Эжекторное устройство

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании в борьбе с пылью в горных выработках и в производственных помещениях. Цель - повышение эффективности работы устройства за счет обеспечения возможности управления геометрическими и аэродинамическими параметрами эжектирующего и эжектируемого потоков. Устройство содержит эжектирующие модули 1 и 2, каждый из которых имеет распределительную камеру 3 в виде прямо-или криволинейного трубопровода с щелью 5. Последняя расположена по образующей трубопровода до торцов. Вдоль щели 5 закреплен обтекатель 6 по касательной к боковой поверхности камеры 3. С обтекателем 6 по касательной к его боковой поверхности соединена проточная часть в виде плоской 7 или криволинейной в продольном направлении пластины. Эжектирующие модули 1 и 2 фиксируются относительно друг друга с помощью приспособления для их соединения. Модули 1 и 2 установлены с возможностью поворота и смещения своих проточных частей. Данное устройство обеспечивает регулирование и достижение оптимального разряжения в входном сечении для конкретных условий проветривания и параметров сжатого воздуха. Данное устройство также позволяет формировать струю в зависимости от потребностей путем изменения формы проточного канала, а значит и управлять аэродинамическими параметрами широком диапазоне, изменять положение струи. 3 з.п.ф-лы, 11 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s E 21 F 1/08

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4384115/31-03; 4386832/31-03 (22) 29,02,88 (46) 15.12,90. Бюл. № 46 (71) Институт горного дела АН КазССР (72) В.Ф,Слепых, Г.И.Селиванов, Е.В.Вязниковцев и Ю.Н,Болтов (53) 622.457(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1040178, кл. Е 21 F 5/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1546660, кл. Е 21 F 5/00, 28. 10.88, (54) ЗЖЕКТОРНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к горной промсти и м.б. использовано при проветривании в борьбе с пылью в горных выработках и в производственных помещениях. Цель — повышение эффективности работы устр-ва за счет обеспечения возможности управления геометрическими и аэродинамическими параметрами эжектирующего и эжектируемого потоков. Устр-во содержит эжектирующие модули 1 и 2, каждый из которых имеет распределительную камеру 3 в виде

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании в борьбе с пылью в горных выработках и в производственных помещениях, а также при управлении распределением потоков воздуха в них и в вентиляционных системах в целом.

Цель изобретения — повышение эффективности работы эжекторного устройства эа счет обеспечения возможности управления геометрическими и аэродинамическими параметрами эжектирующего и эжектируемого потоков, !

Ж. 1613639 А1 прямо- или криволинейного трубопровода с щелью 5. Последняя расположена по образующей трубопровода до торцов. Вдоль щели 5 закреплен обтекатель 6 по касательной к боковой поверхности камеры 3. С обтекателем 6 по касательной к его боковой поверхности соединена проточная часть в виде плоской 7 или криволинейной в продольном направлении пластины. Зжектирующие модули 1 и 2 фиксируются относительно друг друга с помощью приспособления для их соединения. Модули 1 и 2 установлены с возможностью поворота и смещения своих проточных частей. Данное устр-во обеспечивает регулирование и достижение оптимального разряжения в входном сечении для конкретных условий проветривания и параметров сжатого воздуха. Данное устрво также позволяет формировать струю в зависимости от потребностей путем изменения формы проточного канала, а значит и управлять аэродинамическими параметрами в весьма широком диапазоне, изменять положение струи. 3 з.п. ф-лы, 11 ил, На фиг. 1 представлена схема эжекторного устройства с симметричным расположением модулей и клиновидной сдвоенной эжектирующей поверхностью; на фиг. 2— схема с симметрично расположенными профилированными проточными поверхностями; на фиг. 3 — схема со смещенными плоскостями проточными поверхностями; на фиг. 4 — схема со смещенными разнопрофилированными поверхностями; на фиг, 5— приспособление для соединения эжектирующих модулей по фиг. 1 — 4 и фиксации их относительно друг друга, выполненное Inç двух камер; на фиг, 6 — вид сверху со снятой

1613639 крышкой; на фиг, 7 — приспособление для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга с коллектором и 2-образными трубчатыми элементами и параллельным расположением эжектирующих модулей по вертикали,на фиг. 8 — то же, с наклоном эжектирующих модулей; на фиг, 9 — схема эжекторного устройства с симметричным расположением проточных плоскостей и приспособлением по фиг. 7; на фиг, 10 — то же, с сужающимся проточным каналом; на фиг. 11 — то же, со смещением эжектирующих модулей.

Эжектирующее модульное устройство содержит основной 1 и дополнительный 2 эжектирующие модули, каждый из которых имеет распределительную камеру 3 (фиг, 1 — 3) в виде трубопровода 4 прямо-или криволинейной формы, щель 5, расположенную по образующей трубопровода до торцов, обтекатель 6. закрепленный вдоль щели распределительной камеры по касательной к ее боковой поверхности и проточную часть в виде плоской 7 или криволинейной 8 в продольном направлении пластины, соединенной с обтекателем по касательной к его боковой поверхности.

Эжектирующее устройство содержит приспособление 9 для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга, причем эжектирующие модули установлены с воэможностью поворота и смещения своих проточных частей относительно друг друга.

Приспособление для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга может быть выполнено в виде двух камер 10, соединенных с торцами

11 эжектирующих модулей, каждая из которых выполнена в виде герметично соединенного с крышкой 12 плоского днища 13, в котором закреплены пробки 14, имеющие сквозные каналы 15, диска 16 с отверстиями

17 и 18 разного диаметра, установленного в камере над пробками и закрепленного на валу 19, проходящего через отверстие 20 в крышке и имеющего рукоятку. Крышка соединена через отверстие 21 с патрубком для подачи сжатого воздуха в камеру. Диск 16 установлен с возможностью поворота с помощью вала 19 и соединения своих двух отверстий со сквозными каналами пробок

14, соединенных с торцами трубопроводов распределительных камер модулей. Камеры

10 могут быть выполнены цилиндрическими.

Приспособление для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга может быть выполнено в виде П-образного трубчатого коллектора 23, 25

35 ботке или помещении в требуемое для данных условий полажение и подключают к

55 каждый торец 24 боковых частей 25 которого соединен с Z-патрубком для подачи сжатого воздуха 26 в закрепленном в его центре трубопровода 4 каждого эжектирующего модуля с помощью Z-образных трубчатых элементов 27 и накидных гаек 28, 29, а центр основной части 30 — с патрубком 31 для подачи сжатого воздуха в П-образный трубчатый коллектор..

Эжекторное устройство работает следующим образом, Сборку с приспособлением для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга по фиг. 5 и 6 осуществляют следующим образом.

Два эжектирующих модуля выставляют проточными поверхностями наружу и распределительными yci ройствами — вертикально. На верхние их торцы 11 отверстиями друг против друга накладывают днище 13 камеры 10, червз них завинчивают пробки 14 до получения соединения, обеспечивающего их свободный поворот.

После этого проточные поверхности выставляют точно, в нужном положении симметрично фиг, 1, 2 или со смещением (фиг. 3, 4) и уже потом затягивают пробки 14 до получения жесткого соединения с днищем 13 камеры. Затем к днищу 13 крепят крышку

12. После этого поворачивают устройство и с другой стороны крепят вторую камеру, повторяя все описанные операции.

Собранное эжектирующее модульное устройство устанавливают в горной вырамагистрали со сжатым воздухом. При давлении до 0,2 МПа сжатый воздух подводят к обеим камерам, что обеспечивает .равномерное истечение его из щели по всей ее длине. При больших его давлениях сжатый воздух подводят к одной камере, а на патрубок второй ставят заглушку.

Сжатый воздух, поступая из воздухораспределительных камер 10 в эжектирующие устройства 1 и 2, истекает из его щелей

5 со сверхзвуковой скоростью, огибая криволинейные поверхности обтекателей 6 на выходе и настилаясь на проточные поверхности модулей. За счет этого на них создается высокое разряжение и происходит подсос окружающего воздуха, который и вовлекается в потоки, движущиеся по поверхностям устройства.

В зависимости от взаимного размещения в нем эжектирующих модулей между собой и в выработке, давления сжатого воздуха в распределительных устройствах профиль стекающего с устройства потока и положение его оси может быть различным, 1613639

В свободном пространстве ось потока совпадает с осью устройства при симметричном размещении, одинаковых профилях проточных поверхностей (фиг. 1 и 2) и равенсгее давлений в их распределительных устройствах. При поверхностях с выпуклым профилем (фиг, 2) скорость их обтекания выше, а градиент падения ее меньше нежели при плоских поверхностях, за счет чего эффициент эжекции будут выше.

Если давление сжатого воздуха в одном распределительном устройстве больше давления во втором, что осуществляется поворотом диска 16 на 90 и соединения с отверстием 18, то ось стекающего потока отклоняется в сторону потока с меньшей скоростью. Это отклонение будет тем большим, чем больше разность скоростей по по20 верхностям и расстояние между ними.

При смещении эжектирующих модулей друг относительно друга (фиг. 3) смещенная вперед плоскость служит дополнительной направляющей потока и отклоняет его ось

25 на угол, равный углу отклонения этой плоскости от оси устройства.

Минимальное или полное отсутствие помех выполнению технологических операций в выработке достигается при располо30 жении эжектирующего модульного устройства у ее борта или кровли, стены помещения и параллельно им, В этом случае между ними и одной из проточных поверхностей устройства получается проточный

35 канал, в котором образуется поток воздуха.

К нему на выходе присоединяется поток со второй эжектирующей проточной поверхности. Суммарный поток хорошо настилается на стену помещения или борта ао выработки, особенно при относительно гладкой его поверхности, например при бетонной, тюбинговой и подобной им крепи.

Дальнобойность потока в этом случае возрастает. Для большего воздействия на поток воздуха, и роходя щего по выработке, ось струи отклоняют одним из указанных способов или, когда это возможно, поворотом всего устройства в сторону оси выработки.

50

При достаточной высоте или ширине выработки эжектирующие модульные устройства можно устанавливать у кровли или у борта с вертикальным или наклонным положением распределительных устройств. В

55 один ряд может быть расположено несколько устройств с образованием между смежными устройствами проточных каналов нужной конфигурации, например, прямоугольной, треугольной и т.д. В этом случае устройства образуют комплексный источразряжение на них, а следовательно, и ко- ° 10 ник дополнительной депрессии с суммарной производительностью.

Сборку и регулировку эжектирующего устройства с приспособлением для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга по фиг, 7 — 11 осуществляют следующим образом;

Z-образные элементы 27 присоединяют с возможностью их свободного поворота своими накидными гайками 28 к Z-образным патрубкам 26 распределительных .каме р двух различных эжектирующих модулей. Затем модули выставляют на необходимое расстояние и вторыми накидными гайками 29 этих Z-образных элементов привинчивают их к патрубкам П-образного трубчатого коллектора 23. После этого окончательно устанавливают в нужном положении и на требуемом расстоянии распределительные камеры эжектирующих модулей, задают проточным поверхностям необходимый угол раскрытия или сужения и затягивают гайки 28 и 29 до получения жесткого соединения между распределительными камерами 1 и коллектором.

Собранное эжектирующее модульное устройство устанавливают в тупиковой или сквозной горной выработке или в производственном помещении и присоединяют либо непосредственно к магистрали сжатого воздуха накидной гайкой патрубка 31, либо с помощью воздушного шланга. В зависимости от условий и потребностей эжектирующее модульное устройство используют для подачи воздуха к забою, усиления или ограничения потока а выработке, направления его к рабочим местам или локализации источников загрязнения воздуха, Сжатый воздух от магистрали через патрубок 31 подводится к П-образному трубчатому коллектору 23, из которого через

Z-образные элементы 26 поступает в тру-. бопроводы 4 распределительных камер эжектирующих модулей и выходит из них через щели тонкими плоскими струями. Огибая со сверхзвуковой скоростью части цилиндрических поверхностей у этих щелей, они затем настилаются на проточные поверхности, создавая на них разряжение, под действием которого и происходит подсос воздуха. При этом наибольшее по величине поле разряжения создается в интервале между распределительными устройствами при симметричном их расположении (фиг. 9 и 10) в плоскости щелей. Величина его зависит и регулируется расстоянием между модулями. При минимальном расстоянии величина разряжения наибольшая, но при этом сечение входного отверстия также небольшое, что снижает количество эжектиру7

1613639

10

20

40

55 емого воздуха. С удалением модулей друг от друга средняя величина разряжения падает, однако за счет увеличения входногО сечения коэффициент эжекции и производительность могут возрасти, Поэтому оптимальное расстояние между модулями выбирают в зависимости от условий работы, давления сжатого воздуха и требуемых параметров струи — по расходу, скорости истечения, форме, дальнобойности и т.д. путем допол нительного регулирования расстояния или смещения распределительных устройств и формы проточного канала непосредственно на месте установки, Для этого ослабляют накидные гайки 29 и 28 распределительных камер и устанавливают модули в нужное положение. После этого гайки вновь затягивают до получения жесткого соедичения.

При смещении модулей по оси устройства (фиг. 11) с сохранением расстояния между ними возрастает на величину этого смещения поверхность открытого контакта . с окружающим воздухом по одной иэ проточных поверхностей. Эта открытая поверхность расположена на начальном ее участке, т.е. там, где скорость истекающего из щели сжатого воздуха, а значит и депрессия максимальны. 3а счет этого и возрастает эжекция воздуха на всасывающей стороне, следовательно, возрастают коэффициент эжекции и производительность всего устройства.

Управление аэродинамическими параметрами предлагаемого устройства осуществляют также путем подачи сжатого воздуха в распределительные устройства с различным давлением. Последнее выполняют, например, с помощью редукционной шайбы, которую устанавливают под одну из накидных гаек Z-образного элемента одного из распределительный устройств. При этом на другом распределительном устройстве скорость истечения воздуха из его щели и движения по поверхности возрастает, что приводит к увеличению разряжения, а следовательно, к подсосу большего количества воздуха к ней и соответствующему смещению оси потока. Такое управление возможно осуществить также с помощью вентилей или редукторов, устанавливаемых в обеих плечах П-образного трубчатого коллектора

23 и наиболее рационально при смещении одной проточной поверхности по отношению ко второй.

Аналогичное управление эжектируемым потоком обеспечивается, когда модули соединены под некоторым углом в вертикальной плоскости (фиг. 10). В этом случае максимальная скорость истечения потока и депрессия в проточном канале и на нагнетательной стороне будет в наиболее суженной части, что приводит к смещению к ней всего потока, т,е. к некоторому отклонению в эту сторону оси струи.

Предлагаемое эжектирующее модульное устройство обеспечивает регулирование и достижение оптимального разряжения во входном сечении для конкретных условий проветривания и параметров сжатого воздуха, позволяет формировать струю в зависимости от потребностей путем изменения формы проточного канала, а значит, и управлять аэродинамическими параметрами в весьма широком диапазоне, изменять положение оси струи, т.е. отклонять ее по отношению к оси эжектирующего устройства за счет дифференциации давления по распределительным устройствам модулей, смещения их и изменения угла наклона в вертикальной плоскости. Все это позволяет на одном устройстве получить для каждых конкретных условий работы и при их динамике для одного места работы максимально возможное значение коэффициента эжекции, оптимальные форму и аэродинамические параметры. струи и тем самым обеспечивать необходимое проветривание выработок или воздействие на проходящие в них потоки воздуха, Эжектирующее модульное устройство может быть использовано в качестве источника тяги вместо вентилятора частичного проветривания и регулятора для управления распределением воздуха в системе выработок. В последнем случае они могут быть расположены с направлением исходящей струи: по направлению движения потока в выработке, т.е. работать как положительный регулятор, против движения, под некоторым углом или поперек основного потока и работать как отрицательный регулятор.

Формула изобретения

1, Зжекторное устройство, включающее эжектирующий модуль, имеющий распределительную камеру в виде прямо- или криволинейного трубопровода со щелью, расположенной по образующей трубопровода до торцов, обтекатель, закрепленный вдоль щели распределительной камеры по касательной к ее боковой поверхности, проточную часть в виде плоской.или криволинейной в продольном направлении пластины, соединенной с обтекателем по касательной к его боковой поверхности, о тл и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью повышения эффективности работы эжекторного устройства за счет обеспечения возможности управления геометрическими и аэродина1613639! мическими параметрами эжектирующего и эжектируемого потоков, устройство снабжено дополнительным эжектирующим модулем и приспособлением для соединения эжектирующих модулей и их фиксации отно- 5 сительно друг друга. при этом эжектирующие модули установлены с возможностью поворота и смещения своих проточных частей.

2. Устройство по и. 1, о. т л и ч а ю щ е е- .10 сятем,,что приспособление для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга выполнено в виде двух камер, соединенных с торцами эжектирующих модулей, каждая из которых выпал- 15 нена в виде герметично соединенного с крышкой плоского днища, в котором закреплены пробки, имеющие сквозные каналы, диска с отверстиями разного диаметра, установленного в камере над пробками и 20 закрепленного на валу, и патрубка для подвода сжатого воздуха в камеру, при этом крышка выполнена с двумя отверстиями, в одном из которых установлен вал, а другое соединено с патрубком для подвода сжато- 25 го воздуха в камеру, причем диск установлен с возможностью поворота и соединения двух своих отверстий со сквозными каналами пробок, которые соединены с торцами трубопроводов распределительных камер эжектирующих модулей.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что камеры выполнены цилиндрическими.

4., Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый эжектирующий модуль снабжен Z-образным патрубком для подвода сжатого воздуха, жестко закрепленным в центре прямо- или криволинейного трубопровода, торцы которого выполнены заглушенными, а приспособление для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга выполнено в виде П-образного трубчатого коллектора, торцы боковых частей которого соединены с 2-образными патрубками для подвода сжатого воздуха одного из эжектирующих модулей с помощью Z-образных трубчатых элементов и накидных гаек, а центр основной части — с патрубком для подачи сжатого воздуха в П-образный трубчатый коллектор.

1613639

1613639

77 фиг. 7

1613639

29

Фиг. 10

1613639

Составитель Л. Серова

Техред М.Моргентал Корректор А. Обручар

Редактор И. Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3874 Тираж 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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