Пристрій для гасіння вибуха пилогазового середовища

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ВЗРЫВА ПЫЛЕГАЗОВОЙ СРЕДЫ, включающее генератор инертных газов, заполненный ингибитором отсек с предохранительной решеткой и успокоительную •* г камеру, отделенную от отсека стенкой с дросселирующими отверстиями, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности гашения взрыва я горной выработке путем более полного использования ингибитора и увеличения диаметра факела распыла, дросселирующие отверстия выполнены в Г-образных патрубках, части которых, параллельные торцовой стенке отсека направлены по касательной к окружности с центром на продольной оси отсека, а предохранительная решетка выполнена в виде концентрических диффузоров, поверхности которых образованы вращением вокруг продольной оси отсека дуг окружностей, центры которых расположены на продолжении диаметра выходного сечения отсека, а окружности выходных сечений диффузоиоз расположены на воображаемой полусфере j центр и радиус кото, рой совпадает с центром и радиусом ВЫХОДЬОГО С Є Ч Є П И Я ОТСЄКЯ . СП СП 1 101557 2. Устройство по п. ^ о т л и ч а ю щ е е с я тем, что количество диффузоров предохранительной решетки равно не менее 3-5. 3, Устройство по п. ^ о т л и ч а ю щ е е с я тем, что расстояния центров дуг окружностей, образующих поверхности диффузоров, от продольной оси отсека и радиусы окружностей составляют арифметические прогрессии с общими членами соответственно х. = [aV d* ( - DOR; і г, = Г а П с і М і - 1)3R; где R - радиус выходного сечения отсека; к - 3,4,5 - число диффузоров в предохранительной решетке і -1,2, ..„к; а* и d*- эмпирические коэффициенты, зависящие от числа диффузоров. U. Устройство по п. 1» о т л и ч а ю щ е е с я тем, что радиусы входных сечений диффузоров составляют арифметическую прогрессию с общим членом гЬх- - [а* - d*(i - О] R. 5. Устройство по п. ^ о т л и ч а ю щ е е с я тем, что расстояния начальных точек образующих дуг от плоскости выходного сечения отсека образуют возрастающую арифметическую прогрессию ЬЬх; = d* R (і - 1). Изобретение относится к горной генерирующим при сгорании инертные промышленности и может быть испольгазы, снабженную разрядной головкой зовано преимущественно в шахтах для со срезным диском El]. гашения вспышек метана и угольной Недостатками известного устройств» пыли в начальной стадии их возникно- 5 являются значительная инерционность вения. по созданий взрывогасящей среды (60-tOO м с ) , а образующийся при этом Вспышки Н взрывы в угольных шахтах факел и небольшой угол раскрытия происходят от многих источников восфакела, способный перекрыть сечение пламенения, отличающихся друг от дру— защищаемой выработки только на больга по своим энергетическим параметшом расстоянии от устройства. Поэторам. Взрывные работы могут быть приму оно не может быть использовано чиной возникновения сильных взрывов для гашения вспышек и взрывов в нас большой скоростью развития. Такие чальной стадии развития на расстоисточники воспламенения пылегазовой янии 1,5-2,0 м от очага воспламенесреды в горной выработке, как фрикния. цйонное искрение при работе выемочных и проходческих машин, короткое Кроме того, газы, выходящие с боль•замыкание в электрооборудовании шой скоростью из устройства (при и т.п. вызывают вспышки со сравнидавлении 150-200 МПа), не успевают тельно небольшими скоростями распровыбросить весь ингибитор, в резульстранения пламени. Но на долю этих - тате чего снижается коэффициент его менее мощных источников воспламенеиспользования (в корпусе устройств* ния приходится значительное колиостается до 30Z невыброшенного ингичество взрывов» происходящих в шах* битора) . тах. Наиболее близким к предлагаемому Известен порошкоъо-газовый пламеявляется устройство для локализации гаситель для подавления взрывов пывзрыва пылегазовой среды, включающее левоздушных смесей, содержащий коргенератор инертных газов, отсек с пус с конической насадкой, наполнен30 предохранительной решеткой, заполненной ингибитором, и зарядную трубку ный ингибитором, и успокоительную с размещенным в неп пирозарядом, з п 01557 .правлении 4 от внешнего диффузора к центральному расстояния центров цуг окружностей от продольной оси отсека и радиусы окружностей составляют 1 i арифме .: '^ские прогрессии с общими j с членами соответственно X = а k + л% Гі-ПІя1 9 -Ч г; = a + d і ;. 1 R 1 » L 2 z ( *~ M S радиусы входных сечений диффузоров ю составляют убывающую арифметическую прогрессию с общим членом сию а з d , U UJR, а расстояния начальных точек образующих дуг от плоскости выходного се)5 чения отсека образуют возрастающую арифметическую прогрессию hbxj = R(i1) камеру, отделенную от отсека стенкой с дросселирующими отверстиями[2]. Известное устройство имеет следующие недостатки. Факел распыла ингибитора имеет малый угол раскрытия и перекрывает сечение защищенной устройством выработки на значительном расстоянии от его выходного отверстия. В связи с этим при более близком расстоянии очага взрыва от устройства возможен проскок пламени через незащищенное пространство выработки по периферии пламягасящего факела. Последнее делает указанное устройство неприемлемым для гашения взрывов или вспышек непосредственно в очаге или на расстоянии 1,5-2 м от него, хотя в ряде случаев это крайне необходимо (например, при гашении вспышек от фрикцион- 20 ного искрения на комбайнах). Ингибитор из отсеков капсулы выбрасывается не весь, что существенно снижает взрывогасяигую эффективность устройства, неоправданно уве~ 25 личивает его вес и размеры. Целью изобретения является повышение надежности гашения взрыва в горной выработке путем более полного использования ингибитора и увеличения диаметра факела распыла при равномерном распределении ингибитора. Поставленная . цель достигается тем, что в устройстве для гашения 35 взрыва пылегазовой среды, включающем генератор инертных газов, заполненный ингибитором отсек с предохранительной решеткой и успокоительную камеру, отделенную от отсека стенкой 40 с дросселирующими отверстиями, дросселирующие отверстия выполнены в виде Г-образных сопел, части которых параллельны торцовой стенке отсека направлены по касательной к окружности с * 5 центром на продольной оси отсека, а предохранительная решетка выполнена в виде трех-пяти концентрических диффузоров, поверхности которые образованы вращением вокруг продольной 30 оси отсека дуг окружностей, центры которых расположены на продолжении диаьетра выходного сечекия отсека, а окружности выходных сечений дчффузоров расположены на воображаемой 55 полусфере, центр н радиус которой совпадает с центром и радиусом выходного сечения отсека, при этом в на =[ где R А с!!' J 1 И радиус выходного сечения контейнера; 3,4,5 - число диффузоров в предохранительной решетке; 1= l»i| ...,1< ; эмпирические коэффициенты, зависящие от числа диффузоров. На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема предохранительной решетки; на фиг. 4 - сечение общей торцовой стенки отсека и успокоительной клмеры. Устройство содержит заполненный ингибитором отсек 1, успокоительную камору 2f сообщающуюся с отсеком 1 посредством дросселирующих Г-образчых сопел 3, размещенных в проточке 4 основания контейнера 1. 1 Камера 5 сгорания газогенерирующего состава 6 перекрыта срезным диском 7 и перфорированной разрядной головкой 8, размещенной в успокоительной камере 2. Через крышку 9 успокоительной камеры 2 к камере 5 сгорания подведены провода 10. Контейнер 1 с ингибитором перекрыт легкораэрушаемой диафрагмой 11 и предохранительной решеткой 12, образованной четырьмя криволинейными концентрическими диффузорами 13. Для контейнера с радиусом выходного отверстия 75 мм концентрические диффузоры 11 выполнены в виде поверхностей, образованных вращением вокруг продольной оси контейнера 1 дуг окружностей с радиусами, равными 79, 101, 124 и 146 мм. Центры этих дуг распопожены 1101557 на продолжении диаметра выходного отверстия контейнера 1 на расстояниях от его продольной оси, равных соответственно 19, 58, 97 и 121 мм. Радиусы входных отверстий диффузоров 13 5 соответственно равны 60, 45, 30 и , 15 мм. Диффузоры 13 закреплены на кольцевой обойме 14 с помощью двух взаимно перпендикулярных ребер, выполненных в виде плоских полушайб 15. '^ Плоскость входного отверстия внешнего диффузора совпадает с плоскостью выходного отверстия контейнера 1, а входные отверстия остальных диффузоров находятся от него на расстояниях, 15 равных соответственно 13, 26 и 39 мм по продольной оси контейнера. Окружности выяодкых отверстий диффузоров 13 вместе с кольцевой обоймой 14 и внешними обводами крепежных ребер 15 20 лежат на поверхности полусферы, радиус которой равен 75 мм, а центр совпадает с центром выходного сечения контейнера 1, ров, не обеспечивает достижения цели изобретения, а при увеличении числа диффузоров в решетке более пяти начинает существенно расти ее аэродинамическое сопротивление, обуславливая соответственное увеличение инерционности устройства. Установлено, что хотя для формирования требуемого факела распыла ингибитора имеется возможность использования предохранительной решетки, содержащей любое разумное число диффузоров, но не менее трех, однако для использования в данном конкретном случае наиболее приемлема решетка, состоящая из 3-5 диффузоров. При выполнении предохранительной решетки устройства поверхности диффузоров образованы вращением вокруг продольной оси контейнера дуг окружностей, центры которых расположены на продолжении диаметра выходного сечения контейнера, окружности выходных сечений диффузоров лежат на Устройство работает следующим 25 воображаемой полусфере, центр и раобразом. диус которой совпадает с центром и Импульс тока от датчика пламени радиусом выходного сечения контейневзрыва воспламеняет газогенерирующий ра, при этом в направлении от внешсостав 6, при горении которого в канего диффузора к центральному расстомере 5 образуются инертные газы. 30 янию центров дуг окружностей продольРазвивающимся при этом давлением ной оси контейнера № их радиусы сосрезается диск 7 и инертные газы ставляют возрастающие арифметические через перфорированную разрядную гопрогрессии 'с общими членами соответловку 8 поступают в успокоительную ственно камеру 2 и затем через дросселиру« ющие сопла 3 - в отсек 1, который х. - [а* + d*(i-1)]R; заполнен тонкодисперсным порошком ингибитора. Образующаяся при этом радиусы входных сечений диффузоров пылегазовая пламегасящая смесь разсоставляют убывающую арифметическую рушает диафрагму 11 и поступает в 40 прогрессию с общим членом выработку через кольцевые концентриrbx. = [а* - d* (i-1)]R ческие зазоры предохранительной рерасстояния начальных точек образушетки 12. Испытания устройства поющих дуг от плоскости выходного секазали его эффективность. За время, чения контейнера образуют возрастане превышающее 50 мс, в 1,5-2 м от $$ ющую арифметическую прогрессию очага взрыва одним или максимум двуhbx,- = djR(i-i), мя устройствами (в каждом по 2,2 кг где R - радиус выходного сечения ингибитора) создается пламегасящее контейнера; облако, полностью перекрывающее сече1 - 3,4,5 - число диффузоров < ние выработки перед фронтом пламени. в предохранительной решетке; і - 1,2, ..., * , Проводят испытания устройства с а значения коэффициентов a j и d j предохранительными решеткамиs содерв зависимости от числа диффузоров жащими различное число криволинейных в предохранительной решетке опредедиффузоров. При этом отмечено, что ляются из таблицы. решетка, состоящая из двух дї'ффузо Г 1101557 Коэффициент 3 а* 1,050 і Число диффузоров, К L 1,050 і 5 1,050 0,120 2 а э d 5 0,300 0,250 0,220 0,420 0,520 0,475 0,750 0,800 0,8(3) 0,250 0,200 0,1(6) 0 0 0,230 d 0,300 0 • • і 0,300 0,175 0,120 подавляющих устройств обеспечивается при расходе 4,4 кг ингибитора (по сравнению с 64 кг, необходимыми при использовании устройств базового объекта); значительно более высокой надежностью предлагаемых взрызоподавляющих устройств, поскольку запас энергии, необходимой для выброса и распыления ингибитора, в нем (газогенерирующий заряд) не подвержен утечкам сам по себе и под действием вибрации и ударов, сопровождающих работу комбайнов (в противоположность сжатому газу в Оаллонах); простотой в эксплуатации и обслуживании взрывоподавляющих устройств, поскольку отсутствует необходимость в регулярном контроле и возобновлении запаса энергии (сжатого газа); значительным снижением вероятности самопроизвольного срабатывания взрывоподавляющего устройства, поскольку электровоспламенитель газогенерирующего заряда и он сам не чувствительны к внешним воздействиям (толчкам, Предлагаемое устройство для гашевибрации и т.д.) в противоположность ния взрыва пылегазовой среды отличается простотой, компактностью, следо- электродетонаторам, используемым в базовом объекте; значительно более вательно, более низкой стоимостью автоматической системы гашения взры- 50 безопасной эксплуатацией предлагаемых вэрывоподавляющих устройств, повов на комбайнах, состоящей из двух скольку в их конструкции не использовзрывоподавляющих устройств; более ваны потенциально опасные компоненты, эффективным использованием ингибитоподобные сосудам высокого давления, ра, поскольку гашение взрыва на комдетонаторам и т.д. байне с помощью предлагаемых взрыво- 5S Предлагаемое устройство эффективно в условиях высокой запыленности воздуха, при котором значительно 25 сужаются возможности используемых в автоматических взрьшогасящих системах оптических датчиков пламени. В этом случае пламя может быть зафиксировано на весьма малых рассто- 30 яниях от взрывоподавляющего устройства и погашено лишь при наличии полного перекрытия сечения выработг ки пламегасящим облаком. Указанные обстоятельства имеют место при гаше35 нии вспышек и взрывов от фрикционного искрения на проходческих и выемочных комбайнах. Предлагаемое устройство может быть использовано в качестве исполнительного органа авто40 матических систем гашения взрывов на проходческих и выемочных комбайнах, а также для локализации взрывов на распределительных пунктах, у электроприводов различных машин и механиз45 мов. 1101557 ЬидА 12 feel Фигд 1101557 У////////////////////Л / Редакторе. Патрушева Состааитель Н. Руденко Техред М.Надь Корректор А. Ференц Заказ 4737/19 Тираж 427 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений, и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Фшщал ПГЩ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4