки, 65

Цель изобретения - повышение ресурса работы установки за счет стабилизации давления газообразного азота.

Поставленная цель достигается тем, что шахтная самоходная установка для доставки пожарного оборудования и горчоспасательной техники по горным выработкам к очагу пожара снабжена, пневмоцилиндром со штоком и двумя управляемыми клапанами, один иэ ко-, торых установлен в отнерстии внутреннего торца теплоиэолирующего кожуха и является нормально открытым пневматическим контактом между внутренними полостями теплоизолирующего кожуха и обечайки, а другой установлен в дополнительном отверстии, выполненном в обечайке, и является нормально закрытым пневматическим контактом между обечайкой и атмосферой, причем клапаны жестко соединены между собой и кинематически связаны со штоком пневмоцилиндра, поршневая камера которого соединена посредством газопровода с сосудом с жидким азотом, при этом шток снабжен регулируемой пружи-. ной.

Изобретение обеспечивает стабили" нацию давления н системе на заданном уровне путем автоматического регулирования расхода принудительного воздушного потока, омывающего сосуд с жидким азотом, с помощью управляемого клапана типа сопло-заслонка, н зависимости от скорости испарения азота в сосуде.

На фиг. 1 показана принципиальная схема шахтной самоходной установкиу на фиг. 2 — пневмоцилиндр с клапанами;

Шахтная самоходная установка содержит сосуд 1, заполненный сжиженным азотом и заключенный в теплоизолирующий кожух 2. На наружном торце

3 кожуха имеется сдвоенный створчатый впускной нормально закрытый клапан 4. На внутреннем торце 5 кожуха в верхней его части выполнено небольшое отверстие 6, Сосуд 1 установлен в кожухе горизонтально с зазором 7 по отношению ко всем стенкам кожуха.

К внутреннему торцу 5 подсоединена обечайка 8, соединенная с конфузором 9. Внутри обечайки установлены испаритель 10, предстанляющий собой систему оребренных труб, соединенный с сосудом 1, и обдунакщий его вентилятор 11 с пненмопринодом 12. Между сосудом 1 и испарителем 10 установлен вентиль 13. Кабина 14 соединена с обечайкой 8 после конфуэора 9 посредством тройника 15 с устанонленным в нем шибером 16, регулирующим подачу охлажденного воздуха но внутрь кабины. Сжатый газообразный азот, полученный на выходе испарителя 10, под .водится к пненмодвигателю 17 ходовой части 18,. представляющей собой телдж1025901

45 ку с колесными парами, через распределительный кран 19 и,к регулирующему клапану 20, а затем к пневмоприводу 12 вентилятора.

Шахтная самоходная, установка снабжена сбрасываюшим клапаном 21 и системами регулировки и управления, в том чисЛе приборами для контроля количества сжиженного азота в сосуде и давления сжатого азота в разводящих магистралях (не показаны).

Между кожухом 2 и обечайкой 8 в отверстии 6 установлен пневмоцилиндр

22, содержащий поршневую 23 и штоко.вую 24 камеры, шток 25, пружину 26 и гайку 27. Поршневая камера 23 при 15 помощи газопровода 28 соединена с паровым пространством 29 сосуда 1 .

Со штоком 25 жестко соединены запорные органы клапанов 30 и 31, расположенные на общем штоке 32 и образующие с помощью седел. 33 и 34 связь внутренних полостей теплоизолирующего кожуха 2 и обечайки 8, с одной сто. роны, и связь полости обечайки 8 с

;атмосферой при помощи отверстия 35 в обечайке, с другой стороны.

Установка работает следующим образом.

В состоянии ожидания наполнения сжиженным азотом сосуд 1 практически находится в абсолютно теплоизолированном состоянии, так как со всех сторон он закрыт теплоизолирукщим кожухом 2; Сдвоенный створчатый клапан

4 находится в закрытом состоянии и также представляет собой часть изоли- З5 рующего экрана с двойной стенкой и воздушной прослойкой. Через небольшое отверстие ощутимый тепловой поток не может поступить в сосуд 1, так как постоянно стравливаемый сбра-40 сывающим клапаном 21 холодный азот вытекает из этого отверстия в обечайку 8..

Так как в это время вентиль 13 перекрыт.,- то в сосуде 1 подцерживается давление около 6 ат, обусловленное регулировкой сбрасывакщего клапана 21. Запорный орган клапана 30 образует с седлом 33 нормально открытый пневматический контакт, а запорный орган клапана 31 с седлом 34 нормальный закрытый пневматический контакт. Практика показывает, что в таком состоянии без значительной по-. тери азота установка может находиться в течение нескольких суток. Для пуска установки .при нейтральном положении распределительного крана 19 необходимо перекрыть сбрасывающий клапан 21 и открыть вентиль 13..

При этом жидкий азот иэ сосуда 1 уст-6О ремляется в испаритель 10, где за счет тепла самого испарителя превращается в газообразное состояние и через регулирующий клапан 20 попадает в пневмопривод вентилятора и при- 65 водит его в движение, т.е. запускает вентилятор 11 в работу.

За счет депрессии, созданной вентилятором, Клапан 4 открывается и наружный воздух устремляется в обечайку 8 с испарителем 10, откуда, отдав тепло и влагу; охлажденный и подсу-. шенный воздух через тройник 15 частично выходит наружу, а необходимое количество поступает в кабину 14 для создания в ней благоприятного микроклимата. Количество,воздуха, поступающего в кабину, регулируется шибером 16. Благодаря большой скорости омывания наружным воздухом сосуда 1 в нем быстро создается необходимое давление для вытеснения жидкого азота в испаритель.. Таким образом, теплоизолированный сосуд при включении вентилятора автоматически становится как бы испарителем с большим притоком тепла извне.

После создания необходимого давления в сосуде 1 (10-12 ат) установка может приводиться в движение. Для этого распределительный кран 19 ставят в соответствующее положение впуска и газообразный сжатый азот поступает в пневмодвигатель 17 на прямой или обратный ход установки. За счет большой поверхности испарителя и при" нудительного его обдува создается необходимое количество газообразного азота для работы пневмодвигателя 17 установки.. При вынужденной остановке вентиль 13 перекрывают, частично или полностью закрывают сбрасывающий клапан, при этом сосуд 1 снова автоматически теплоизолируется и расход азота становится минимальным, В начальный момент, когда теплопередающая поверхность емкости с жидким азотом не покрыта снеговой шубой, испарение максимальное, а потому имеющейся поверхности сосуда, служащего иснарителем наддува, достаточно, чтобы поддерживать необходимое давление в сосуде.: В дальнейшем вследствие конденсации влаги в виде снега на поверхности.емкости, а также уменьшения поверхности контакта жидкого азота со стенками сосуда по мере его расхода тепловой поток от оМывающего

1 .сосуд воздуха к жидкому азоту,.уменьшается.. Испарение сжиженного азота замедляется и, как следствие, уменьшается давление в паровом пространст ве 29 сосуда l. В поршневой. камере

23 пневмоцилиндра ?2, связанной с помощью газопровода 28 с паровым пространством сосуда, давление также i ,понижается. Запорные органы клапанов

30 и Зlq жестко связанные штоком 32 со штоком 25 пневмоцилиндра, при помощи пружины 26, расположенной в што- ковой камере 24, создают с седлами ..33 и 34 увеличенный щелевой зазор, 1025901

Составитель О.Волкова

Редактор М.Рачкулинец Техред М.Костик

Корректор A. Повх

Заказ 4523/28 тираж 444

> ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент г.ужгород, ул.Проектная, 4 благодаря чему воздушный поток,. обтекакщий поверхность сосуда, увеличивается, вызывая повыавние теплосъема с поверхности сосуда, а вместе с тем и увеличение испарения и, как следст-. вие, повышение давления.

Прн движении установки к очагу навстречу потока пожарных пазов увеличивается тепловой поток от омываемо10 сосуд воздуха к жидкому азоту, со» ответственно увеличивается испарение 10 азота и рост давления в паровом пространстве 29 сосуда l. В поршневой камере 23 пневмоцилиндра 22, связанной с помощью газопровода 28 с паровьм пространством сосуда, давление 15 также повышается. Запорные органы клапанов 30 и 31 жестко связанные штоком 32 со штоком 25 пневмоцилиндра, начинают перемещаться.

Клапан 30 совместно с седлом 33 уменьшает зазор, а при увеличении давления в поршневой камере 23 полностью перекрывает седло 33, что соответственно уменьшает тепловой по" ток, омывакиций сосуд„ либо полностью

его прекращает. Одновременно клапан 21 с седлом 34 увеличивает зазор, через который поступает наружный воэдух с теплом, необходимым для газификации жидкого азота в испарителе 10, Таким образом, с помощью управляемых клапанов автоматически поддерживается стабильное давление в системе на уровне, отрегулированном с помащью пружины 26. Это, в свою очередь, при" родит к уменьшению сброса в атмосферу газообразного азота {вредные поте ри), т.е. азот расходуется зкономыее, что, способствует увеличению полезной работы и ресурса работы установки.

Общий воздушный по ок, омывающий продукционный испаритель 10, остается постоянным. Работа, обоих испарителей» испарптеля наддува (поверхность сосу-

Да7 и продукционного испарителя - яв-,,пяется независимой.

При испытании экспериментального .

I образца давление в емкости быпо стабильным и отсутстврвал сброс газообразного азота в атмосферу. Замер ос татка жидкого азота s заправочной емкости позволяет сделать вывод, что применение предлагаемой установки по сравнению с известной увеличивает. длину пробега почти в два раза без дозаправки,что приводит к увеличению эффективности тушения подземных пожаров.