Пристрій для одержання газомеханічної піни

Пристрій для одержання газомеханічної піни, що включає циліндричний корпус з каналами для підведення водного розчину пшоутворювача і стиснутого газу, пшогенеруючу сітку і розпилювач, розміщений в корпусі між каналами перед сіткою роздільник потоків водного розчину пшоутворюва ча і стиснутого газу, причому роздільник потоків та сітка виконані в вигляді порожнистих зрізаних конусів, меншими основами пристикованих один до одного, а більшими - по всьому периметру закріплених до корпусу, а розпилювач виконаний в вигляді установленого на виході роздільника потоків підпружиненого клапана, а канал підведення стиснутого газу розміщений між роздільником потоків і сіткою, який відрізняється тим, що він обладнаний додатковою пшогенеруючою сіткою, виконаною у вигляді порожнистого зрізаного конуса, менша основа якого закріплена на запірному елементі клапана, а більша основа розташована в циліндричному корпусі зі створенням між ними кільцевої щілини Винахід відноситься до пристроїв для одержання газомеханічної піни і може бути використаний для гасіння підземних пожеж шахтах, а також і в інших галузях народного господарства Відомий пристрій для одержання газомеханічної піни який містить циліндричний корпус з фланцями, каналами підводу піноутворуючого розчину і стислого газу та шлюзовім каналом, в якому розміщена пшогенеруюча сітка, виконана в вигляді висувної касети, та розпилювач (див А с , СССР №622991, кл E21F5/02, 1978р) В цьому пристрою потік водного розчину пшоутворювача і стиснутого газу надходять разом з одного боку на пшоутворуючу сітку Для одержання піни для гасіння пожеж в підземних гірничих виробітках водний розчин пшоутворювача готують на МІСЦІ змішуванням пшоутворювача зі стабілізуючими домішками, які необхідні для покращення якості піни, та забрудненої, як виняток, шахтної води Коли подається такий розчин через розпилювач на пшогенеруючу сітку, то по-перше, забруднюється розпилювач, по-друге, стабілізуючи домішки і тверді частинки, що містяться в воді, налипають на сітку Стиснуте повітря, яке надходить в напрямку потоку водного розчину пшоутворювача, сприяє притисненню цих часток до сітки і не взмозі проштовхнути їх через сітку В зв'язку з чим, сітка забруднюється, зменшується її перетин до повного зупинення пшогенерацм Після ЧОГО забруднена сітка виймається із касети чиститься від сміття та бруду, потім встановлюється на своє місце в пристрій і робота по одержанню газомеханічної піни продовжується Все це спричиняє погіршенням якості піни до повного припинення її генерації Чистка сітки і розпилювача є операція складна, трудомістка і потребує витрат часу Найбільш близьким рішенням до заявленого по технічній суті та досягаемому результату є відомий також пристрій для одержання газомеханічної піни, який містить циліндричний корпус з фланцями і підводи пшоутворюючого розчину і стислого газу, пшогенеруючу сітку і розпилювач, установлений між каналами розділювач потоків водного розчину пшоутворювача і стислого газу, при чому розділювач потоків та сітка виконані в вигляді порожніх зрізаних конусів, меншими основами пристикованих один до другого, а більшими по всьому периметру закріплених до корпусу, при цьому розпилювач виконаний в вигляді кільцевої щілини між клапаном встановленим на виході розділювача потоків та самим розділювачем, а канал підведення стиснутого газу розміщується між розділювачем потоків і сіткою (див деклараційний патент України №31530, кл А 62С5/02, E21F5/02, 2000р) У цьому пристрої потік розчину пшоутворювача з стабілізуючими домішками поступає в розділювач потоків і з допомогою розпилювача рівномі ю (О (О 61615 рно набризкується на внутрішню поверхність піноКІЛЬКІСТЬ піноутворюючого розчину ВІДПОВІДНО знаутворюючої сітки КІЛЬКІСТЬ надаваємого розчину ченню А на теоретичній кривой 2 Однак, отримана пшоутворювача визначається регулюванням зазоекспериментальним шляхом кратність піни вище і ру між клапаном і розділювачем потока за рахунок відповідає значенню Аі У такий спосіб видно, що повздовжнього переміщення його при кручені ручастина пшообразуючего розчину ДОЖ не бере коятки Одночасно стиснутий газ потрапляє в поучасті у процесі утворенні піни, а виноситься пінрожнину корпуса і далі на зовнішню поверхність ним потоком 3 підвищенням кратності піни при сітки В наслідок чого створюється газомеханічна даній продуктивності компресора, утрати піноутпіна, яка далі по пінопроводу транспортується до ворюючого розчину зменшуються, це зв'язано з вогнища підземної пожежі Наявність розділювача тим, що для збільшення кратності піни зменшують потоків водного розчину пшоутворювача та стисподачу піноутворюючого розчину зменшенням лого газа дозволяє подавати розчин та стислий газ щілини в регулювальному клапані У зв'язку з цим по різні боки пшогенеруючої сітки В наслідок цього тиск піноутворюючого розчину перед регулювальстабілізуючі домішки пшоутворювача і тверді часним клапаном зростає і потік розчину з великою тини, що містяться в неочищеній шахтній воді, які швидкістю потрапляє на сітку потрапляють на сітку, здуваються стиснутим гаВ основу винаходу поставлено задачу створизом, що поступає з протилежного боку сітки, чим ти пристрій для одержання газомеханічної піни, в запобігається залипання та забруднення сітки якому наявність нового вузла дозволить увесь пшоутворюючий розчин переробляти в піну з неТаке конструктивне рішення пристрою для обхідною кратністю одержання газомеханічної піни підвищує надійність його роботи, спрощується обслуговування і Для вирішення цієї задачі розроблений призручність експлуатації пристрою стрій для одержання газомеханічної піни, який включає циліндричний корпус з фланцями і підвоНа протязі тривалого часу промислового ди піноутворюючої рідини і стиснутого газу, пшогевикористання цього пристрою для ліквідування неруючу сітку і розпилювач, розділювач потоків підземних пожеж було помічено, що для гасіння встановлений в корпусі між каналами потоків водпідземної пожежі потрібна газомеханічна піна з ного розчину пшоутворювача і стиснутого газу, при необхідною кратністю На пристрій надавалось чому розділювач потоків та сітка виконані у вигляді потрібна КІЛЬКІСТЬ піноутворюючого розчину та порожніх зрізаних конусів меньшими основами стислого газу, відношення котрих є кратність піни пристикованих один до другого, а більшими осноKn=Qr/Qp, вами по всьому периметру закріплені до корпусу, де, Qr - КІЛЬКІСТЬ надаваємого в пристій газу, 3 при цьому розпилювач виконаний у вигляді клапам /с, ну поставленого на виході розділювача потоків, а Qp - КІЛЬКІСТЬ піноутворюючого розчину нада3 канал підводу стиснутого газу розміщений між ваємого в пристрій, м /с розділювачем потоків та сіткою, ВІДПОВІДНО винаОднак, при визначенні отриманої експерименходу обладнай додатковою піногенеруючою сіттальним шляхом значення кратності піни видавакою, виконаною у вигляді порожнього зрізаного ємої пшогенератором відрізнялися від розрахункоконуса, менша основа котрого закріплена на запівих убік підвищення їх Таке явище негативне рному елементі клапана, а більша основа - розтавпливає на процес гасіння, тому що виникає необшована в циліндричному корпусі з створеним між хідність подавати додаткову КІЛЬКІСТЬ пшообразуними кільцевої щілини ючого розчину для одержання піни з рахунковою кратністю Для визначення причини даного негативного явища виникаючого в пристрої при одержанні піни, були проведені експериментальні дослідження процесу пшогенерацм піни даним пристроєм На лабораторному стенді був встановлений піногенератор із приєднаним до нього пшопроводом і системою подачі, строго дозованих, кількостей стиснутого газу і піноутворюючого розчину У процесі роботи пшогенератора при ПОСТІЙНІЙ витраті стиснутого газу на нього подавалася розрахункова КІЛЬКІСТЬ піноутворюючого розчину необхідна для одержання піни з розрахункової кратністю Однак, при заданих параметрах КІЛЬКОСТІ піноутворюючого розчину і стиснутого газу кратність отриманої піни була вище розрахунковою Наявність другої конусної сітки встановленій на клапані розпилювача дозволяє повністю спіймати водний розчин пшоутворювача який не взяв участі в створенні піни на першій СІТЦІ ЯКЩО, розчин піноутворювача зроблений на шахтній неочищеній воді та с стабілізуючими домішками, то вони здуваються стислим газом и потрапляють на поверхність другої конусної сітки Водний розчин піноутворювача який не взяв участі пшогенерацм на першій СІТЦІ генеруется в піну на другій СІТЦІ, стабілізуючи домішки і тверді частинки потрапляють на поверхню другої сітки здуваються стислим газом і вони через кільцеву щілину, створену між циліндричним корпусом пристрою та більшим основанієм другої конусної сітки, потрапляють в пінопровід Так, на графіку (фіг 2) показані залежності кратності піни від КІЛЬКОСТІ надаваємого піноутворюючого розчину при ПОСТІЙНІЙ продуктивності компресорної установки рівної Vr=0,0416, 0,083, 0,125 і 0,166 м /с На графіках суцільною ЛІНІЄЮ показана теоретична, а пунктирною ЛІНІЄЮ - експериментальна залежності Аналізуючи отримані залежності видно, що при одержанні піни з кратністю рівної 10 необхідна Таким чином, таке конструктивне рішення пристрою для одержання газомеханічної піни усуває марнє втрачання водного розчину піноутворювача та підвищує надійність роботи пристрою На кресленні фіг 1 схематично зображен загальний вигляд заявленного винаходу для одержання газомеханічної піни, Фіг 2 Залежності кратності пін від КІЛЬКОСТІ подаваемого на генератор пшообразуючого розчину 61615 (1, 2, 3 та 4 - теоретичні, а 1 1 , 21, З1 і 4 1 - експериментальні залежності при ПОСТІЙНІЙ подачі на піногенератор витрат газу, ВІДПОВІДНО Vn = 0,0416, 0,083, 0,125 та 0,166 м7с ) Пристрій для одержання газомеханічної піни складається із циліндричного корпусу 1 з штуцерами 2 і 3 ВІДПОВІДНО для підводу стиснутого газу і розчину піноутворювача, розділювача 4 потоків стиснутого газу і водного розчину піноутворювача, пшогенеруючої сітки 5 і розпилювача 6 Розділювач потоків 4 і сітка 5 виконані у вигляді порожніх зрізаних конусів, меньшими основами пристикованих один до другого, а більшими - по всьому периметру закріплених до корпусу 1 При цьому штуцер 2 підводу стиснутого газу розташований між розділювачем 4 потоків та сіткою 5 Розпилювач виконаний у вигляді, розміщеного на виході розділювача 4 потоків, клапана який має підпружинений запірний елемент 7 з штоком 8, установленим у втулці 9, закріплений в корпусі 1 При допомозі різьби 10, яка забезпечує можливість повздовжнього переміщення розпилювача 6 для регулювання необхідної витрати піноутворювача Крім того, для забезпечення повного використання водного розчину піноутворювача на отримання піни на запірному елементі клапана 7 встановлена меньшою основою друга сітка 13 виконана у вигляді порожнього зрізаного конуса, а більша основа сітки знаходиться в циліндричному корпусі 1 і між ними створено кільцеву щілину Для приєднання до напірного пшопроводу корпус 1 пристрою налагоджений фланцем 11 Запропонований пристрій працює так Корпус 1 пристрою фланцем 11 з'єднується з напірним пшопроводом До штуцера 2 і 3 ВІДПОВІДНО подають стиснутий газ та водний розчин піноутворювача Останній поступає до середини порожнини розділювача потоків і з допомогою розпилювача 5 рівномірно на внутрішню поверхність піноутворюючої сітки 5 КІЛЬКІСТЬ подаваемого розчина піноутворювача визначається регулюванням зазору між розпилювачем 6 і розділювачем 4 за рахунок повздовжнього переміщення втулки 9 при кручені рукоятки 12 Одночасно стиснутий газ із штуцера 2 потрапляє в порожнину корпуса 1 і далі на зовнішню поверхність сітки 5 В наслідок чого створюється газомеханічна піна При попаданні твердих часток бруду, стабілізуючих домішок та частина розчину піноутворювача здуваються с піногенеруючої сітки 5 потрапляють на зовнішню поверхність сітки 13 Не опрацьована частина водного розчину піноутворювача потрапляє на сітку 13 генерується в піну, яка далі по пінопроводу транспортується до вогнища підземної пожежі Тверді частини бруду та стабілізуючи домішки сповзають с поверхні сітки 13 через кільцеву щілину потрапляють в пінопровід і далі до вогнища підземної пожежі При забруднені вихідного отвору розпилювача 6 підвищується тиснення розчину піноутворювача, під дією якого підпружинений запірний елемент 8 переміщується, збільшуючи вихідний отвір і тверді частки виносяться потоком розчину піноутворювача, усуваючи тим самим затруднения роботи розпилювача 6 В залежності від стадії пожежі винахід дозволяє повністю відпрацьовувати водний розчин піноутворювача на піну потрібної кратності Для цього поверненням ручки 11 переміщують запірний елемент 8, міняючи величину вихідного отвору клапан Таким чином, запропоноване технічне рішення дозволяє в повному обсязі використати водний розчин піноутворювача на створення піни потребуємої кратності, спростити обслуговування та підвищити зручність його експлуатації Фіг І 61615 Kn \га — 1 — - — _ — \ \ X A y" V Ко т 0.00416 00OS5 0,0125 Эж,М*/0 Фи 2 Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119