Шахтный автоматический экспрессгазоанализатор
Союз Советских
Соцналнстннескнх тзеснублнк оц 798531
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл З
С 01 N 1/24//
G 01 N 31/22 (22) Заявлено 05.01.77 (23) 2439487/23-25 с присоединением заявки Йо
{23) Приоритет
Государственный комитет
СССР ао делам изобретений и открытий
Опубликовано 23.0181. Бюллетень N9 3 (53) УДК 543. .27(088.8) Дата опубликования описания 25, 01. 81 (72) Авторы изобретения
С.Ф.Шепелев, Г.И.Селиванов, А.М.Тетюшкин, В.М.Иун и A.Ô.Ïðèìåðîâ (71) Заявитель
Институт горного дела АН Казахской CCP (54) ШАХТНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЭКСПРЕСС-ГАЗОАНЛЛИЗЛТОР
Изобретение относится к устройствам, служащим для определения характера изменения концентрации ядовитых газов в горных выработках непосредственно после массовых взрывов, когда присутствие там человека не представляется возможным.
Известны нестационарные газоанализаторы, основанные на использовании реакций, протекающих в индикаторных трубках между определяемым газом и специальным реактивом в.процессе просасывания через трубки загазованного воздуха и предназначенных для экспресс-определения концентрации ядовитых газов в рудничной атмосфере (1) .
Недостатком этих приборов является то, что при работе с ними необходимо постоянное .присутствие человека.
Известен также автоматический прибор для определения концентрации ядовитых газов после взрывных работ в подземных выработках. Аспиратор газоопределителя в этом приборе до начала взрыва находится с сжатом положении и удерживается в нем капроновой нитью. На капроновую нить . накручена нить накала, которая чересейсмический пускатель соединена с источником питания. Во время взрыва срабатывает сейсмический пускатель, нить накала нагревается и пережигает капроновую нить. Аспиратор разжимается и засасывает газовоздушную среду через индикаторную трубку (2j.
Недостатками известного гаэоанализатора является одноразовый анализ проб после взрыва, что дает возмож.ность определить начальную концентрацию ядовитых газов, а постоянно открытый внешний конец индикаторной трубки в газовой атмосфере завышает замеренную концентрацию ядовитых газов в выработках, так как реакция в этом случае протекает до непосредственного анализа и после него,. анализ проб осуществляется только при объ20 еме просасывания 100 мл воздуха (объем аспиратора), что при малых концентрациях ядовитых газов значительно снижает точность полученных результатов.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является шахтный автоматический экспресс-газоаналиэатор со стандартными индикаторными трубками, содержащий пневматичес30 кий исполнительный механизм, управля798531
:емый пружинно-приводным механизмом, кинематически связанным с часовым программным механизмом (3).
Однако и это устройство не обладает достаточной точностью при измерениях.
Цель изобретения — увеличение точности определения изменения концентрации газов после взрывов во времени..
Поставленная цель достигается тем, что в шахтном автоматическом экспресс- гаэоанализаторе со стандартными индикаторными трубками, содержащем пневматический исполнительный механизм управляемый пружинно-приводным механизмом, кинематически связанным с ча- 35 совым программным механизмом, пневматический исполнительный механизм выполнен в виде снабженного по окружности гнездами для индикаторных трубок цилиндра с двумя поршневыми па- ;щ рами, связанными общим подпружиненным с одного торца штоком.
На фиг. 1 схематически изображены программный механизм, часть приводнопускового механизма и механизм отсчета и управления объема просасываемого воздуха; на фиг. 2 — часть приводно-пускового механизма и исполнительный механизм.
Шахтный автоматический экспрессгазоаналиэатор состоит из програм- ЗО много механизма 1, приводно-пускового механизма 2, пневматического исполнительного механизма 3 и механизма 4 для отсчета и управления объема просасываемого воздуха. 35
Программный механизм 1 состоит из ,;.опатки 5, часового механизма 6, лимба 7 времени, содержащего спицы 8, и фиксатора 9 часового механизма 9.
Приводно-пусковой механизм 2 сос- щ тоит из рычага 10 пуска, фиксатора 11, груза 12 шарниров 13, тормоза 14, шестерни 15, редуктора с храповым колесом 16, пружины 17, рычага 1 8 возврата, зацепа 19, кулачкового диска 20 на котором расположены кулач- 4> ки 21 (1 шт.) и 22 (12 шт.) для открытия всасывающих 23 и перепускного
24 клапанов исполнительного механизма. На клапанах 23, 24 имеются пру.жины 25 возврата. $0
Исполнительный механизм имеет форму цилиндра 26, по окружности которого расположены гнезда 27.зля ин-. дикаторных трубок и канал 28 для подачи сжатого воздуха. Цилиндр содер- 55
-кит две поршневые пары, связанные общим, подпружиненным с одного торца„ аатоком, т, е. состоит из рабочего цилиндра 29, рабочего поршня 30, штока
31„ „всасываемого поршня 32, цилинд Щ ра 33, рабочего клапана 34 с каналом 35, тяг 36 со сторонами 37, планки 38 и пружин 39, С торца к цилиндру 26 накидкой гайкой 40 прижимается крышка 41 с уплотнением 42. 45
В крышке имеются отверстия 42 для ,прохождения тяг 36 и штока 31, упоры
44, а также каналы 45 (12 шт.) для всасывания анализируемого воздуха и канал 46 для удаления отработанного сжатого воздуха, внешние отверстия этих каналов закрыты плотным фильтром
47, выполненным из нихромной прово,локи. Фильтр 47 предохраняет каналы
45, 46 от загрязнения и не позволяет непосредственно соприкасаться внешним концом индикаторных трубок 48 с анализируемой средой до начала отбора проб, что значительно повышает точность замера. Количество индикаторных трубок соответствует необходимому числу замеров (до 12).
Для удаления проанализированного воздуха из цилиндра служит канал 49 и клапаны 50.
Работа исполнительного механизма осуществляется за счет сжатого воздуха, который поступает через редуктор 51 в канал 28 из баллона 52, куда он нагнетается насосом 53 до давления приблизительно 15 атм, измеряемого манометром 54.
Механизм отсчета объема просасываемого воздуха состоит иэ тяги 55 (фиг. 1 и 2), собачки 56, пружины
57, храпового колеса 58 количества качков .и двенадцати спиц 59 количества качков. Весь прибор закрывается металлическим кожухом и оградительной решеткой.
Перед установкой прибора на места отбора газовых проб необходимо установить спицы 8 лимба 7 времени на необходимое для отбора каждой пробы время в пределах до 4-х часов. Первые спицы храпового колеса 58 количества качков ставят через эуб, а остальные — через 10 зубов. Это дает возможность просасывать Через индикаторные трубки 48 .соответственно по 100 мл и 1000 мл анализируемой гаэовоздушной среды.
Лимб 7 времени и храповое колесо
58 количества качков ставят в начальное положение. Заводят пружину 17 редуктора и проворачивают храповое колесо 16 вместе с кулачковым диском
20 в начальное положение которое означает, что клапаны 23, 24 находятся в закрытом положении и после начала работы будет открыт всасывающий клапан первой индикаторной трубки 48 и далее по порядку. Затем насосом 53 накачивают воздух в баллон
52, заводят часовой механизм 6 и стопорят его фиксатором 9. Откручивают накидную гайку 40 и отделяют крышку 41, с уплотнением 42 от основного цилиндра 26 и в углубления 27 вставляют индикаторные трубки 48 с предварительно. отломленными концами, надевают.на внешние концы трубок 48 уплотнитель и ставят крышку 41 на место, плотно прижимая ее накидной
798531
Под действием пружины 17 храповое колесо 16 начинает вращаться. Зуб храпового колеса 16 поднимает рычаг
18 возврата, который посредством прицепа 19 возвращает рычаг пуска в исходное положение и происходит торможение шестерни 15. При этом цикле храповое колесо поворачивается на
1/24 .оборота. Вместе с храповым колесом 16 поворачивается и находящийся с ним на одной оси кулачковый .диск
20, который открывает при этом посредством кулачка 21 всасывающий клапан 23, а посредством кулачка 22 перепускной клапан 24. Сжатый воздух из баллона 52 через редуктор 51., клапан 24 и канал 28 поступает в полость рабочего цилиндра 29 и -заставляет перемещаться рабочий поршень
30 вправо, одновременно вместе с ним начинает передвигаться находящийся с ним на одной оси .31 всасывающий поршень 32, который создает разряжение в цилиндре 33, в результате чего анализируемый воздух через фильтр
47 и канал 45 поступает в индикаторную трубку 48, а просасывающий клапан
23 поступает в цилиндр 33. Одновременно при движении штока 31 перемещается планка 38, которая передвигает тягу 55 и собачку 56 (фиг. 1) . Перемещение,поршней 30, 32 происходит до тех пор пока рабочий клапан 34, помещенный на штоке 31, не упрется в упоры 44, после этого он открывается и сжатый воздух их рабочего цилиндра 29 по каналам 35,и 46 выходит в атмосферу, в то же время под дейОтбор следующей пробы начинается после того, как в заданный промежуток времени следующая спица лимба времени надавит на рычаг пуска.,Даль-. нейшая работа прибора осуществляется описанным способом, при этом, при каждом новом повороте кулачкового диска открывается следующий по порядку всасывающий клапан 23, а сле45 довательно,, отбор проб воздуха и их анализ происходит в разные трубки.
Такое конструктивное выполнение экспресс-газоанализатора дает возможность с достаточной точностью определить характер изменения коцентрации ядовитых газов в рудничной атмосфере после массовых взрывов во времени за счет неоднократного отбора и анализа проб, Кроме того, прибор транспортабелен, устойчив к действии ударных воздушных волн, поэтому может быть использован при замерах и выработках, непосредственно прилежащих к
49 местам ведения взрывных работ. От применяемых в аналогичных условиях лробоотборников отличается отсутствием необходимости последующей транспортировки газовых проб в лаборато4$ рию. гайкой 40. Затем прибор полугерметически закрывается металлическим кожухом, незакрытой остается только крышка 41, на которой расположены каналы 45, 46 для всасывания и удаления воздуха. Эта крышка предохраняется от возможных ударов оградительной решеткой. В верхней части . предохранительного кожуха находится лопатка 5, а также кнопка для сброса фиксатора 9 часового механизма 6.
На месте, установки прибора необходимо поднять лопатку 5, которая в поднятом положении также фиксирует часовой механизм 6, а затем кнопкой сбросить фиксатор 9. В таком положении прибор готов к работе.
Устройство работает следующим образом.
После опрокидывания лопатки 5 от воздушной волны, возникающей при ведении взрывных работ, запускается часовой механизм 6, который вращает лимб 7 времени, и спицы 8 лимба времени давят на рычаг 10 пуска; Этот рычаг, срываясь с фиксатора 11, опускается под действием груза 12 и через шарниры 13 поднимает тормоз 14 который освобождает шестерню 15 редуктора храпового колеса 16. ствием пружин 39 шток 29 с поршнями
30 и 32 начинает возвращаться в исходное положение, при э ам поршень
32 выдавливает через канал 49 и клапан 50 проанализированный воздух.
При обратном ходе штока 31 тяга 55 посредством собачки 56 и пружины 57 перемещает на один эуб храповое колесо 58 количества качков, а рабочий клапан 34 в конце пути посредством (0 тяг 36 и упЬров 37 закрывается, таким образом, снова создавая возможность для движения рабочего поршня под действием сжатого воздуха и соответственно повторного просасывания анализируемого воздуха через индикаторную трубку 48.
3а один ход всасывающего поршня
32 через индикаторную трубку 48 просасывается 100 мл анализируемой воздушной массы. Этот цикл повторяется до тех пор, пока спица 59 количества качков не надавит на рычаг 10 пуска и тот, в свою очередь, не освободит шестерню 15 и храповое колесо 16 не повернется еще на один зуб. Вместе
15 с ним кулачковый диск, который освобождает клапаны 23, 24 и оси, под действием пружины 25 закрывается, прекращается просос воздуха через индикаторную трубку, а эа счет переЗО пускного клапана прекращается и подача воздуха в рабочий цилиндр, а следовательно, прекращается работа всего исполнительного механизма.
Рычаг 10 пуска возвращается в исходЗ5 ное положение.
798531
Формула изобретения
Шахтный автоматический экспрессгазоаналиэатор со стандартными индикаторными трубками, содержащий пневматический исполнительный механизм управляемый пружинно-приводным механизмом, кинематически связанным с часовым программным механизмом, о т— л и -ч а ю шийся тем, что, с цельв увеличения точности определения изб:енения концентрации газов после взрывов Во времени, пневматический исполнительный механизм выполнен в виде снабженного по окружности гнездами для индикаторных трубок цилинд ра с двумя поршневыми парами, связан- tS ными общим подпружиненным с одного торца штоком.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Сенкевич О.В. и др. Физикохимические методы анализа рудничного воздуха . 1957„ углетехиздат, с. 3-25.
2. Морозов Е.Г. Исследования аэрогазодинамических процессов при производстве массовых взрывов в условиях шахт Кривбаса. Кандидатская диссертация.
3. Авторское свидетельство СССР
Р 265547, кл. G 01 N 1/24, 1968 {прототип).
79В531
Г
i
I
I
1
1 !
1
I ч
1 !
1
1
1
1
1 !
1
I
I
I
1
Составитель В.Екаев
Техред M.Òàáàêîâè÷ Корректор М.Коста
Редактор Т.Кугрышева
Тираж 918 Подписное
BHHHIIM Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
