Спосіб кондиціонування рудникового повітря в підземних камерах

Реферат: Спосіб кондиціонування рудникового повітря в підземних камерах передбачає охолодження його в межах заданих температур за допомогою стисненого повітря. При цьому в нижній частині камери розташовують вентиляційний патрубок, в якому встановлюють коаксіально сопло Лаваля, в яке подають стиснене повітря, і ежектують повітря у вентиляційному патрубку. Повітря, що виходить з вентиляційного патрубку, охолоджують за рахунок повного адіабатичного розширення стисненого повітря, яке виходить із сопла Лаваля, після чого охолоджене повітря подають в камеру і видаляють його через вентиляційний отвір у верхній її частині. UA 85060 U (54) СПОСІБ КОНДИЦІОНУВАННЯ РУДНИКОВОГО ПОВІТРЯ В ПІДЗЕМНИХ КАМЕРАХ UA 85060 U UA 85060 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Спосіб кондиціонування рудникового повітря в підземних камерах належить до гірничої промисловості, а саме до кондиціонування повітря в підземних камерах, яке нагрівається від гірських порід, роботи гірничих машин та обладнання, і може бути використаним для кондиціонування повітря в підземних камерах з працюючим обладнанням в глибоких залізорудних, поліметалевих і вугільних шахтах. Відомий спосіб кондиціонування рудникового повітря, що передбачає охолодження і зневоложення його в підземній камері за допомогою гідравлічних завіс і вловлювачів вологи, в яких циркулює артезіанська вода [Патент України № 42818 E21F3/00, 2009]. Недоліком відомого способу є те, що він передбачає використання для кондиціонування повітря воду, але в глибоких шахтах температура води близька до температури гірських порід і охолодження нею не дає бажаних результатів, а також збільшує вологість повітря в камері, де працює електрообладнання. Найбільш близьким для вирішення існуючої проблеми є спосіб кондиціонування рудникового повітря, що передбачає охолодження його за допомогою артезіанської води, що циркулює в гідравлічних завісах [Патент України № 68698 E21F3/00, 2012]. Недоліком цього способу є те, що він передбачає використання для кондиціонування повітря воду, яка надходить з форсунок. Диспергована вода з форсунок потрапляє на працююче електрообладнання, що може призвести до аварій та корозії металевих частин обладнання. Задачею корисної моделі є вдосконалення способу кондиціонування за рахунок охолодження вентиляційного повітря шляхом адіабатичного розширення стисненого повітря у вентиляційному патрубку, при цьому охолоджене повітря спрямовують у вигляді неізотермічного струменя на працююче обладнання в камері. Кондиціонування рудникового повітря за рахунок адіабатичного розширення стиснутого повітря у вентиляційному патрубку дозволяє знизити температуру в підземній камері нижче допустимих значень, що забезпечує підвищення ефективності роботи обслуговуючого персоналу і безпечне та безперебійне функціонування обладнання. Поставлена задача вирішується шляхом кондиціонування рудникового повітря в підземних камерах, що передбачає охолодження його в межах заданих температур за допомогою стисненого повітря. Згідно з корисною моделлю, в нижній частині камері розташовують вентиляційний патрубок, в якому встановлюють коаксіально сопло Лаваля, в яке подають стиснене повітря і ежектують повітря у вентиляційному патрубку, при цьому повітря, що виходить з вентиляційного патрубку, охолоджують за рахунок повного адіабатичного розширення стисненого повітря, яке виходить із сопла Лаваля, після чого охолоджене повітря подають в камеру і видаляють його через вентиляційний отвір у верхній її частині. Спосіб ілюструється кресленням, на якому наведено підземну камеру з працюючим обладнанням, вентиляційний патрубок із встановленим коаксіально соплом Лаваля для випуску стисненого повітря, який розташований у нижній частині на вході в камеру, і випускний вентиляційний отвір, розташований у верхній частині камери. Спосіб реалізується наступним чином. У вентиляційний патрубок 1, розташований у нижній частині на вході в камеру 2 з працюючим обладнанням 4, через сопло Лаваля 3 подається стиснене повітря. На виході із сопла Лаваля 3, за рахунок адіабатного розширення стисненого повітря, відбувається охолодження вентиляційного повітря в патрубку 1, після цього охолоджене повітря з вентиляційного патрубка 1 подається у вигляді неізотермічного струменя в камеру 2 на працююче обладнання 4. В процесі провітрювання камери 2 охолодженим струменем відбувається зниження температури повітря та обладнання до заданих рівнів. При розширенні стисненого повітря на виході із сопла відбувається ежекція повітря в вентиляційному патрубку та збільшення його об'єму, що надходить в камеру. Охолоджений неізотермічний струмінь розширюється у просторі камери 2 і втягує теплі потоки повітря від обладнання 4, що покращує повітрообмін, підвищує ефективність охолодження повітря і обладнання в камері 2. Збільшення кількості повітря у вентиляційному патрубку за рахунок його ежекції на виході із сопла Лаваля дозволяє поширити дію неізотермічного струменю по всій довжині камери. Теплові потоки від працюючого обладнання співпадають з напрямком холодного струменя, що рухається вгору при цьому відбувається ефективний тепло-масообмін та зниження температури повітря в камері. За рахунок інтенсивного тепло-масообміну між неізотермічним струменем та тепловими потоками від обладнання скорочується час охолодження повітря в камері і працюючого обладнання. Розташування вентиляційного патрубку в нижній частині на вході в камеру забезпечує більш якісне провітрювання і охолодження камери за рахунок більшої густини охолодного струменя, 1 UA 85060 U 5 10 спрямованого у напрямку знизу вверх, що сприяє поступовому охолодженню повітря і працюючого обладнання в камері. Після охолодження повітря в камері до заданих температур струмінь спрямовується до вентиляційного отвору 5, розташованому у верхній частині камери, і видається по висхідній виробці 6 на вентиляційний горизонт. Практичне використання цього способу свідчить про економічність та простоту його здійснення. Так, для утворення неізотермічного охолодженого струменю в камері не потрібно здійснювати додаткових засобів вентиляції, а охолодження працюючого обладнання дозволяє підвищити його надійність, знизити температуру в камерах з працюючим обладнанням на 10-12 °С та забезпечити стабільну та безпечну роботу. До того ж нормалізація атмосфери в камерах з працюючим обладнанням дозволяє поліпшити умови праці обслуговуючого персоналу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб кондиціонування рудникового повітря в підземних камерах, що передбачає охолодження його в межах заданих температур за допомогою стисненого повітря, який відрізняється тим, що в нижній частині камери розташовують вентиляційний патрубок, в якому встановлюють коаксіально сопло Лаваля, в яке подають стиснене повітря, і ежектують повітря у вентиляційному патрубку, при цьому повітря, що виходить з вентиляційного патрубку, охолоджують за рахунок повного адіабатичного розширення стисненого повітря, яке виходить із сопла Лаваля, після чого охолоджене повітря подають в камеру і видаляють його через вентиляційний отвір у верхній її частині. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2