Способ определения параметров гибкого деформируемого воздухопровода



 


Владельцы патента RU 2514330:

Ли Константин Хиунович (RU)

Изобретение относится к шахтной и рудничной вентиляции и может быть использовано для повышения достоверности определения параметров проветривания подготовительных выработок угольных шахт и рудников, в частности аэродинамических и механических параметров гибкого деформируемого воздухопровода. Технический результат направлен на повышение достоверности определения влияния деформируемости гибких вентиляционных воздухопроводов на его аэродинамику, прогнозирование ее в ходе проведения подготовительной выработки. В выработке устанавливают воздухопровод с утечками воздуха, не превышающими 5%. Производят продувку вентилятором и измеряют расход и давление воздуха. Измеряют диаметры и длину воздухопровода. Полученные данные подставляют в зависимости удельного аэродинамического сопротивления и модуля упругости материала воздухопровода. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к шахтной и рудничной вентиляции и может быть использовано для повышения достоверности определения параметров проветривания подготовительных выработок угольных шахт и рудников, в частности аэродинамических и механических параметров гибкого деформируемого воздухопровода.

Известен способ определения удельного аэродинамического сопротивления жесткого герметичного воздухопровода (Абрамов ФА Рудничная аэрогазодинамика. - М.: Недра, 1972. - С.90-92). Недостатком известного способа является невозможность определения удельного аэродинамического сопротивления воздухопровода в связи с недостаточным количеством данных аэродинамического режима его работы.

Известен способ определения аэродинамического сопротивления герметичного воздухопровода с помощью дифференциального уравнения движения воздуха по воздухопроводу с переменным диаметром и продувки его вентилятором (Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт.- Макеевка-Донбасс, 1989. - С.157-172). Недостатком известного способа является невозможность учета влияния степени деформируемости «тела» воздухопровода при увеличении его диаметра под действием внутреннего давления при движении воздуха в силу малых влияний давления для достоверной оценки деформации в связи с жесткостью воздухопровода.

Техническим результатом применения предлагаемого способа определения параметров гибкого деформируемого воздухопровода является определение диаметра воздухопровода в месте измерения расхода и давления воздуха в воздухопроводе и определение удельного аэродинамического сопротивления и модуля поперечной упругости материала из полученных зависимостей.

Предложен способ определения параметров гибкого деформируемого воздухопровода, включающий установку воздухопровода с утечками воздуха, не превышающими 5%, продувку вентилятором и измерение расхода и давления воздуха.

Отличием способа является то, что дополнительно измеряют диаметры и длину воздухопровода и полученные данные подставляют в зависимости удельного аэродинамического сопротивления r0 и модуля упругости материала воздухопровода Е:

r 0 = [ 1 + 8 ( d d 0 d 0 ) ] p Q 2 L , к г с 2 / м 9

и E = ( ( 1 ν ) d 0 2 p 4 δ ( d d 0 ) ) , к г / м 2 ,

где d0 - исходный диаметр воздухопровода, м;

d - диаметр воздухопровода вблизи вентилятора, м;

р и Q - давление и расход воздуха в воздухопроводе, соответственно кг/м2 и м3/с;

L - длина воздухопровода, м;

δ - толщина стенок воздухопровода, м;

ν - коэффициент Пуассона для трубного материала.

Другим отличием является то, что при превышении коэффициента утечек (Kym≥1,05) стыки труб герметизируют до снижения его значения до заданной величины.

Сущность изобретения заключается в том, что воздухопровод с коэффициентом утечек воздуха (Kym≤1,05) продувают с измерениями его длины L, расхода и давления воздуха (Q, р) в воздухопроводе в 3-5 м от устья выработки, диаметра трубопровода d в месте замера Q, p и используют систему зависимостей для определения параметров r0 и Е:

d = d 0 ( 1 + ( 1 ν ) d 0 p 4 E δ ) , ( 1 )

p r 0 Q 2 L = exp ( [ ( 1 ν ) d 0 r 0 Q 2 L 4 E δ ] 2 / 3 ) . ( 2 )

Подставляя величину ( 1 ν ) d 0 4 E δ из формулы (1) в формулу (2), получают неявную зависимость уравнения для определения параметра r0:

p r 0 Q 2 L = exp ( [ ( d d 0 d 0 ) ( r 0 Q 2 L p ) ] 2 / 3 ) . ( 3 )

После решения зависимости (3) относительно r 0 Q 2 L p с ошибкой не более 3% при

( d d 0 d 0 ) 0,2

получают зависимость:

r 0 Q 2 L p = [ 1 + 8 ( d d 0 d 0 ) ] , ( 4 )

из которой находят r0 (удельное аэродинамическое сопротивление):

r 0 = [ 1 + 8 ( d d 0 d 0 ) ] p Q 2 L . ( 5 )

Модуль поперечной упругости трубной ткани E определяют с использованием формулы (1), учитывая, что коэффициент Пуассона подобных материалов находится в диапазоне (0,2-0,3) и принят средним для трубного материала ν=0,25. Из формулы (1) следует:

E = ( ( 1 ν ) d 0 2 p 4 δ ( d d 0 ) ) . ( 6 )

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

В выработке с воздухопроводом протяженностью 50-100 м, где утечки воздуха не превышают 5%, замеряют расход и давление воздуха {Q, p) в воздухопроводе в 3-5 м от устья выработки и диаметр воздухопровода d в месте замера расхода и давления. По зависимостям (5) и (6) определяют удельное аэродинамическое сопротивление воздухопровода и поперечный модуль упругости трубной ткани.

Способ позволяет учитывать влияние деформируемости гибких вентиляционных воздухопроводов на его аэродинамику и достоверно ее прогнозировать в ходе проведения подготовительной выработки. Способ может быть использован также при стендовых испытаниях воздухопроводов на выпускающих их предприятиях.

1. Способ определения параметров гибкого деформируемого воздухопровода, включающий установку воздухопровода с утечками воздуха, не превышающими 5%, продувку вентилятором и измерение расхода и давления воздуха, отличающийся тем, что дополнительно измеряют диаметры и длину воздухопровода и полученные данные подставляют в зависимости удельного аэродинамического сопротивления (r0) и модуля упругости материала воздухопровода (E):
r 0 = [ 1 + 8 ( d d 0 d 0 ) ] p Q 2 L , к г с 2 / м 9
и E = ( ( 1 ν ) d 0 2 p 4 δ ( d d 0 ) ) , к г / м 2 ,
где d0 - исходный диаметр воздухопровода, м;
d - диаметр воздухопровода вблизи вентилятора, м;
p и Q - давление и расход воздуха в воздухопроводе, соответственно кг/м2 и м3/с;
L - длина воздухопровода, м;
δ - толщина стенок воздухопровода, м;
ν - коэффициент Пуассона для трубного материала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при превышении коэффициента утечек (Kут≥1,05) стыки труб герметизируют до снижения его значения до заданной величины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к шахтной вентиляции транспортных тоннелей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей установки, повышение ее надежности и возможности быстрого монтажа и перестановки на новое место эксплуатации.

Изобретение относится к шахтной, рудничной вентиляции и вентиляторостроению, а именно к осевым вентиляторам для местного проветривания горных выработок шахт. Задачей изобретения является создание вентилятора местного проветривания шахт, имеющего повышенные аэродинамические характеристики (давление, производительность и КПД) и обеспечивающего возможность реверсивного режима работы при изменении направления вращения рабочих колес, понижение массогабаритной характеристики вентилятора.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при проходке горных выработок. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и удобства обслуживания трубопровода.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при проветривании ортов или штреков на погрузочно-доставочных горизонтах рудных шахт. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при определении динамической работы перемещения тела. .

Изобретение относится к вентиляционным трубам для горных выработок. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для проветривания подземных тупиковых выработок рудников и угольных шахт, опасных по газовому фактору.

Изобретение относится к способам подогрева воздуха, подаваемого в подземные горные выработки, и может быть применено как при нагнетательной, так и всасывающей схемах проветривания.

В способе решение задачи достигается за счет того, что создается комплексная защита открытого двухпутного проема путем создания двух завес шиберирующего типа (1 - холодная и 2 - теплая степени защиты) и одной завесы, формирующей настилающуюся струю теплого воздуха (3-я степень защиты), а также подогрев части проникшего холодного воздуха путем смешения с теплым воздухом за счет перетекания воздуха через отверстия в стене, разделяющей двухпутный тоннель на «теплый тоннель» и «холодный тоннель». Совместная работа всех степеней защиты обеспечивает защиту от продольного, поперечного и циклонного несанкционированного проникновения наружного холодного воздуха в тоннель, в том числе защиту от замораживания конструкций. Система предназначена для реализации способа, представляет собой щелевые элементы каналов-воздуховодов для формирования плоских струй воздуха. Радиальный вентилятор в корпусе, встроенный в конструкцию завесы и забирающий воздух для формирования принудительной струи первой степени защиты непосредственно перед собой из тоннеля. Размещенные над тоннелем венткамеру и форкамеру, соединенную по раздельным каналам-воздуховодам с щелевыми элементами второй и третьей степенями защиты. Вентканалы для формирования принудительных потоков теплого воздуха, специальные сквозные отверстия в перегородке между «теплым» и «холодным» тоннелями. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания выемочных участков панелей, в частности, калийных рудников. Технический результат заключается в повышении эффективности проветривания, что достигается за счет предотвращения утечек воздуха путем своевременного монтажа-демонтажа вентиляционной перемычки за рабочими камерами в зависимости от величин тепловых депрессий. Способ включает осуществление предварительного расчета минимальной и максимальной тепловых депрессий hе min и he max соответственно, возникающих между выемочным штреком и вентиляционными сбойками, а также между выемочным и заглубленным конвейерно-вентиляционным штреками как функций от минимальной he min=f(ΔHmin) и максимальной he max=f(ΔHmax) величин разностей высотных отметок между местом отработки рабочих камер и местом выхода воздуха из выемочного штрека в уклон ΔHmin и ΔHmax. При этом величины ΔH рассчитывают с учетом длины выемочного участка, количества парных отработанных камер, длины отработанного участка за вентиляционными сбойками, ширины отработанных камер, ширины целика и угла падения пласта. При этом в процессе увеличения количества отработанных камер и при достижении величины тепловой депрессии, равной he min, перемычку демонтируют, а при достижении величины тепловой депрессии, равной hе max, перемычку устанавливают вновь. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, к разработке сближенных пологих пластов. Способ включает проходку выемочных штреков по двум пластам, сбиваемых уклонами, проветривание тупиковых забоев вентиляционными установками местного проветривания и подачу отбитой руды от проходки выемочных штреков по верхнему пласту через рудоспускные скважины на конвейерную линию, смонтированную на нижнем пласте. Выемочные и конвейерный штреки по нижнему пласту проходят прямым порядком до границы выемочного участка и их проветривание производят за счет общешахтной депрессии по возвратноточной схеме с использованием наиболее удаленной междуштрековой сбойки. Затем осуществляют проходку спиралеобразного уклона на верхний пласт, после чего в обратном порядке проходят выемочный штрек по верхнему пласту с его проветриванием через скважины, с установленными на них вентиляторами. После сбойки выемочного штрека с вентиляционными выработками верхнего пласта, проветривание осуществляют по возвратноточной схеме с движением воздуха в прямом порядке по выработкам на нижнем пласте и с обратным движением воздуха по выработкам верхнего пласта. Изобретение позволяет увеличить эффективность разработки за счёт сокращения объёмов подготовительных выработок и времени на подготовку выемочного участка. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания глубоких карьеров и эффективной очистки выдаваемого из рабочей зоны воздуха. Технический результат заключается в создании эффективной установки для всасывания и очистки больших объемов запыленного воздуха, требуемого для проветривания карьера, путем организации направленного воздушного потока с выводом его на поверхность. В установке для очистки воздуха (1) от пыли, содержащей корпус (14), узел подвода запыленного воздуха (1) и циклонную камеру (9) с коническим днищем, узел подвода установлен на вращающейся платформе (15) и включает расположенные по окружности воздуховоды (2), снабженые нагнетательными вентиляторами (3) и соединенные с кольцевыми каналами (7), которые сообщаются с циклонной камерой (9) и снабжены соплами (8) для подачи нагнетаемого воздуха (1) по окружности в верхнюю часть циклонной камеры (9). Вентиляционная труба (10) размещена соосно над циклонной камерой (9), а под корпусом (14) установки расположена ходовая часть (16), при этом установка снабжена штоками (13) и направляющими (12), соединенными с верхней частью штоков (13) и всасывающей частью воздуховода (2), выполненного с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно штоков (13). Ходовая часть (16) выполнена в виде самоходного шасси. Циклонная камера (9) снабжена пылесборником (11). Внутри вентиляционной трубы (10) на заданном расстоянии от ее основания установлены один или несколько эжектирующих аппаратов (19), включающих конфузоры (17) и вентиляторы (18), 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Технический результат заключается в создании высокоэффективного способа управления работой главной вентиляторной установки (ГВУ), работающей на подземных горнодобывающих предприятиях, с использованием результатов статистических оценок значимости влияния параметров воздуха в вентиляторном и диффузорном каналах ГВУ на процесс проветривания шахт. Способ управления работой главной вентиляторной установки при проветривании шахт включает поступление данных с датчиков давления и расхода воздуха на микроконтроллерный блок (МКБ), их обработку и подачу управляющих сигналов на задающее устройство ГВУ. Новым является то, что датчики размещают в вентиляторном и диффузорном каналах ГВУ и по данным, поступающим в МКБ с датчиков, осуществляют их обработку путем измерения производительности (Qв) ГВУ и статического давления (hст), развиваемого ГВУ, проверки значимости данных, поступающих с указанных датчиков, и определения отсутствия или наличия общешахтной естественной тяги (hе), а также степени ее влияния на процесс проветривания шахты методом статистической оценки степени значимости влияния указанных параметров на режим работы ГВУ. Затем по результатам этих оценок формируют управляющий сигнал на задающее устройство ГВУ либо продолжают накапливать данные без изменения режима работы ГВУ. Использование метода статистических оценок позволяет существенно повысить эффективность управления работой ГВУ и исключить лишние энергозатраты.

Изобретение относится к вентиляции метрополитенов и может быть использовано в системе тоннельной вентиляции метрополитенов. Способ включает подачу наружного воздуха на станцию через вентиляционную камеру и удаление отработанного воздуха через тоннели, сбойки и другую вентиляционную камеру. При движении поездов по линии наружный воздух подают на станцию через вентиляционную камеру, установленную с одного торца станции, одновременно через каналы, которыми эта вентиляционная камера соединена со станцией и с тоннелем, по которому поезд уходит со станции, а удаляют отработанный воздух со станции через вентиляционную камеру, установленную с другого торца станции, одновременно через каналы, которыми эта вентиляционная камера соединена со станцией и с тоннелем, по которому поезд приходит на станцию. При отсутствии движения поездов на линии наружный воздух подают на станцию через любую из указанных вентиляционных камер станции, отключив другую, а отработанный воздух удаляют через вентиляционные камеры соседних станций, подключенные на удаление. В случае пожара поезда на станции перекрывают каналы, которыми обе вентиляционные камеры станции соединены с тоннелями, а вентиляционную камеру, через которую подают наружный воздух на станцию, переключают на режим вытяжки, удаляя задымленный воздух со станции одновременно через каналы, которыми соединены обе вентиляционные камеры со станцией, а наружный воздух подают на станцию через пешеходные пути. В случае пожара поезда в тоннеле между соседними станциями, на той из них, на которую двигаются эвакуирующиеся пассажиры, включают на приток вентиляционную камеру, ближайшую к аварийному поезду, и подают наружный воздух через нее и канал, которым эта вентиляционная камера соединена с тоннелем с аварийным поездом, а на другой из указанных соседних станций включают на вытяжку вентиляционную камеру, ближайшую к аварийному поезду, и удаляют задымленный воздух из тоннеля с аварийным поездом через канал, которым эта вентиляционная камера связана с тоннелем с аварийным поездом, при этом закрывают клапаны в сбойках участка линии с аварийным поездом и шиберы, установленные у порталов, которыми тоннель с аварийным поездом соединен с соседними станциями. Достигается равномерное удаление теплоизбытков из тоннелей при штатных режимах работы вентиляции и обеспечиваются нормативные скорости воздуха на путях эвакуации пассажиров при пожаре поезда на станции и в тоннеле. 4 ил.

Изобретение относится к системам обогрева различных объектов и предназначено преимущественно для использования при подогреве воздуха, подаваемого в шахту. Установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, содержит камеру сгорания, воздухоподогреватель, вентилятор, дымосос и трубопроводы. Установка снабжена воздухораспределительным устройством горячего воздуха и камерой смешения холодного и горячего воздуха, размещенными в воздухоподающем стволе перед шахтным вентилятором, при этом дымосос размещен на выходе газов и установлен с вентилятором с возможностью создания разрежения в потоке газа и давления в потоке воздуха, причем воздухораспределительное устройство горячего воздуха выполнено в виде кольца из трубы, имеющей щель, направленную поперек потока холодного воздуха, и присоединенной к трубопроводу горячего воздуха. Установка позволяет снизить расходы на подогрев воздуха и исключить попадание топочных газов в воздух, подаваемый в шахту. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании глубоких карьеров трубопроводным способом. Техническим результатом является повышение эффективности проветривания крупных застойных зон глубоких карьеров за счет расширения зоны активного действия вентиляционного трубопровода. Способ включает удаление загрязненного воздуха из застойных зон с помощью воздуходувной машины через осевой эластичный канал надувного трубопровода, удерживаемого в выработанном пространстве карьера системой тросов и силой избыточного статического давления внутри надувной стенки трубопровода, и перемещение трубопровода в застойных зонах, процесс удаления загрязненного воздуха из застойных зон сопровождают его наддувом с периферии пылегазовых скоплений к всасывающему отверстию посредством струй свежего воздуха, подаваемого из выпускных отверстий на внешней поверхности надувной стенки трубопровода, необходимые для формирования струй избыточное статическое давление и расход свежего воздуха внутри надувной стенки обеспечивают с помощью дополнительной воздуходувной машины, а перемещением трубопровода в застойных зонах управляют путем регулирования суммарного импульса истекающих из выпускных отверстий струй. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания подземных горнодобывающих предприятий. Техническим результатом является повышение энергоэффективности проветривания за счет действия тепловых депрессий, действующих между стволами, и общерудничной естественной тяги на всех типах подземных горнодобывающих предприятий, работающих по различным способам проветривания (всасывающему, нагнетательному или комбинированному) с различным количеством стволов; расширение периода использования способа (круглогодично). Согласно способу подают наружный воздух по воздухоподающим стволам за счет работы главной вентиляторной установки (ГВУ), нагревают его в шахтной калориферной установке, расположенной в поверхностном комплексе воздухоподающего ствола, при нагреве определяют величины тепловых депрессий, действующих между стволами, и общерудничной естественной тяги в микроконтроллерном блоке. Теплопроизводительность шахтной калориферной установки и режим работы главной вентиляторной установки регулируются устройствами управления, на которые поступает информация с микроконтроллерного блока в зависимости от величины тепловых депрессий, действующих между стволами, и общерудничной естественной тяги. Наружный воздух подают по воздухоподающим стволам, используя различные способы проветривания и любое количество воздухоподающих стволов. Воздух, проходящий по подземной части горнодобывающего предприятия, нагревают при помощи электронагревательных пластинчатых элементов, расположенных в главных вентиляционных выработках, подходящих к вентиляционному стволу. В холодное время года нагревают воздух в главных вентиляционных выработках до значения температуры, при которой между стволами возникают положительные тепловые депрессии и общерудничная естественная тяга. В теплое время года, в период отключения шахтной калориферной установки, нагрев воздуха в главных вентиляционных выработках осуществляют в зависимости от соотношения затрачиваемой на работу электронагревательных пластинчатых элементов и сэкономленной на главной вентиляторной установке электроэнергии, которое вычисляется в микроконтроллерном блоке. При нагреве воздуха определяют величины тепловых депрессий, действующих между стволами, и общерудничной естественной тяги в микроконтроллерном блоке, при этом теплопроизводительность электронагревательных пластинчатых элементов регулируется устройствами управления, на которые поступает информация с микроконтроллерного блока в зависимости от требуемых величин тепловых депрессий, действующих между стволами, и общерудничной естественной тяги. Отводят нагретый воздух на поверхность, используя любое количество вентиляционных стволов, при этом в главных вентиляционных выработках каждого вентиляционного ствола располагают электронагревательные пластинчатые элементы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к системе регулирования воздухоподготовки на поземном горном предприятии. Технический результат заключается в создании высокоэффективной автоматизированной системы регулирования воздухоподготовки на подземном горнодобывающем предприятии, работающей в холодное и теплое время года за счет обеспечения надежной работы системы воздухоподготовки с использованием резервной шахтной калориферной установки. Система включает главную вентиляторную установку (ГВУ), воздухоподающий ствол, надшахтное здание, по периметру которого расположены теплообменники калориферной установки (КУ). Воздухоподающий ствол через калориферный канал связан с резервной шахтной калориферной установкой (ШКУ), которая снабжена перекрывающей ладой и нагнетательными вентиляторами. Воздухозаборные окна КУ и резервной ШКУ снабжены управляемыми шторками. Надшахтное здание выполнено со скиповыми окнами. При этом за каждым теплообменником КУ размещены датчики температуры. В калориферном канале и в околоствольном дворе воздухоподающего ствола установлены датчики температуры, давления, либо плотномеры и датчики расхода, которые связаны с микроконтроллерным блоком, выполненным с возможностью подачи управляющих сигналов на механизмы изменения теплопроизводительности КУ и резервной ШКУ. 6 ил.

Настоящее изобретение относится к вентилятору в сборе и к соплу для вентилятора в сборе. Вентилятор в сборе, содержащий средство для формирования потока воздуха, средство для нагрева первой части потока воздуха, средство для отклонения второй части потока воздуха от средства нагрева, и кожух, содержащий множество выходных отверстий для подачи из него потока, и имеющий кольцевую внешнюю поверхность, образующую отверстие, через которое воздух снаружи кожуха поступает с помощью потока воздуха, выпускаемого через выходные отверстия для воздуха, при этом множество выходных отверстий для воздуха содержит, по меньшей мере, одно первое выходное отверстие для подачи первой части потока воздуха через отверстия и, по меньшей мере, одно второе выходное отверстие для подачи второй части потока воздуха через это отверстие, упомянутое, по меньшей мере, одно второе выходное отверстие выполнено с возможностью направления второй части потока воздуха поверх упомянутой внешней поверхности кожуха, и упомянутое, по меньшей мере, одно первое выходное отверстие выполнено с возможностью направления первой части потока воздуха поверх второй части потока воздуха. Это позволяет создать безопасный безлопастной тепловентилятор с равномерным потоком воздуха. 25 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх