Устройство для генерирования осадков

 

Союз Советских

Социапистических

: Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 23. 01. 81 (21) 3239598/22 03 (51)М. Кд, Е 21 F 5 /02 с присоединением заявки М

1ввуаврствехьж каиитет

СС СУ ао двлам изабретенвх и вткрытнЯ (23) Приоритет

Опубликовано 23. 07. 82, бюллетень М 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (53) УДК 622.807..2 (088,8) М .М.Êoíoðåâ, С.С.Филатов„ Г.Ф.Нест,"еренкб 3

В.Н.Крючков, Н,Г.Карачабан, Ю.Г.Чертов и А,А.Киенко (72) Авторы изобретения

Институт горного дела (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ОСАДКОВ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для пылегазоподавления в карьерах при проведении открытых горных работ.

Известно устройство, включающее турбовентилятор и систему подачи воды в воздушную струю, снабженную форсунками 1>..

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает . .эффективного пылегазоподавления вви- 1О ду того, что по своим конструктивным особенностям оно не создает достаточную производительность по распыливанию воды и не имеет необходимого диапазона регулирования дисперсности капель. для образования различных осадков в зависимости.от состояния атмосферы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, включающее турбо10 вентилятор, распылительное сопло, снаружи которого концентрично размещена распылительнаа кольцевая камера, образующая своей внутренней поверхнос2 тью с наружной поверхностью распыли ельного сопла эжектирующий канал (2j.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность пылагазоподавления из-за того, что. невозможно получить осадки полидисперсной структуры, а также регулировать продолжительность фазовых переходов воды .для получения осадков с устойчивыми . характеристиками, которые необходимы для подавления пыли и газа при различных температурных состояниях атмосферыe

Кроме того, известное устройство не в:состоянии обеспечить .осадков, 1 обладающих названными характеристиками потому, что орпло, выполненное в форме цилиндра с выхлопными окнами, не обеспечивает контакта проходящих по нему газов реактивной струи с распыливаемой водой. Контакт воды с га- зами происходит на выходе из =опла, поэтому теплообмен между газами peaNтивной-струи и распыливаемой водой, с

3 94547 происходящий в атмосфере, сопровождается большими потерями тепла.

Цель изобретения - повышение эффективности лылегазоподавления за счет образования осадков моно- и поли- дисперсной структуры при любых температурных атмосферах.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее турбовентилятор, распылительное сопло, на внешней стороне которого концентрично расположена конусная распылительная кольцевая камера, образующая с внешней поверхностью сопла эжектирующий канал, снабжено трубками, расположен- 1 ными с зазором относительно друг друга- внутри распылительного сопла, а выходная часть кольцевой камеры выполнена расширяющейся под углом

30-60о .

Благодаря наличию зазоров между трубками, реактивная газовая струя, разбитая по трубкам, нагревает воду, поступающую между этими трубками.

Одновременно вода может поступать в распылительную кольцевую камеру (в случае необходимости генерирования осадков), режимы генерирования осадков для различных температурных состояний атмосферы зависят от расходов подаваемой воды между трубкаьф распылительного сопла и в распылительную кольцевую камеру .

Расходы воды определяются исходя из уравнения баланса тепла газа реактивного выхлопа и тепла, необходимого для нагрева и испарения воды.

При этом происходит диспергация и перенос воды, поступающей между трубками сопла, газами реактивной струи

10 двигателя,а диспергация и перенос воды, поступающей в кольцевую распы.лительную камеру струей воздуха, создаваемой воздушным винтом.

Выходная часть кольцевой распыли4$ тельной камеры выполнена расширяющейся под углом 30-600, что обеспечивает выход жидкости из камеры в направлении от выходящих из сопла газов реактивной струи, благодаря чему исключается влияние тепла газовой струи 50 на распыливаемую воду при генерировании осадков в виде снега. Угол.в выходной части распылительной кольцевой камеры должен быть не меньше 30", так как при меньших его значениях генерируемые осадки в виде снега, выходящие из кольцевой камеры окажутся в потоке газовой струи, обладающей высокой температурой, но не должен быть и больше 60, в противном случае нарушится диспергация и перенос воды, поступающей в кольцевую камеру.

В зависимости.от выбранных соотношений объемной скорости воды, проходящей между трубками распылительного сопла, объемной скорости газов реактивной струи и объемной скорости воды, проходящей через распылительную камеру к сумме объемных скоростей газов реактивной струи и воздуха, проходящего через эжектирующий канал, могут быть заданы необходимые параметры двухфазной струи.

При положительной температуре окружающего воздуха может быть задана необходимая дисперсность и температура капель, определяющие время их существования до полного испарения, т.е. устройство работает в режиме генератора пара, При отрицательной температуре окружающего .воздуха дисперсность.и величина капель влияют на время перехода капель воды из жидкого состояния в твердое, т.е. устройство работает в режиме генератора дождя или снега.

При замерзании капель воды выделяется тепло, используемое для образования управляемого искусственного термика при работе двигателя на режиме малых нагрузок, или на повышение неизотермичности струи вентилятора, то и другое создает конвективный поток воздуха, способствующий удалению пыли и газа.

На фиг.1 показано устройство для генерирования осадков, общий вид; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.3разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - узел

1! на фиг.3 °

Устройство для генерирования осадков состоит из турбовентилятора 1, профилированного акустически обработанного кожуха 2, распылительного сопла 3, в котором установлены трубки 4, выполняющие роль газоотводящих каналов, концы которых на выходе газового потока развальцованы под шестигранник, причем отношения периметров шестигранников к длинам окружностей труб со стороны набегающего потока равны 1,127, что обеспечивает зазор 5 между стенками соседних труб 3 мм.

Соотношения периметров шестигранников и длин окружностей труб на выходном торце сопла принято 1, 108, что

7 6 изменяют расход воды, поступающей в зазоры 5 и 6 между трубками 4 вентилем 11, и расходы воды, поступающей в кольцевую камеру 8 вентилем 12.

Для получения осадков в виде пара вентиль 13, регулирующий поступление воды в кольцевую камеру 8, перекрывают, а необходимый для парообразования расход воды регулируют вентилем 11.

Устройство имеет возможность передвигаться с помощью самоходной .тележки 13, на которой, оно установлено, поворачиваться на поворотной платформе 14, изменять угол наклона с помощью специальной системы 15 изменения угла наклона, благодаря чему имеет доступ к любым точкам карьера, где появляется недопуСтимая концентрация пыли и газа.

Трубки, размещенные в распылительном сопле и имеющие зазоры между со-бой, обеспечивает интенсивный теплообмен по всей длине сопла между газами реактивной струи двигателя турбовентилятора, проходящей по гаэоотводящим каналам и водой, поступающей в зазоры между трубками, в результате чего вода получает до 40 ь тепла от газов реактивной струи. Благо" даря тому, что выходная часть кольцевой распылительной камеры выполнена расширяющейся под углом 30-60О, исключается влияние тепла газов реактивной струи на распыляемую воду при генерировании снега.

Использование предлагаемого устройства для генерирования осадков позволяет обеспечить по сравнению с известными следующие преимущества: — повышение эффективности пылегазоподавления в карьерах при любых температурных состояниях атмосферы за счет образования осадков моно- и полидисперсной структуры с устойчивыми фазовыми переходами, что позволяет сократить потери рабочего времени, возникающие s результате вынужденных ,простоев при недопустимом загрязне" нии атмосферы карьера;

- повышение эффективности глушения шума, создаваемого реактивной струей. формула изобретения

Устройство для генерирования осад.ков, включающее турбовентилятор, распылительное сопло, на внешней стороне которого концентрично .расположена ко.94547 обеспечивает зазор 6 между стенками шестигранников 2 мм.

Трубки на выходе сопла сварены между собой по углам шестигранников, наружные стенки которых образуют щелевые сопла для выхода воды.

Трубопровод 7 предназначен для подачи воды в зазоры 5 и. 6 между стенками трубок. Кольцевая распылительная, камера 8 установлена концентрично от- 1р носительно распылительного сопла 3, а выходная часть кольцевой камеры выполнена расширяющейся под углом 3060 . К кольцевой распылительной камере тангенциально подведен трубопро- 15 вод 9 °

Наружной поверхностью распылительного сопла 3 и внутренней поверхностью распылительной кольцевой камеры

8 образован эжектирующий канал 10.

Трубопровод 7 снабжен регулирующим вентилем 11, а трубопровод 9 - регулирующим вейтилем 12.

Устройство для генерирования осадков установлено на самоходной тележке 13, которая имеет поворотную платформу 14 и систему 15 изменения угла наклона устройства.

Устройство работает следующим

« образом. зо

При запуске турбовентилятора 1 воздушная струя, создаваемая винтами, поступает в кожух 2, а реактивная струя от двигателя (не показана) турбовентилятора поступает в распылительное сопло 3, где разбивается на отдельные струи в трубках 4, а в зазоры 5 и 6 между ними поступает вода по трубопроводу 7. В распылительную кольцевую камеру 8 вода поступает по трубопроводу 9.

Реактивная струя, проходящая по трубкам 4, имеет высокую температуру, за счет чего нагревает воду, поступающую в зазоры 5 и 6 между трубками 4, диспергирует и переносит ее на выход из сопла, где реактивная струя, обладая большой скоростью, создает зону пониженного давления в эжектирующем канале 10, ускоряя тем самым

50 поток, создаваемый турбовентилятором 1.

Диспергация и перенос воды из кольцевой камеры 8 в атмосферу происходит под действием воздушной струи, создаваемой турбовентилятором 1.

Для получения осадков в виде дождя или снега необходимых параметров

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 459599, кл. Е 21 .С 47/00, 1972. . 2. Авторское свидетельство СССР

N 735798, кл. E 21 F 5/02, 1978 (прототип) .

7 945477 8 сопла а выходная ча ст ь кольцевой нусная расп л

ы ительная кольцевая ка- со ове х- камеры выполнена расширяющейся под мера, образующая с внешней поверхо ностью сопла эжектирующии кана ли чающее ся тем, что, с елью повышения эффективност пылега- >

Ц эоподавления за счет обраэовани осадков мо ков моно- и полидисперсной структуры при любых температурах атмосфе, устройство снабжено трубками, расположенными с зазором относитель- щ но друг друга внутри распылительного

945477

A-A

Фиг Я

Ф фиаФ

Составитель Н.Иванова

Редактор А.Шандор ТехредЛ.Пекарь Корректор A,äçÿòêî

Заказ 5289/49 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1t3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал flW ",Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4