Пристрій для охолодження шахтних вод

Реферат: Пристрій для охолодження шахтних вод містить водозбірний басейн та водорозподільну систему трубопроводів. Водозбірний басейн розташований в гірничій виробці і обладнаний в донній частині повітропроводом, що має калібровані випускні отвори з можливістю утворення адіабатичного розширення стисненого повітря. На поверхні басейну розташовано плавучий термоізоляційний екран, що має пористу структуру. Випускний трубопровід обладнаний приладом для контролю температури охолодженої води і з'єднаний електрично з електроклапаном трубопроводу стисненого повітря, а впускний трубопровід має кінцевий вимикач для контролю рівня води у водозбірному басейні. UA 93108 U (12) UA 93108 U UA 93108 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій для охолодження шахтних вод належить до гірничої промисловості, а саме до охолодження шахтних вод при видобуванні корисних копалин підземним способом і може бути використаний в глибоких залізорудних, поліметалевих і вугільних шахтах. Відомий пристрій для охолодження води [Патент RU №2274813 С2 F28C 1/00, 2006, Бюл. №11]. Недоліком цього пристрою є те що він недосконалий, містить складне обладнання: корпус, блок насадки, колектори з приладами для розбризкування води, бак із вентилятором і поверхневим теплообмінником, що потребує спеціального обслуговування та налагодження. Найбільш близьким за конструкцією і принципом дії є пристрій для охолодження оборотної води - вентиляторна градирня, що містить витяжну башту, водорозподільну систему, басейн для збирання води - акумулююче водоймище, вловлювач води та секційний зрошувач [Патент RU №2272231 С2 F28C 1/00, 2006, Бюл. №8] Недоліком цього способу є те, що він потребує складного устаткування та спеціального обслуговування функціонуючого обладнання, а басейн слугує лише для збирання води. Задачею корисної моделі є вдосконалення пристрою для охолодження води за рахунок використання адіабатичного розширення стисненого повітря, що надходить у водне середовище з каліброваних отворів пневматичного трубопроводу. Технічний результат від використання корисної моделі полягає в тому, що зникає необхідність улаштування складного обладнання для охолодження шахтних вод та його спеціального обслуговування. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що пристрій для охолодження шахтних вод містить водозбірний басейн та водорозподільну систему трубопроводів. Згідно корисної моделі водозбірний басейн розташовано у гірничій виробці і обладнано в донній частині трубопроводом стисненого повітря, що має калібровані випускні отвори, які виконані з можливістю утворення його адіабатичного розширення, а на поверхні басейну розташовано плавучий термоізоляційний екран, що має пористу структуру, при цьому випускний трубопровід обладнаний приладом для контролю температури охолодженої води і з'єднаний електрично з електроклапаном трубопроводу стисненого повітря, а впускний трубопровід має кінцевий вимикач для контролю рівня води у водозбірному басейні. Корисна модель ілюструється кресленням, на якому наведено схему пристрою для охолодження шахтних вод. Пристрій для охолодження шахтних вод містить водозбірний басейн 1, гірничу виробку 2, трубопровід стисненого повітря 3 з каліброваними випускними отворами 4, термоізоляційний екран 5, водоспускний трубопровід 6, електроклапани 7, прилад для контролю температури води 8, впускний трубопровід 9, кінцевий вимикач 10. Пристрій функціонує наступним чином. Водозбірний басейн 1, розташовано у відпрацьованій гірничій виробці 2. Шахтні води охолоджуються за рахунок адіабатичного розширення стисненого повітря, що надходить з трубопроводу 3 через калібровані отвори 4 безпосередньо у водне середовище. Розташування трубопроводу стисненого повітря в донній частині басейну забезпечує охолодження всього об'єму шахтної води. При випуску повітря з отворів 4 трубопроводу 3 відбувається його адіабатичне розширення і зниження температури. Струмінь повітря, виходячи з випускних отворів 3 у водне середовище втрачає компактність і у вигляді розосереджених повітряних бульбашок повільно підіймається до поверхні басейну 1. Під час підйому повітряних бульбашок відбувається теплообмін між холодним повітрям і водою, що призводить до зниження її температури. Калібровані отвори 4 виконані в стінці трубопроводу 3 у вигляді сопел, випускний діаметр яких збільшується від початку до кінця трубопроводу 3, що забезпечує рівномірний випуск повітря по всій його довжині. На поверхні басейну 1 розташовано плавучий термоізоляційний екран 5, який має пористу структуру (наприклад, пінопласт), що попереджує контактування поверхні води з повітрям виробки 2 і забезпечує при цьому надійну термоізоляцію. Повітряні бульбашки, що піднялися на поверхню води лопаються, а повітря виходить через пори термоізоляційного екрану 5 у виробку 2. Водоспускний трубопровід 6 обладнаний приладом 8 для контролю температури охолодженої води, який з'єднаний електрично з електроклапаном 7 трубопроводу стисненого повітря 3. При зміненні температури охолодженої води, наприклад, після наливу води у басейн 1, що реєструється приладом 8, електроклапан 7 пропускає більшу кількість стисненого повітря в трубопровід 3, а при охолодженні води до заданої температури, про що засвідчить прилад 8 електроклапан 7 зменшить, або припинить подачу стисненого повітря в трубопровід 3. Водовпускний трубопровід 9 обладнаний кінцевим вимикачем 10 і електроклапаном 7. При наповненні акумулюючого водоймища до граничної позначки, кінцевий вимикач 10 спрацьовує на відключення (закриття) електроклапану 7 на водовпускній трубі 9. Охолоджена шахтна вода 1 UA 93108 U 5 по водоспускному трубопроводу 6 надходить у камери зрошення для охолодження рудникового повітря на нижніх горизонтах. Крім того охолоджена вода використовується для кондиціювання повітря у видобувних лавах, у вибоях і бурових камерах вугільних і рудних шахт, що дозволяє знизити температуру повітря в гірничих виробках до санітарних норм. Використання запропонованого пристрою для охолодження шахтних вод є ефективним і економічним, оскільки розширення стисненого повітря відбувається адіабатично, виходячи з каліброваних отворів, виконаних у стінках трубопроводу у вигляді випускних сопел і не потребує додаткового устаткування. Запропонований пристрій функціонує в автоматичному режимі і не потребує його спеціального обслуговування. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Пристрій для охолодження шахтних вод, що містить водозбірний басейн та водорозподільну систему трубопроводів, який відрізняється тим, що водозбірний басейн розташований в гірничій виробці і обладнаний в донній частині повітропроводом, що має калібровані випускні отвори з можливістю утворення адіабатичного розширення стисненого повітря, а на поверхні басейну розташовано плавучий термоізоляційний екран, що має пористу структуру, при цьому випускний трубопровід обладнаний приладом для контролю температури охолодженої води і з'єднаний електрично з електроклапаном трубопроводу стисненого повітря, а впускний трубопровід має кінцевий вимикач для контролю рівня води у водозбірному басейні. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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