Установка по контролю взрывоопасных концентраций метана

 

Использование: угольная промышленность. Технический результат: обеспечение техники безопасности и улучшение условий труда шахтеров. Установка включает установленный в пылесборнике вентилятор с полыми лопастями, имеющими с тыльной стороны щели, и установленную на полом валу вентилятора газовую турбину внутреннего сгорания. Пространства полых лопастей вентилятора через полый вал соединены с каналами контрольного забора воздуха. Корпус пылесборника оборудован патрубками для залива воды и удаления воды из корпуса и каналом для подачи воздуха, засоренного метаном, в камеры газовой турбины внутреннего сгорания. 3 ил.

Предлагается установка по контролю взрывоопастных концентраций метана в шахтах, которая может быть применена в угольной промышленности в качестве оборудования, обеспечивающего постоянный надежный контроль за взрывоопасными концентрациями метана в угольных шахтах, тем самым обеспечивается техника безопасности и улучшаются условия труда шахтеров.

В настоящее время оборудования, надежно контролирующего взрывоопастные концентрации метана, не существует, из-за чего имеют место взрывы в угольных разрезах, приводящие к человеческим жертвам.

Ближайшим аналогом предлагаемого устройства является установка по контролю взрывоопасных концентраций метана по авт.св. N 1800064, кл. E 21 F 5/00, опубл. 07.03.93.

Известная установка включает измеритель концентрации, датчик метана, генераторы высокой и низкой частоты, стабилизаторы напряжения, управляющие элементы, блок звуковой сигнализации, источник питания и другие элементы.

Установка не обеспечивает достаточно надежного контроля за концентрациями метана.

Целью изобретения является осуществление надежного контроля за взрывоопастными концентрациями метана в пропускаемом воздухе.

Цель изобретения достигается тем, что установка включает установленный в пылесборнике вентилятор с полыми лопастями, имеющими с тыльной стороны щели, установленную на полом валу вентилятора газовую турбину внутреннего сгорания, при этом пространства полых лопастей вентилятора через полый вал соединены с каналами контрольного забора воздуха, корпус пылесборника оборудован патрубками для залива воды и удаления воды из корпуса и каналом для подачи воздуха, засоренного метаном, в камеры газовой турбины внутреннего сгорания.

На фиг. 1 изображен общий вид установки; на фиг. 2 - вентилятор с полыми лопастями; на фиг. 3 - газовая турбина внутреннего сгорания.

Установка имеет следующую конструкцию: в пылесборнике 1 с патрубком для залива воды 2 и патрубком для удаления воды 3 установлен вертикальный вал 4 с лопастями 5. Вал 4 полый, имеет канал 6 для засасывания воздуха из атмосферы с патрубком 7. Лопасти 5 полые, имеют щели 8 с тыльной стороны. В верхней части вала 4 имеется второй канал 9 для подачи воздуха, засоренного метаном, в камеры внутреннего сгорания газовой турбины 10. Турбина установлена в верхней части вала 4, который имеет второй канал 11, соединенный перемычкой 9 с верхней частью корпуса пылесборника 1. На выхлопных патрубках 12 турбины 10 установлены клапана 13, регулирующие выход отработанных газов из камер внутреннего сгорания турбины 10. В нижней части вал 4 соединен с электродвигателем 14, он же является и генератором тока одновременно.

Установка работает следующим образом.

В корпус пылесборника 1 через патрубок 2 постоянно наливается вода, уходящая через патрубок 3, уровень воды поддерживается выше уровня лопастей 5. При помощи двигателя 14 лопасти 5 приводятся во вращательное движение, создавая на своей тыльной стороне завихрения в слое жидкости, в зоне щели 8. Под действием турбулентности жидкости в зоне щели 8 образуется разрежение, которое по каналам 6 и патрубку 7 подсасывает воздух из окружающей среды шахты. Упомянутый воздух содержит угольную пыль и метан. Угольная пыль с потоком воздуха устремляется в турбулентный поток жидкости и поглощается ей, а затем через патрубок 3 удаляется из корпуса. Очищенный от пыли воздух собирается в верхней части корпуса пылесборника 1 и через перемычку 9 попадает в канал 11 газовой турбины внутреннего сгорания 10, где заполняет камеры внутреннего сгорания.

Под действием искрового контакта метан, содержащийся в воздухе, возгорает, образуется хлопок. Под действием хлопков турбина приходит в действие, вращая вал, на котором находится двигатель 14. Двигатель начинает работать в режиме генератора тока, подзаряжая аккумулятор, который находится в комплекте установки. Новый запуск установки идет за счет энергии из аккумулятора.

При отсутствии в воздухе шахты метана газовая турбина крутится вхолостую под действием двигателя, искровые контакты искрят, при внезапном появлении метана в воздухе метан в камере турбины воспламеняется, приводя ее в действие. Появляется сигнал тревоги о появлении в воздухе шахты опасных концентраций метана.

Газы после камер внутреннего сгорания через клапаны 13 удаляются по специальному трубопроводу в систему вытяжки шахты.

Формула изобретения

Установка по контролю взрывоопасных концентраций метана в шахтах, отличающаяся тем, что она включает установленный в пылесборнике вентилятор с полыми лопастями, имеющими с тыльной стороны щели, установленную на полом валу вентилятора газовую турбину внутреннего сгорания, при этом пространства полых лопастей вентилятора через полый вал соединены с каналами контрольного забора воздуха, корпус пылесборника оборудован патрубками для залива воды и удаления воды из корпуса и каналом для подачи воздуха, засоренного метаном, в камеры газовой турбины внутреннего сгорания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3