Устройство для тушения подземных пожаров газомеханической пеной

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ПОЖАРОВ ГАЗОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕНОЙ по авт. св. № 1054551, отличающееся тем, что, с целью снижения потерь раствора пенообразователя путем обеспечения автоматического регулирования угла распыла факела раствора пенообразователя при изменении площади проходного сечения кольцеобразной накладки, распьшитель снабжен клапаном, соединенным при помощи тяги с узлом скрепления упругих элементов. (Л оо ел 1ч9

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (S))4 Е 21 F 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОЛЙОАЙЙЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1054551 (21) 3767031/22-03 (22) 14.06.84 (46) 23. 09.85. Вюл. № 35 (72) Г.М.Шецер, Л.Д.Вишневский. и В.Б.Синявский (71) Всесоюзный научно-исследовательский йнститут горноспасательного дела (53) 622.817(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1054551 ° кл. Е 21 F 5/02, 1982.

„„SU„„1180529 А (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ПОЖАРОВ ГАЗОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕНОЙ по авт. св. № 1054551, о т л ичающееся тем, что, сцелью снижения потерь раствора пенообразователя путем обеспечения автоматического регулирования угла распыла факела раствора пенообразователя при изменении площади проходного сечения кольдеобразной накладки, распылитель снабжен клапаном, соединенным при помощи тяги с узлом скрепления упругих элементов °

Устройство работает следующим образом.

Поперечное сечение горной выработ-55 ки перекрывают газонепроницаемой перемычкой 1 таким образом, чтобы кольцеобразная накладка 3 распола1 1

Изобретение относится к горной промышленности, может быть использова но для тушения пожаров в горных выработках шахт и рудников, а также проветриваемых туннелях, и является усовершенствованием устройства по авт. св. - 1054551.

Цель изобретения — снижение потерь раствора пенообразователя путем обеспечения автоматического регулирования угла распыла факела раствора пенообразователя при изменении площа ди проходного сечения кольцеобразной накладки.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, установленное в горизонтзльной горной выработке, при скорос ти потока газа, соответствующей мини мально допустимой "Правилами безопас ности в угольных и сланцевых шахтах" (ПБ), вид сбоку, разрез„ на фиг.. 2 - то же, вид со стороны накладки при скорости потока газа, соответствующей минимально допустимой ПБ; на фиг. 3 — то же, при скорости потока газа, соответствующей максимально допустимой ЛБ, вид сбоку, разрез; на фиг. 4 — то же, вид со стороны накладки при скорости потока газа, соответствующей максимально допустимой ПБ.

Предлагаемое устройство состоит из газонепроницаемой перемычки 1 с осевым отверстием, в котором установлена пеногенераторная сетка 2, перекрывающей эту сетку кольцеобразной накладки 3 и распылителя 4, снабженного тангенциальными каналами 5, камерой б закручивания и соплом 7 с введенным в него профилированным клапаном 8, соединенным с тягой 9. Перекрывающие один другого лепестки, образующие накладку 3, большими основаниями шарнирно закреплены на перемычке. с возможностью отклонения по ходу потока газа.

Для удержания лепестков у сетки к их меньшим основаниям прикреплены упругие элементы 10, свободные концы которых на оси устройства, соединены в узел, в свою очередь соединенный. с тягой 9 °

180529 2 галась со стороны очага пожара, а распылитель 4 находился на свежей струе. При этом поток газа, набегая на лепестки накладки 3, вызывает возникновение воздействующих на них гидроаэродинамических сил, величина которых прямо пропорциональна скоростному напору и, следовательно, уг квадрату скорости потока R =С Я р 2-, где р — плотность газа; V — скорость потока газа относительно лепестка;

Б — площадь проекции поверхности лепестка на нормаль к вектору скоl5 рости (миделевое сечение); С вЂ” коэффициент сопротивления.

За счет этих сил каждый нз лепестков, преоцолевая силу сопротивления упругого элемента IO, повора-.

20 чивается вокруг шарнирно закрепленного основания и отклоняется от сетки, что приводит к увеличейию площади проходного сечения кольцеобразной накладки 3 и, следователь25 но, рабочей площади пеногенераторной сетки 2. Это увеличение будет происходить до уравновешивания гидроаэродинамических сил и сил сопротивления, которое, благодаря соответствующему подбору упругих элементов, наступит при достижении скорости потока газа 6-7 м/с, т.е. оптимальной скорости газа через рабочий участок сетки 2, обеспечи-. вающей удовлетворительное протека35 ние процесса пенообразования.

При отклонении лепестков кольцеобразной накладки 3 от пеногенераторной сетки 2 узел скрепления упругих элементов 10 переместится вдоль горизонтальной оси устройства в направлении от сетки и при помощи тяги 9 выдвинет профилированный клапан 8 из сопла 7 распылителя 4.

Это.приведет к увеличению геометри- ческой характеристики распылителя. (соотношение между размерами сопла, камеры закручивания и входных каналов) и, как следствие, возрастанию

50 угла распыла факела раствора пенообразователя. Соответствующий подбор профиля клапана и величины его перемещения обеспечит получение необходимого угла распыла факела, а именно угла, при котором площадь живого сечения струи у сетки

S =7 L » tgô где L — расстояние ст 2 Ó между распылителем и сеткой, о »

Фиг.2

3 11805 угол распыла факела, равна площади проходного сечения кольцеобразной накладки $р, и исключается набрызг раствора на накладку.

В дальнейшем, при продвижении 5 пены по горной выработке к очагу пожара и, следовательно, увеличении длины пенной пробки, гидравлическое сопротивление выработки будет возрастать, что приведет к снижению в ней 1О расхода газа и уменьшению его скорости на пеногенераторной сетке 2, а значит и уменьшению гидроаэродинамических сил взаимодействия потока с лепестками накладки 3. При снижении15 скорости потока газа до значения, меньшего оптимальной скорости пенообразования (6-7 м/с), силы упругих элементов 10 превысят гидроаэродинамические силы и лепестки, поворачиваясь вокруг шарнира закрепленных оснований, начнут прижиматься к сетке 2, что приведет к уменьшению площади проходного сечения кольцеобразной накладки 3 и рабочей площади д сетки 2, а значит соответствующему увеличению скорости газа на последней.

Вместе с тем прижатие лепестков накладки 3 к сетке 2 вызовет переме- ЗО щение вдоль горизонтальной оси устройства узла скрепления упругих элементов 10 в направлении к сетке и вдвигание при помощи тяги 9 профилированного клапана 8 в сопло 7 распылителя 4. Это обеспечит уменьшение

35 геометрической характеристики распылителя, а также угла распыла факела раствора пенообразователя и сохране, ние равенства живого сечения его

29 4 струи у сетки площади проходного сечения кольцеобразной накладки. Уменьшение площади проходного сечения кольцеобразной накладки 3, увеличение скорости газа на сетке 2, вдвигание клапана 8 в сопло 7 и уменьшение угла распыпа факела раствора будут происходить до уравновешивания сил упругих элементов и гидроаэродинамических сил, которое наступит при достижении скорости газа на пеногенераторной сетке значения, обеспечивающего устойчивое образование газомеханической пены и продвижение ее по выработке к очагу пожара, а также отсутствии набрызга раствора пенообразователя на кольцеобразную накладку.

Наличие в предлагаемом устройстве распылителя, снабженного профилированным клапаном, установленным в его сопле и соединенным при помощи тяги с узлом скрепления упругих элементов, позволяет автоматически регулировать угол распыпа факела раствора пенообразователя в зависимости от изменения площади проходного сечения кольцеобразной накладки и поддерживать равенство последней с площадью живого сечения струи раствора у сетки, что обеспечивает на протяжении всего времени работы устройства устойчивый режим образования газомеханической пены при отсутствии набрызга раствора на накладку, благодаря чему потери раствора пенообразователя в предлагаемом устройстве по сравнению с известным снижаются примерно в 2 раза.

l l 80529

Составитель И.Федяева

Редактор Н.Тупица Техред С.йовжий Корректор М.Пожо

Заказ 5871/29 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4