Устройство для создания водяной предохранительной завесы
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Р М К з с присоединением заявки Нов
Е 21 Р 5/14
Государственный комитет
СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет(331УДК 622.807. ,002 ° 54(088.8) Опубликовано 0702.83. Бюллетень Мо 5
Дат опубликования описания 07.02.83 ь1
И. Стикачев, П. А. Воронин и С.. Магний-:; ..;
/ к, /::
Государственный Макеевский ордена Эк ябрь4урй
Революции научно-исследовательский инс гинут"":".. по безопасности работ в горной промышленности ---"„ (72) Авторы изобретения
f (7i ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВОДЯНОЙ
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ ЗАВЕСЬ1
Изобретение относится к устройствам для диспергирования жидкостей, преимущественно для создания водяной предохранительной завесы при взрывных работах в шахтах.
Известно устройство для создания водяной предохранительной завесы в шахтах,,включающее комплекс распылителей, установленных на трубчатом коллекторе, размещенном в приэабойном пространстве выработки перед про.изводством взрывных работ f17 °
Недостатком этого устройства является незначительная эона действия завесы по длине выработки (1-2 м) и необходимость повышенного избыточного давления воды для ее создания (1,2-. 1,5) МПа и более.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является . устройство для создания водяной предохранительной завесы, включающее эжектор с конфузором и диффуэором и распылитель с соплами Г2 ), Недостатками известного устройства являются невозможность регулировки плотности и направленности водовоэдушного факела завесы и малая дальность распространения факела.
Цель изобретения — обеспечить возможность регулирования плотности, направленности и увеличить зону дей-. ствия водовоэдушного Факела завесы.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для создания водяной предохранительной завесы, включающем эжектор с конфузором и диффуэором и распылитель с соплами, распылитель снабжен вкладышами, выполненными в виде спирали Архимеда, и диафрагмами с центральными отверстиями, а сопла установлены в корпусе распылителя под углом к продольной оси эжектора с возможностью поворота вокруг своей оси, причем распылитель концентрично.размещен в устье конфузора эжектора с возможностью осевого перемещения посредством подвижных цапф.
Кроме того, отношение начального внутреннего радиуса вкладыша.и радиуса центрального отверстия диафрагмы не менее. 1:1, а угол наклона сопл не.превышает угла раскрытия диффузо-, ра, зжектора.
На фиг. 1 изображено устройство с частичным .вырезом для показа распылителя, общий вид, на фиг. 2
994775 распылитель, разрез, на фиг. 3 разрез A-A на фиг. 2.
Устройство включает зжектор 1, состоящий из диффузора 2 и конфузора 3, у устья которого на подвижных цапфах 4 размещен распылитель 5.
Последний содержит поворотные сопла 6, Фиксируемые в определенном положении контргайками 7, вкладыши 8, выполненные в виде спирали Архимеда, и диафрагмы 9 с центральным отверстием 10, устанавливаемые в гнездах 11 корпуса распылителя 12.
Устройство работает следующим образом.
При подаче под избыточным давлени- 5 ем сжатого воздуха через патрубок 13 в газовую камеру 14, вкладыш 8 и по. воротное сопло 6, в полости вкладыша и сопла образуется полый вращающийся воздушный поток, образование 20 которого,и его вращение вызвано за счет движения сжатого воздуха по профилированной поверхности входного 15 и внутреннего 16 участков вкладыша 8, Подаваемая в патрубок 17 вода эапол- 25 няет водяную камеру 18 и через отверстие 10 диафрагмы 9 истекает в полость воздушного потока с пониженным атмосферным давлением. Под действием центробежных сил вода в по- 30 лости вкладыша 8 и сопла 6 приобретает вращательное движение и на выходе из сопла диспергируется, образуя водяную завесу, окруженную вращающимся воздушным потоком. Своевре- З5 менное смешение воды с входящим во вкладыш сжатым воздухом и направленность ее струи в центр вкладыша, а также расход воды обеспечивают установкой диафрагмы 9 с калиброванным отверстием 10. Для этого отношение начального радиуса вкладыша и отверстия диафрагмы выбирают не менее
1:1.
Формирование диаметра и направлен- 4 ности факела водовоэдушной завесы, истекающей из диффуэора эжектора, достигают установкой в определенном положении распылительных сопел 6 путем вращения их относительно продольной оси эжектора 1 с последующей фиксацией контргайками 7. С целью исключения торможения факела водовоздушной завесы эа счет его касания с внутренней поверхностью корпуса эжектора 1 угол наклона распылитель- 55 .ных сопел выбирают не более. угла рас-. крытия диффузора эжектора 2, а дебит эжектируемого воздуха регулируют перемещением распылителя 5 относительно устья конфуэора 3 при помощи под- б0 вижных цапф 4. .Эффективная работа устройства обеспечивается при избыточном давлении сжатого воздуха и воды соответственно равном 0,2-0,3 0,05-0,1 МПа 6 и более. При этом определенную взрывопредотвращающую завесу дисперсностью 100-150 мкм достигают при массовом соотношении расхода сжатого воздуха и воды не менее 1:20. Это соотношение подбирают диаметром отверстия 10 диафрагмы 9.
Водяную предохранительную завесу предлагаемым устройством создают непосредственно перед производством взрывных работ. в забое горной выработки. Для этого устройство размещают (подвешивают) вверху выработки на расстояние 8-10 м от забоя. После монтажа взрывной сети шпуровых зарядов за 1-2 мин до их взрывания включают установку в работу путем подачи воды и сжатого воздуха в распылитель 5
За указанное. время на длине 15-16 м от забоя выработки создается водяная предохранительная завеса, обеспечивающая безопасное производство взрывных работ и подавление ядовитых газов и угольной пыли, образующихся после производства взрывных работ.
Применение изобретения по опытным данным позволяет в 2,0-2,5 раза увеличить зону действия завесы и довести ее длину при избыточном давлении сжатого воздуха и воды соответственно равном (0,5 и 0,1-0,2) MIIa (наиболее распространенном давлении в шахтах) до 12-15 м вместо 4-5 м при известном устройстве. Такое увеличение не только повышает безопасность взрывных работ, но и исключает деформацию устройства отбрасываемой при взрыве разрушаемой горной массой.
Повышение зоны действия завесы обусловлено конструкцией вкладыша распылителей, выполненного в виде спирали Архимеда. Выбор такой формы позволил снизить сопротивление движению сжатого воздуха и получить устойчивый полый вращающийся воздушный поток с пониженным атмосферным давлением в его полости. Наличие пониженного атмосферного давления позволяет, в свою очередь, снизить избыточное давление воды для ее диспергирования и увеличить диаметр выходного сечения сопел распылителей с 1,5-2,0 до 12-16 мм. Такой значительный размер диаметра сопел дает возможность использовать для создания водяной завесы воду со значительным количеством взвешенных в ней механических примесей, т.е. использовать для распыления шахтную воду без установки для очистки дорогостоящих фильтров.
Опытная проверка изобретения показала возможность регулирования в большом диапазоне плотности и направленности водовоэдушного Факела завесы.
994775
Формула изобретения
Puz. 1
1. Устройство для создания водяной предохранительной завесы, включа- ющее эжектор с конфузором и диффузором и распылитель с соплами, о т л и- 5 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью регулирования плотности, направленности и увеличения эоны действия водовоздушного факела завесы, распылитель снабжен вкладышами, выполнен- 10 ными в виде сйирали Архимеда, и диафрагмами с центральными отверстиями, а сопла установлены в корпусе распылителя под углом к продольной оси эжектора с возможностью поворо- 15 та вокруг своей оси, при этом распылитель концентрично размещен в устье конфуэора эжектора с возможностью осевого перемещения посредством подвижных цапф.
2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что отношение начального внутреннего радиуса вкла» дыша и радиуса центрального-отверстия диафрагмы не менее 1 1, а угол наклона сопл не превыаает угла рас-. крытия диффузора зжектора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.
1. Быков A. N. и др. Способы борьбы с пылью в угольных шахтах. И., "Недра", 1968, с. 70-71.
2. Авторское. свидетельство СССР
В 609916, кл. Е 21 F 5/14, 1977.
ВНИИПИ Заказ 602/18
Тираж 442 Подписное
Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4
