Пристрій для створення водяної завіси в вентиляційних системах шахт і тунелів

Реферат: UA 92662 U UA 92662 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обладнання вентиляційних систем шахт і тунелів і може бути використана для зволоження та регулювання витрати повітряних потоків. Відомий пристрій для створення водяної запобіжної завіси (патент SU № 994775, МПК Е21F5/14, опубл. 2007 р.), що містить ежектор з конфузором і дифузором, розпилювач з соплами, які встановлені в корпусі розпилювача під кутом до поздовжньої осі ежектора з можливістю повороту навколо своєї осі. Розпилювач забезпечує регулювання щільності, спрямованості водоповітряного факела завіси шляхом зміни кута нахилу осей сопел і використання вкладишів, виконаних у вигляді спіралі Архімеда, і діафрагм з центральними отворами. Це дозволяє зменшити опір руху повітряного потоку і, як наслідок, зменшити тиск води, який є необхідним для зволожування повітря. При цьому витрату повітряного потоку регулюють за допомогою ежектора. Недоліком відомого пристрою є складність конструкції та необхідність проходження повітряного потоку крізь корпус розпилювача, що виключає можливість використання у вентиляційних системах шахт та тунелів. Відома водяна протипожежна завіса регульованої товщини зрошення (патент України № 45035, МПК А62С31/00, опубл. 2002 р.), що містить два ідентичні трубопроводи з форсунками, які розташовані паралельно один до одного. Недоліком відомого пристрою є неможливість зміни кута нахилу форсунок відносно повітряного потоку і, як наслідок, неможливість регулювання витрати повітряного потоку. Відомий пристрій для багатоточкового зволоження штрекового повітряного потоку (патент Російської Федерації № 107285, МПК F16F3/16, опубл. 2007 р.), який складається з окремих труб, з'єднаних фланцевим з'єднанням, на яких форсунки закріплені за допомогою різьбового з'єднання штуцерних різьбових відводів, які уварені в окремі сегменти труб. Недоліком відомого пристрою є неможливість створення загальної водяної завіси та регулювання витрати повітряного потоку крізь неї. Найбільш близьким по суті та отриманому технічному результату є відомий пиловловлювач (патент Російської Федерації № 2278272, МПК E21F5/02, опубл. 2000р.), який містить багатоструменеві сопла, що розташовані на несучому каркасі та мають вигляд окремих форсунок, які створюють повну колоподібну водяну завісу, яка навантажує повітряний потік, спрямований крізь неї. Недоліком відомого пристрою є неможливість регулювання витрати повітряного потоку крізь завісу. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою шляхом вибору елементів несучого каркаса та типу їх з'єднання, які забезпечують дистанційне регулювання кутів нахилу осей сопел відносно напрямку руху повітряного потоку. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у пристрої для створення водяної завіси в вентиляційних системах шахт і тунелів, який містить ідентичні сопла, рівномірно розташовані на несучому каркасі так, що створюють загальну водяну завісу, яка навантажує повітряний потік, згідно з корисною моделлю, несучий каркас містить дві вертикальні та дві горизонтальні труби, які з'єднані за допомогою зчеплених конічних шестерень, що закріплені на кінцях труб, при цьому сопла виконані у вигляді ідентичних отворів або форсунок та розташовані в ряд уздовж твірної кожної труби, а одна з труб оснащена приводом, який забезпечує дистанційне встановлення кута нахилу осей сопел в діапазоні від 0° до 180° відносно напрямку руху повітряного потоку, крім цього кожна труба окремо підключена до загального водозбірника. Труби встановлені згідно з периметром вентиляційної системи та виконані з нержавіючої сталі. Заявлений пристрій забезпечує дистанційне регулювання кута нахилу осей сопел в діапазоні від 0° до 180° відносно напрямку руху повітряного потоку, що дозволяє регулювати витрату повітряного потоку. Між суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, та технічним результатом, що досягається, є причинно-наслідковий зв'язок, який здійснюється таким чином. Розташування труб у вигляді замкнутого прямокутного контуру, розташованого по периметру вентиляційної системи, забезпечує створення водяної завіси, зона дії якої охоплює повний поперечний переріз повітряного потоку. Рівномірне розташування ідентичних форсунок або отворів у ряд по твірних труб забезпечує створення загальної водяної завіси, що важливо для ефективного зволоження повітряного потоку. Підключення кожної труби до загального водозбірника забезпечує однаковий тиск води на виході кожної форсунки або отвору, які внаслідок їх ідентичності взаємно не впливають один на одного и не заважують один одному. Ступінь зволоження повітря залежить від кількості форсунок або отворів, їх діаметра та тиску води у трубах. 1 UA 92662 U 5 10 15 20 25 30 З'єднання труб за допомогою конічних шестерень дозволяє синхронно на кожній стороні прямокутного контуру встановлювати кут нахилу осей сопел від 0° до 180° відносно напрямку повітряного потоку. Зміна кута нахилу сопел в заданому діапазоні дозволяє знизити або підвищити опір руху повітряному потоку, що забезпечує регулювання його витрати. При зниженні тиску повітряного потоку можливе зниження надлишкового тиску води для її диспергування і збільшення діаметра сопел. Це дає можливість використовувати для створення водяної завіси воду зі значною кількістю зважених в ній механічних домішок, тобто використовувати для розпилення шахтну воду без установки для очищення дорогих фільтрів. Приєднання до одної з труб приводу дозволяє здійснювати дистанційний поворот усіх труб і, відповідно, встановлення заданого кута нахилу осей сопел. Експериментально була встановлена лінійна залежність аеродинамічного опору завіси від кута нахилу осей сопел відносно напрямку повітряного потоку, що дає можливість регулювати витрату повітря скрізь водяну завісу. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому наведена структурна схема заявленого пристрою, де: 1 - вертикальна труба; 2 - горизонтальна труба; 3 - конічна шестірня; 4 - отвір або форсунка. Робота пристрою здійснюється наступним чином. Воду подають по трубах і під тиском розбризкують крізь сопла, створюючи водяну завісу на шляху повітряного потоку, який спрямований за допомогою вентилятора (не показаний) перпендикулярно площині несучого каркаса пристрою. Параметри пристрою відмірюють при різних режимах роботи вентилятора і різному тиску води. Результати випробувань відображають у вигляді графіка залежності витрати повітря від кута нахилу осей сопел. Експериментальний зразок заявленого пристрою був виготовлений і експлуатувався на базі Гірничого Університету України (м. Дніпропетровськ) та в шахтах Донбасу. Труби змонтовані по периметру вентиляційного штреку, внутрішній діаметр труб рівний 14 мм, кожна труба має 20 форсунок діаметром 0,8 мм. Поворот усіх труб здійснюють синхронно від привода, який з'єднаний з однією із труб (не показаний). Результати випробувань пристрою показали високу ефективність зволоження повітря, а також можливість використання пристрою як пиловловлювача при дистанційному лінійному регулюванні витрати повітря у вентиляційних системах шахт. Простота конструкції пристрою дозволяє зменшити його собівартість та спростити монтаж. Таким чином, заявлений пристрій дозволяє створювати водяну завісу, яка забезпечує високу ефективність зволоження повітряного потоку та має додаткову функціональну можливість регулювання його витрати. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 1. Пристрій для створення водяної завіси в вентиляційних системах шахт і тунелів, який містить ідентичні сопла, рівномірно розташовані на несучому каркасі так, що створюють загальну водяну завісу, яка навантажує повітряний потік, який відрізняється тим, що несучий каркас містить дві вертикальні та дві горизонтальні труби, які з'єднані за допомогою зчеплених конічних шестерень, що закріплені на кінцях труб, при цьому сопла виконані у вигляді ідентичних отворів або форсунок та розташовані в ряд уздовж твірної кожної труби, а одна з труб оснащена приводом, який забезпечує дистанційне встановлення кута нахилу осей сопел в діапазоні від 0° до 180° відносно напрямку руху повітряного потоку, крім цього, кожна труба окремо підключена до загального водозбірника. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що труби встановлені згідно з периметром вентиляційної системи та виконані з нержавіючої сталі. 2 UA 92662 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 3