Шахтная установка для получения инертного газа

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для тушения подземных пожаров в.шахтах. Цель изобретения - повышение эффективности процесса газификации жидкого азота и снижение энергоемкости за счет утили22 //// //// //// У///1 //// /у// 2V 27 зации бросового тепла вентиляционного потока горной выработки. Установка содержит резервуары 2 для перевозки и хранения жидкого азота с испарителями (И) 3 наддува резервуаров 2 газом , заключенными в направляющий кожух . Он выполнен из щитов 4. На боковой поверхности щитов 4 и направляющего воздуховода 9 выполнены люки 24 для отвода охлажденного воздуха. В воздуховод 9 заключен продукционный И 7 для выдачи готового продукта в виде плоских спиралей, соединенных с резервуарами и размещенных в шахматном порядке. В центральной части И 7 вдоль его продольной оси размещен перфорированный воздухораспределительный стакан (ВС). С открытого торца ВС выполнен с фланцем, к которому крепится конфузор. С его помощью часть отобранного теплового воздуха направляется в ВС. На боковой поверхности ВС выполнены отверстия перфорации, 3Z // УХ// /х/У //////// )(// //// & (/} СО о ел :о 30 28 29 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Е 21 Р 5/00

g(p(> A:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! 1 1 м

g 2927

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3977610/22-03 (22) 11. 11.85 (46) 23.04.87. Бюл. У 15 (71) Восточное отделение Всесоюзного

/ научно-исследовательского института горно-спасательного дела (72) А.Е.Чуприков, В.И.Лагутин, В.Г.Игишев, В.А.Лапин, А.Н.Стифеев и Д.М.Анчугов (53) 622.817 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 991069, кл. E 21 Г 5/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

И- 1142642, кл. Е 21 F 5/00, 1983. (54) ШАХТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ.

ИНЕРТНОГО ГАЗА (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для тушения подземных пожаров в.шахтах. Цель изобретения — повышение эффективности процесса газификации жидкого азота и снижение энергоемкости за счет утилиЯО 1305387 А1 зации бросового тепла вентиляционного потока горной выработки. Установка содержит резервуары 2 для перевозки и хранения жидкого азота с испарителями (И) 3 наддува резервуаров 2 газом, заключенными в направляющий кожух. Он выполнен из щитов 4. На боковой поверхности щитов 4 и направляющего воздуховода 9 выполнены люки 24 для отвода охлажденного воздуха. В воэдуховод 9 заключен продукционный

И 7 для выдачи готового продукта в виде плоских спиралей, соединенных с резервуарами и размещенных в шахматном порядке. В центральной части

И 7 вдоль его продольной оси размещен перфорированный воздухораспределитель ный стакан (ВС). С открытого торца

ВС выполнен с фланцем, к которому крепится конфуэор. С его помощью часть отобранного теплового воздуха направляется в ВС. На боковой поверхности

ВС выполнены отверстия перфорации, 1305387

35 на входе которых закреплены закрылки.

При помощи закрылок теплый воздух направляется в отверстия ВС и продувает пространство между спиралями. Это устраняет в витках спиралей образование застойных зон. Для обдува И 3 и 7 ис1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для газификации жидкого азота, применяе1 мого в шахтах при тушении подземных пожаров.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса газификации жидкого азота и снижение энергоемкости за счет утилизации бросового тепла вентиляционного потока горной выработки.

На фиг,1 показаны резервуары для жидкого азота с испарителями наддува в кожухе и воздухоэаборным раструбом; на фиг,2 — продукционный испаритель, размещенный в направляющем воздуховоде со средством обдува, продольный разрез; на фиг.3 — то же, вид сверху в разрезе.

Шахтная установка для получения инертного газа содержит размещенные на колесной платформе 1 резервуары 2 для перевозки и хранении жидкого азота с испарителямй 3 наддува резервуаров 2 газом. Испарители 3 заключены в кожух, выполненный в виде щитов 4 и служащий для направления вентиляционного потока на витки испарителей 3.

При этом резервуары 2 посредством трубопровода 5 подачи жидкого азота соединены с установленным на тележке

6 продукционным испарителем 7, пред назначенным для газификации жидкого азота и выдачи готового продукта.

Продукционный испаритель 7 выполнен в виде блока плоских спиралей 8, размещенных в пространстве между направляющим воздуховодом 9 и перфорированным воздухораспределительным стаканом 10. Причем плоскости спиралей

8 расположены перпендикулярно основному воздушному потоку, проходящему в воздуховоде 9 так, что витки каждой пары смежных спиралей образуют одна пользуется средство, выполненное в виде эластичных раструбов 29 с воздухопроводными рукавами 28, свободные концы которых подсоединяются соответственно к кожуху и к воэдуховоду 9.

1 з.п. ф-лы, 3 ил. относительно другой шахматный порядок, Спирали 8 испарителя 7 сообщаются одном концом с коллекторной трубой

11 распределения жидкого азота, а другим — с коллекторной трубой 12 приема гаэифицированного азота, с которой сообщен распределительный коллектор 13, имеющий патрубки 14 для

t0 .подключения потребителей.

Воздухораспределительный стакан

10 с открытого торца выполнен с фланцем 15, на который крепится съемный конфузор 16 или, при необходимости, подсоединяется магистральный газопровод 17 шахты через отвод 18 при помощи трубопровода (не показан). На днище такана 10 имеется патрубок 19 для подключения гибкого шланга (не пока20 зан) на обдув испарителей 7 и 3 при очистке их от снежной "шубы", а на боковой поверхности стакана 10 выполнены отверстия 20 перфорации, распо1 ложенные в промежутках между спиралями 8. На входе отверстий 20 закреплены воздухозаборные закрылки 2 1 для отражения и направления воздушного потока в пространство между спиралями

8. Коллекторная труба 11 выполнена с патрубком,22 для подключения трубопровода 5 при помощи накидной гайки

23. На направляющем воздуховоде 9 и щитах 4 выполнены люки 24 для отвода части охлажденного воздуха в зону обслуживания пультов 25 и 26 управлений, Люки перекрываются крышками 27, которые при открывании вдвигаются внутрь люков 24 с возможностью устанавливаться поперек .воздушного потока.

4О; Шахтная установка содержит также средство для концентрации теплого воздушного потока горной выработки, выполненное в виде воздухопроводных рукавов 28 с раструбами 29 на воздухо1305387 заборном конце. Противоположные концы рукавов 28 подсоединены соответственно на переднюю часть щитов 4 и к входу направляющего воздуховода 9, Шахтная установка для получения инертного газа работает следующим образом.

Для получения газообразного азота, используемого, например, при тушении подземного пожара инертной пеной, шахтная установка транспортируется к месту производства работ. Затем в горной выработке 30 разворачивают рукава

28 с раструбами 29 и закрепляют их посредством растяжек 31 на крепь горной выработки в верхней части так, что они не препятствуют свободному продвижению оборудования. Рукава 28 позволяют размещать воздухозаборные раструбы 29 в местах с наиболее теплым вентиляционным потоком, который концентрируется ими и направляется, на обдув продукционного испарителя 7 и испарителей 3 наддува. 25

Инертный газ, образующийся в испарителях 3 наддува, под давлением поступает в резервуары 2 и выдавливает из них жидкий азот, который по трубо- 0 проводу 5 поступает в коллекторную трубу 11 и далее в спирали 8 испарителя 7. Здесь происходит интенсивный теплообмен и испарение жидкого азота, который в виде газа подается в коллек35 торную трубу 12 и далее через коллектор 13 и патрубки 14 направляется потребителям, например, в пеногенератор.

При движении воздушного потока по 40 направляющему воэдуховоду 9 он обтекает витки плоских спиралей 8 и турбулизируется эа счет их шахматного расположения. При этом происходит интенсификация процесса теплообмена, а воздушный поток сильно охлаждается, отдавая тепло на испарение жидкого азота, температура которого 195,8 С.

Сильно охлажденный воздух имеет высОкую плОтнОсть и пОэтОму Он спосо gg бен образовывать в витках испарителей застойные буферные зоны, в которые теплый воздушный поток не проникает.

Опасность образования застойных эон усугубляется наличием большого количества влаги в воздушном потоке, ведущей к интенсивному снегообразованию, особенно в центральных областях испарителя, Для устранения этого часть теплого воздуха отбирается от общего потока при помощи конфуэора 16 и направляется в воздухораспределительный стакан

10. При помощи воэдухозаборных закрылков 21 теплый воздух направляется в отверстия 20 перфорации и продувает пространство между спиралями 8. Таким образом достигается равномерное распределение теплого воздуха по всему объему продукционного испарителя 7.

Это исключает появление холодных застойных эон и позволяет сдувать с витков спиралей 8 образующийся на них иней, что дает возможность повысить эффективность газификации жидкого азота. Обслуживание шахтной установки производится с пультов 25 и 26 управления.

На период обслуживания в условиях высокой температуры атмосферы горной выработки крышки 27 с люков 24 снимают и устанавливают в люки поперек движения воздушного потока, обеспечивая обдув охлажденным воздухом обслуживающего персонала установки, что способствует повышению комфортабельности условий работы.

Это важно при наличии подземного пожара, когда атмосфера горных выработок нагревается. При наличии в горной выработке магистрального газопровода 17 в шахтной установке предусмотрена возможность его использования для продувки продукционного испарителя 7.

Сжатый воздух, поступающий из газопровода 17, дает возможность повысить интенсивность теплообмена и уменьшить снегообразование в пространстве испарителя 7.

Для подключения на магистральный газопровод 17 воздухораспределительного стакана 10 снимают конфузор 16, а к фланцу 15 подсоединяют трубопровод (не показан), который другим концом соединяют с отводом 18. Для пропуска трубопровода в воздухопроводном рукаве 28 предусмотрено отверстие (не показано).

При ручном снятии с испарителей 7 и 3 снежной шубы на патрубок 19 одевается гибкий шланг с наконечником (не показан), при помощи которого осуществляют снятие снега или производят профилактическую обработку и чистку узлов конструкции шахтной установки.

1305387

Формула, изобретения

1. Шахтная установка для получения инертного газа, включающая резервуары для жидкого азота, заключенный в направляющий воздуховод продукционный испаритель для выдачи готового продукта, выполненный в виде блока плоских спиралей, расположенных перпендикулярно к потоку воздуха и соединенных с резервуарами, и средство обдува теплым воздухом, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса газификации жидкого азота и снижения энергоемкос- 15 ти за счет утилизации бросового тепла вентиляционного потока горной выработки, продукционный испаритель снабжен размещенным в его центральной части вдоль продольной оси перфорированным воздухораспределительным стаканом, имеющим воздухозаборные закрылки, расположенные над отверстиями перфорации, фланец, закрепленный на одном его торце, и патрубок на другом торце, и конфузор, закрепленный на фланце, при этом спирали продукционного йспарителя расположены с внешней стороны воздухораспредслительного стакана, причем витки каждой пары смежных спиралей размещены в шахматном порядке, резервуары для жидкого азота снабжены дополнительными испарителями, заключенными в направляющий кожух, выполненный из щитов, при этом на боковой поверхности щитов и направляющего воздуховода выполнены люки для отвода охлажденного воздуха.

2,-установка по п.1, о т л и ч а— ю щ < я с я тем, что средство обдува выполнено в виде эластичных раструбов с воздухопроводными рукавами, свободные концы которых подсоединены соответственно к кожуху и направляющему воздуховоду.

1305387

Составитель И.Аллагулов

Техред А.Кравчук Корректор g.щекмар

Редактор Л.Лангазо

Заказ 1409/32 Тираж 430

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4