Способ измерения скорости шахтной вентиляции и устройство для его осуществления

 

Использование: в горной автоматике для автоматического контроля скорости воздуха в проходческих и добычных участках шахт, на откаточных вентиляционных штреках. Сущность изобретения: увеличение чувствительности при одновременном повышении надежности и упрощение достигается за счет установки нескольких чувствительных элементов на разных по высоте выработки положениях. Чувствительные элементы в виде пустотелых негерметичных шаров подвешивают на упругих эластичных шнурах. Скорость вентиляции определяется по суммарной длине шнуров. Шнур выполнен в виде петли нити из электропроводной резины, помещенной в изоляционную упругую эластичную оболочку, например из резины или латекса. Все нити соединены последовательно и подключены к входам регистрирующего прибора, выполненного в виде омметра. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной автоматике, а более конкретно к способам и устройствам для автоматического контроля скорости воздуха в проходческих и добычных участках шахт, на откаточных и вентиляционных штреках для обеспечения нормальных условий труда шахтеров.

Известен способ измерения скорости потока, включающий установку нескольких чувствительных элементов в различных сечениях потока [1] Известное устройство содержит чувствительные элементы, расположенные в разных сечениях потока.

Недостатком известного способа и устройства является их сложность и низкая точность.

Технический результат изобретения повышение точности, упрощение и снижение стоимости.

Указанный технический результат достигается тем, что чувствительные элементы подвешивают на упругих эластичных шнурах на разных по высоте выработки положениях, измеряют суммарную длину всех шнуров и по их величине определяют скорость шахтной вентиляции.

Устройство для осуществления способа содержит чувствительные элементы, расположенные в разных сечениях потока, а каждый чувствительный элемент выполнен в виде негерметичного пустотелого шара, подвешенного на шнуре в виде петли нити из эластичной резины, помещенной в изоляционную упругую эластичную оболочку, а все нити соединены последовательно и подключены к входам омметра.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где: на фиг. 1 схематически показана установка трех зондов в горной выработки; на фиг. 2 показаны подвешенные в горной выработке зонды, где для лучшего показа конструкции в увеличенном поперечном разрезе даны осевые продольные сечения шнуров и показано соединение нитей с омметром.

Устройство измерения скорости шахтной вентиляции содержит регистрирующий прибор 1 и несколько чувствительных элементов (например, два, как показано на фиг. 1 и 2), причем каждый чувствительный элемент выполнен в виде пустотелого негерметичного шара 2, 3, 4, подвешенного на упругом эластичном шнуре 5, 6, 7, выполненным в виде петли нити 8, 9 и 10 из электропроводной резины, помещенной в изоляционную эластичную упругую оболочку 11, 12, 13, например, из резины или латекса. При этом все нити 8, 9, 10 соединены последовательно и подключены к входам регистрирующего прибора 1, выполненного в виде омметра.

Шнуры 5, 6, 7 прикреплены к шарам 2, 3, 4, без электрического контакта торцов 14, 15 и 16 нитей 8, 9 и 10 с шарами, например, с изоляционными прокладками 17, 18 и 19. Нити 8, 9, 10 изолированы прокладками 20, 21 и 22.

Другие концы шнуров прикреплены и установлены неподвижно в выработке между кровлей 23 и почвой 24 планками 25, 26 и 27 без электрического контакта концов 28, 29 и 30, 31, 32, 33, и 34 с планками 25, 26 и 27.

Способ измерения скорости шахтной вентиляции в горной выработке реализуется следующей последовательностью операций.

Пустотелые негерметичные шары подвешивают на упругих эластичных шнурах на различных высотах в сечении горной выработки. Скорость шахтной вентиляции определяют по суммарной длине всех шнуров в любой момент времени. Для этого в процессе градуировки приводят в однозначное соответствие значение суммарной длины всех шнуров cо значением средней скорости шахтной вентиляции в горной выработке. Способ градуировки при этом может быть любым.

Работа устройства измерения скорости шахтной вентиляции осуществляется следующим образом.

В различных по высоте местах горной выработки, желательно на одинаковых по вертикали расстояниях друг от друга на планках 25, 26 и 27 закрепляют шнуры 5, 6, 7 с прикрепленными к шнурам шарами 2, 3 и 4. Под действием потока воздуха со скоростью V шары 2, 3 и 4 отклоняются, как показано на фиг. 1 и 2, растягивая шнуры 5, 6, и 7 с силой, прямо пропорциональной скорости вентиляции V. Нити 8, 9 и 10 шнуров 5, 6 и 7 соединены последовательно друг с другом и концы 28 и 29, 30 и 31, 32 и 33, последовательно соединяя между собой нити, подсоединяются к входам омметра 1. Омметр 1, таким образом, может устанавливаться неподвижно в любом требуемом месте и в любой момент будет измерять суммарное сопротивление нитей 8, 9 и 10. Упругие эластичные шнуры 5, 6 и 7 при любых удлинениях из-за изменений скорости V шахтной вентиляции работают в пределах упругих деформаций, при которых в любой момент времени объем любого шнура и объемы любой нити 8, 9 и 10 остаются постоянными.

Поэтому при увеличении длины нити в 2 раза от l до 2l ее поперечное сечение уменьшается также в 2 раза от S до S/2, чтобы объем нити V=lS оставался постоянным. Для любого случая удлинения нити в n раз от l до nl ее поперечное сечение уменьшается также в n раз от S до S/n. Нити изготовлены из электропроводной резины. Известно, что сопротивление любого проводника, в том числе, и из электропроводной резины, прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально поперечному сечению S и зависит от удельного сопротивления проводника ρ.

R=ρl/S (1) Из формулы (1) видно, что при увеличении длины от l до ln поперечное сечение уменьшается в n раз от S до S/n, а сопротивление R увеличивается в n² раз. Таким образом, любой шар на шнуре обеспечивает увеличение чувствительности в n раз.

Формула изобретения

1. Способ измерения скорости шахтной вентиляции, включающий установку нескольких чувствительных элементов в различных сечениях потока, отличающийся тем, что чувствительные элементы подвешивают на упругих эластичных шнурах на разных по высоте выработки положениях, измеряют суммарную длину всех шнуров и по их величине определяют скорость шахтной вентиляции.

2. Устройство для измерения скорости шахтной вентиляции, содержащее чувствительные элементы, расположенные в разных сечениях потока, отличающееся тем, что оно снабжено омметром, а каждый чувствительный элемент выполнен в виде негерметичного пустотелого шара, подвешенного на шнуре в виде петли нити из электропроводной резины, помещенной в изоляционную упругую эластичную оболочку, а все нити соединены последовательно и подключены к входам омметра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2