Пристрій зрошування водяним туманом

Реферат: Винахід належить до галузі гірничої промисловості, зокрема до зрошувального пристрою для підведення водяної суміші до різцевих коронок. Відповідно до винаходу зрошувальний пристрій (1) для підведення повітряно-водяної суміші до різцевих коронок (2), обладнаних різцями (3135), при застосуванні в гірничій промисловості, тунельному і підземному будівництві містить множину форсунок (21-25), що розташовані поряд одна з одною на зрошувальній трубі (3), з яких виходить конус (41-45) розпилювання з повітряно-водяної суміші, що направлений відповідно на різцеву коронку (2), а зрошувальна труба (3) на своїй нижній стороні (6) має перегородку (7), яка виконана пружною та/або встановлена пружно. UA 108234 C2 (12) UA 108234 C2 UA 108234 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід відноситься до зрошувального пристрою для підведення водяної суміші до різцевих коронок, обладнаних різцями, при застосуванні в гірничій промисловості, тунелебудуванні та при підземному будівництві, з множиною форсунок, розташованих поряд одна з одною на зрошувальній трубі, з яких виходить направлений на різцеву коронку конус розпилювання з повітряно-водяної суміші. Такий зрошувальний пристрій, наприклад, оптимально придатний для прохідницького комбайна виборчої дії при видобутку вугілля в підземних умовах. Зокрема, в середовищі, що містить метан, має значення видалення або розрідження до межі вибуховості вибухонебезпечної суміші метану з повітрям, яка на початку процесу різання може знаходитися між фронтом забою і різцевою коронкою прохідницького комбайна виборчої дії. Крім того, необхідно захистити зазор між різцевою коронкою і фронтом забою в процесі різання від навколишнього вибухонебезпечного середовища так, щоб вибухонебезпечна суміш знов не могла проникнути в зазор. В зв'язку з цим бажаним є також охолоджування різцевої коронки, відповідно різців, що знаходяться на ній, та зв'язування пилу. Рішення, відомі з рівня техніки, передбачають, що за допомогою зрошування різцевої коронки здійснюється гасіння виникаючих пожеж і за необхідності охолоджуються різці, розташовані на різцевій коронці. До цих пір систематичне зрошування власного призабойного простору здійснюється за допомогою внутрішнього зрошування різців, тільки частково за допомогою водяного туману, що продувається за різцевою головкою, так що повітряно-метанова суміш, яка, можливо, утворюється в призабойному просторі практично швидше вимивається великою кількістю води, ніж замінюється водяним туманом. Ця кількість води порядку близько 65 л/хв сприяє виникненню рідкої грязі і тим самим небезпеці посковзнутися та нещасного випадку, а також виникає проблема при транспортуванні, можуть виникнути також утруднення при видаленні водяного шламу, часто забрудненого маслом, робочою рідиною або змащувальними матеріалами. Також виникнення викликаних різцевою коронкою підсмоктуючих сил до цих пір не достатньо оцінюється і враховується. Таким чином завданням справжнього винаходу є створення зрошувального пристрою для підведення повітряно-водяної суміші до різцевих коронок та інших придатних для застосування в гірничій промисловості, тунелебудуванні і підземному будівництві частин машини, який відрізняється ефективністю, надійністю і високою економією води. Це завдання вирішується ознаками зрошувального пристрою згідно пункту 1 формули винаходу. За допомогою такого зрошувального пристрою може досягатися активне зрошування призабойного простору і підведення повітряно-водяної суміші, за допомогою якої з дуже високим об'ємним потоком може промиватися зазор між різцевою коронкою і фронтом забою. Струмінь, що виходить з форсунки, потрапляє при цьому по дотичній на основну частину різцевої коронки, на вістря відповідного різця. При цьому струмінь потрапляє в значній мірі перпендикулярно до зазору між різцевою головкою і фронтом забою, обертається разом з різцевою коронкою, володіє високим імпульсом і не сильно розширюється, при цьому невеликий об'ємний потік не відхиляється від зазору. Можливі повітряно-метанові суміші, які можуть з'явитися в призабойному просторі при перетині метанового суфляру при проходженні штреку по вугіллю, таким чином не промиваються водою, а також швидко і направлено розріджуються нижче за вибухонебезпечну межу за допомогою повітря, що вдувається у водяному тумані. При цьому в кам'яновугільній промисловості можливе застосування довговічних і не схильних до поломок сухих різцевих коронок, тобто різцевих коронок без внутрішнього зрошування різців, оскільки зрошування водяним туманом може здійснюватися виключно запропонованим відповідно до винаходу зрошувальним пристроєм. Доцільно, якщо ширина зрошувальної труби, принаймні, приблизно відповідає ширині різцевої коронки, до якої підводиться повітряно-водяна суміш. Ця зрошувальна труба має такі параметри, що зрошування призабойного простору можливо скрізь, де практично працюють різці. Направлено здійснюється вприскування водяного туману збоку і зверху безпосередньо в призабойний простір. Рухи різцевої коронки повністю об'ємно перекриваються у всіх можливих положеннях різання. Одночасно створюються передумови для охолоджування різців і тим самим зменшується знос різців. Доцільно розташовувати форсунки під нахилом в зрошувальній трубі у напрямку середини різцевої коронки. Під цим з одного боку мається на увазі, що форсунки на горизонтальній ділянці зрошувальної труби нахилені під кутом від 0 до 10° вниз. Таким чином ці форсунки проходять з нахилом зверху із зрошувальної труби у напрямку середини різцевої коронки, тоді як з іншого боку на вертикальних ділянках зрошувальної труби форсунки нахилені всередину 1 UA 108234 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 під кутом від 0 до 12°. При цьому самі зовнішні струмені із зрошувальної труби позиціонуються всередину у відповідній кутовій області. Зрошувальна труба утворена з призматично розташованих часткових ділянок, які тягнуться, на зразок арки воріт, між рамою машини і різцевою коронкою. Згідно переважній формі здійснення повинні бути передбачені п'ять часткових ділянок. Призначення установки полягає в систематичному блокуванні повітряно-метанової суміші, що можливо з'являється, так, щоб вона в результаті засмоктування водяного туману, що подається, не могла засмоктуватися в призабойний простір. Внаслідок цього огородження області різання передбачене таким, щоб зрошувальна труба на своїй нижній стороні мала, принаймні, перегородку, що складається з однієї частини та/або перегородку, що складається з декількох частин. Додатково до цього передбачено, що перегородка виконана пружною та/або встановлена пружно. Інший захід для огородження призабойного простору відносно можливої повітрянометанової суміші передбачає, що зрошувальний пристрій має форсунки, розташовані з орієнтацією на транспортування відбитого матеріалу та/або на шляху відведення повітрянометанової суміші від фронту забою. Завданням такої зрошувальної стіни є відведення повітряно-метанової суміші з призабойного простору та/або запобігання надходженню іншої повітряно-метанової суміші у призабойний простір. Таким чином, захищається простір між нижньою стороною зрошувальної труби і зовнішнім контуром механізму різання відповідно стрілоподібного виконавчого органу з різцевим інструментом. Це переважно здійснюється за допомогою того, що форсунки, якщо дивитися у напрямку проходки, розташовані з орієнтацією назад. Згідно іншій переважній формі здійснення винаходу передбачено, що зрошувальна труба має поверхню, що проходить з торцевого боку. Зрошувальна труба виконана у вигляді двох камер і включає поверхні, що проходять з торцевих сторін, на стороні, зверненій до різцевої коронки, у вигляді поверхонь ущільнювачів для форсунок, які таким чином можуть особливо точно орієнтуватися в площині. З цими форсунками водяний туман, що виникає при завихренні, може прямо і оптимізовано спрямовуватися на різці відповідно проміжні простори між різцями. Вони оптимізовані в тому відношенні, що завдяки їх позиціонуванню відповідно установці вони можуть застосовуватися відповідно при максимально можливій кількості стиснутого повітря і при значно зменшеній витраті води. Крім того, зрошувальна труба має два розташованих симетрично підключення для води або повітря, і зрошувальний пристрій має, принаймні, один доступний при монтажі конектор для вимірювання в повітряній камері. Винахід відрізняється, зокрема, тим, що пристрій зрошування виконаний з можливістю підведення повітряно-водяної суміші до різців різцевих коронок для придушення займання в небезпечній, через наявність копальневого газу, кам'яновугільній промисловості, в тунельному або підземному будівництві, в основі якого лежить абсолютно нова концепція зрошування. Здійснюється направлене уприскування водяного туману збоку і зверху безпосередньо в призабойний простір. Орієнтування середньої лінії конусів розпилювання, що виходять з форсунок, на позицію з орієнтацією з одного боку по дотичній на основну частину різцевої коронки і з іншого боку з орієнтацією на вістря відповідного різця, є само по собі явно позитивним з багатьох точок зору. Вибухова повітряно-метанова суміш, яка на початку процесу різання може знаходитися між фронтом забою та різцевою коронкою, видаляється і відповідно розріджується нижче за межу вибуховості. Зазор між різцевою коронкою і фронтом забою потім в процесі різання захищається від навколишньої вибухової атмосфери. Крім того має місце ефект охолоджування різцевої коронки та різців і зв'язування пилу. Завдяки точно орієнтованим і переважно визначеним форсункам і оптимізованому співвідношенню тиск повітря/тиск води усувається даремне зрошування фронту забою. За допомогою запропонованого відповідно до винаходу зрошування туманом може досягатися зменшення споживаної води до третини в порівнянні з існуючими способами. Інші подробиці і переваги предмету винаходу виходять з нижче приведеного опису креслень, в якому представлений переважний приклад здійснення винаходу з необхідними подробицями і деталями. Де показано: Фіг. 1 - зрошувальний пристрій з різцевою коронкою, вигляд в перспективі; Фіг. 2 - зрошувальний пристрій з різцевою коронкою, вигляд збоку; Фіг. 3 - схема зрошування; Фіг. 4 - зрошувальний пристрій з різцевою коронкою в застосуванні; Фіг. 5 - зрошувальний пристрій з різцевою коронкою, вигляд спереду; Фіг. 6 - зрошувальний пристрій з конусом розпилювання, вигляд збоку; 2 UA 108234 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 7 - зрошувальний пристрій з конусом розпилювання, вигляд в перспективі; Фіг. 8 - форсунка для видалення повітряно-метанової суміші; Фіг. 9 - зрошувальна труба, вигляд спереду; Фіг. 10 - зрошувальна труба, вигляд зверху; Фіг. 11 - зрошувальна труба, вигляд ззаду; і Фіг. 12 - зрошувальний пристрій згідно Фіг. 2, вигляд зверху. На Фіг. 1 представлено зрошування різцевої коронки 2. На передньому кінці прохідницького комбайна 36 виборчої дії знаходиться зрошувальний пристрій 1 з розташованих призматично одна до одної часткових ділянок 12-16 у вигляді арки воріт. Зрошувальна труба 3 оснащена великою кількістю орієнтованих у напрямку різцевої коронки 2 форсунок, з яких тут представлені п'ять форсунок 21-25. З цих форсунок 21-25 виходять конуси розпилювання, представлені тут тільки осьовими лініями 61-65. Ці конуси розпилювання зі своїми осьовими лініями 61-65 потрапляють на основну частину 5 різцевої коронки 2 на відповідні різці 31, 32, 37, а саме, з орієнтацією в положення по дотичній на основну частину 5 різцевої коронки 2 і з орієнтацією на вістря 51, 52 відповідних різців. Таким чином, створюється конус розпилювання, який по можливості вертикально потрапляє в зазор між різцевою коронкою 2 і фронтом забою, який рухається разом з різцевою коронкою 2, володіє високим імпульсом і не дуже сильно розширюється, щоб мати можливість концентровано підводитися до відповідного різця по дотичній на основну частину 5 різцевої коронки 2. Зображення згідно Фіг. 2 пояснює ще раз попадання конусів розпилювання, що виходять з форсунок 21, 22, відображене за допомогою їх осьових ліній 61, 62, на розташовані на різцевій коронці 5 різці 32 з їх вістрям 52. На нижній стороні зрошувальної труби 3 до того ж можна бачити іншу форсунку 20, з якої виходить повітряно-водяна суміш, щоб відводити повітряно-метанову суміш. її мета полягає в ущільненні і таким чином запобіганні супутнього струменю повітряно-метанової суміші з навколишнього простору в призабойний простір. Осьова лінія 60 струменя, виходить з горизонтальної ділянки 14, нахиленою вниз на кут . Для кращої наочності картини розбризкування служить Фіг. 3, де на основній частині 5 різцевої коронки 2 відображено різці 26-29 та осьові лінії в решті не показаних конусів розпилювання, які потрапляють на основну частину 5 і відповідно різці 26-29, а саме, з орієнтацією в положенні по дотичній на основну частину 5 і з орієнтацією на вістря 56-59 відповідного різця. Фіг. 4 представляє запропонований відповідно до винаходу зрошувальний пристрій 1 разом з різцевою коронкою 2. Зрошування різців здійснюється там, де вони фактично працюють, а саме, в призабойному просторі 18 між різцевою коронкою 2 і фронтом забою, та відображається конусами розпилення 41, 42, 43 і 45. Тут здійснюється направлене уприскування повітряноводяної суміші, як збоку, так і зверху всередину призабойного простору 18, причому повітряноводяна суміш слідує за рухами різцевої коронки 2 у всіх положеннях різання. Для цього кожне окреме положення форсунки орієнтується лазером на необхідну область. Також тут можна бачити зсув орієнтованої в протилежному напрямку стіни 8 з розпорошеного туману, яка утворюється за допомогою виходу повітряно-водяної суміші зі встановленої на зрошувальній трубі 3 форсунки 19. Ha вигляді спереду Фіг. 5 показано різцеву коронку 2 з різними різцями 31, 24 відповідно вістрями 51, 54, до яких від форсунок 21-25, відображених осьовими лініями 61-65, підводяться відповідні конуси розпилювання. Під зрошувальною трубою 3 по обох сторонах стрілоподібного виконавчого органу 39 знаходяться перегородки 7, 7', які виконані пружними та/або встановлені пружно і перешкоджають тому, щоб через ефект всмоктування уприскуваного водяного туману повітряно-водяна суміш могла засмоктуватися в призабойний простір. З Фіг. 6 ще раз добре можна бачити описане огородження. Зрошувальна труба 3 закріплена на машинній рамі прохідницького комбайна 36 виборчої дії і за допомогою форсунок, орієнтованих у напрямку призабойного простору на різцевій коронці 2 створюється свого роду екран 46 з повітряно-водяної суміші відповідно на розташованих на ній численних різцях. З нахилом в іншому напрямку зображена стіна 8 з розпорошеного туману, яка потрапляє на вантажний полок 40 прохідницького комбайна 36 виборчої дії і створює передумови для відповідного огородження у зворотному напрямку. Фіг. 7 зображає це ще раз у вигляді в перспективі, причому огородження у напрямку вантажного полку 40 можна добре бачити через обидві так звані стіни 8, 8' з розпорошеного туману у взаємодії з екраном 46 з повітряно-водяної суміші у напрямку різцевої коронки 2. У вигляді в перспективі знизу Фіг. 8 представляє дію форсунки 20 для створення вказаної стіни 8 з розпорошеного туману. На нижній стороні 6 знаходиться форсунка 20, з якої на 3 UA 108234 C2 5 10 15 вантажний полок 40 надходить повітряно-водяна суміш. Крім того із зрошувальної труби 3 виходять різні інші конуси розпилювання для зрошування не показаної тут різцевої коронки, які для наочності позначені осьовою лінією 70. Фіг. 9 представляє зрошувальну трубу 3, в якій, в якості прикладу, форсунки позначені позиціями 21-25 на п'яти часткових ділянках 12-16. На нижній стороні 6 цієї зрошувальної труби 3 можна бачити обидві перегородки 7 і 7', крім того форсунки 19 і 20 для створення розпорошеного туману. Фіг. 10 представляє зрошувальну трубу на вигляді зверху з позначеними, в якості прикладу, форсунками 22-24. Тут добре можна бачити, що зрошувальна труба 3 має поверхню 47, що проходить з торцевого боку, для орієнтації форсунок 22-24. До того ж Фіг. 11 представляє зрошувальну трубу з п'ятьма призматично розташованими частковими ділянками 12-16 і симетрично розташованими підключеннями 10, 11 для підведення води або повітря. Нарешті, Фіг. 12 представляє ще раз зрошувальний пристрій 1, представлений на Фіг. 2 на вигляді зверху. Можна бачити, зокрема, похилу орієнтацію осьових ліній 55 під кутом  всередину на різцеву коронку 2. Для цього форсунки на зрошувальній трубі розташовані відповідно похило на вертикальній ділянці, закритій тут поперечною ділянкою 13. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 1. Зрошувальний пристрій (1) для підведення повітряно-водяної суміші до різцевих коронок (2), обладнаних різцями (31-35), при застосуванні в гірничій промисловості, тунельному і підземному будівництві, з множиною форсунок (21-25), розташованих поряд одна з одною на зрошувальній трубі (3), з яких виходить конус (41-45) розпилювання з повітряноводяної суміші, що направлений відповідно на різцеву коронку (2), який відрізняється тим, що зрошувальна труба (3) на своїй нижній стороні (6) має перегородку (7), яка виконана пружною та/або встановлена пружно. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ширина зрошувальної труби (3) принаймні приблизно відповідає ширині різцевої коронки (2), до якої підводиться повітряно-водяна суміш. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що форсунки (21-25) в зрошувальній трубі (13) розташовані з нахилом у напрямку середини до різцевої коронки (2). 4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що форсунки на горизонтальній ділянці (14) зрошувальної труби (3) нахилені вниз під кутом від 0 до 10°. 5. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що форсунки на вертикальних ділянках (12, 16) зрошувальної труби (3) нахилені всередину під кутом від 0 до 12°. 6. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зрошувальна труба (3) утворена з призматично розташованих часткових ділянок (12-16). 7. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить форсунки (19, 20), які розташовані на нижній стороні (6) зрошувальної труби (3) з орієнтуванням на транспортування відбитої гірської маси та/або відведення повітряно-метанової суміші від фронту забою. 8. Пристрій зап. 9, який відрізняється тим, що форсунки (19, 20), якщо дивитися у напрямку проходки, розташовані з орієнтуванням назад. 9. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зрошувальна труба (3) має поверхню, що проходить з торцевого боку (47). 10. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зрошувальна труба (3) має принаймні два розташованих симетрично підключення (10, 11) для підведення води або повітря. 4 UA 108234 C2 5 UA 108234 C2 6 UA 108234 C2 7 UA 108234 C2 8 UA 108234 C2 9 UA 108234 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10