Вентиляционный комплекс Российский патент 2024 года по МПК E21F1/16 F24F7/06 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для вентиляции подземных горных выработок.

Известен вентиляционный комплекс (патент на изобретение РФ № 2794437, E21F 1/16, опубл. 18.04.2023), включающий главную вентиляторную установку, обеспечивающую всасывание загрязнённого воздуха и его удаление во внешнюю атмосферу через сопряжённый с вертикальным стволом шахты вентиляционный канал с окном, закрепленную в устье на стенке ствола кольцевую камеру, оснащенную отверстиями для выпуска восходящих воздушных струй, а также воздуховод, обеспечивающий перепуск исходящей струи вентилятора в кольцевую камеру.

Известное техническое решение имеет существенный недостаток, заключающийся в низкой энергетической эффективности работы вентиляционного комплекса, связанной со значительными подсосами атмосферного воздуха через устье ствола.

Наиболее близким к изобретению является вентиляционный комплекс, включающий главную вентиляторную установку, обеспечивающую всасывание загрязнённого воздуха и его удаление во внешнюю атмосферу через сопряжённый с вертикальным стволом шахты вентиляционный канал с окном, а также вентиляторы местного проветривания, расположенные в вертикальном стволе (патент на полезную модель РФ № 136490, E21F 1/16, опубл. 10.01.2014).

Недостатком данного технического решения является низкая энергетическая эффективность работы вентиляционного комплекса в связи со значительными подсосами атмосферного воздуха через устье ствола.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности вентиляционного комплекса при проветривании подземных горных выработок.

Это достигается тем, что в вентиляционном комплексе, включающем главную вентиляторную установку, обеспечивающую всасывание загрязнённого воздуха и его удаление во внешнюю атмосферу через сопряжённый с вертикальным стволом шахты вентиляционный канал с окном, а также вентиляторы местного проветривания, расположенные в вертикальном стволе, согласно изобретению, вентиляторы местного проветривания расположены на разных уровнях относительно вентиляционного окна, причём вентилятор, смонтированный выше окна, снабжён щелевым соплом для формирования горизонтальных и слабонаклонных плоских воздушных струй, а напротив данного вентилятора на стенке ствола закреплен направляющий элемент. Кроме того, вентилятор местного проветривания, смонтированный выше окна, снабжён всасывающим воздуховодом с приёмным отверстием, размещённым ниже окна, а нижний вентилятор местного проветривания установлен напротив вентиляционного окна с возможностью наддува воздуха в сторону данного окна.

Отличительные признаки - размещение вентиляторов местного проветривания на разных уровнях относительно вентиляционного окна, присоединение щелевого сопла и всасывающего воздуховода к вентилятору местного проветривания, смонтированному выше окна, установка нижнего вентилятора напротив вентиляционного окна и размещение на стенке ствола направляющего элемента позволяет сократить затраты энергии на создание воздушной завесы на пути движения атмосферного воздуха в устье ствола и уменьшить подсосы атмосферного воздуха через устье ствола.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности вентиляционного комплекса.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. приведена схема предлагаемого вентиляционного комплекса.

Комплекс содержит главную вентиляторную установку 1, размещённую на выходе из вентиляционного канала 2, сопряжённого с вертикальным воздуховыдающим стволом 3. Входом в вентиляционный канал 2 служит вентиляционное окно 4 стандартной формы. В устье 5 ствола 3 установлен вентилятор местного проветривания 6, оснащённый щелевым соплом и всасывающим воздуховодом 7 с приёмным отверстием, размещённым ниже окна 4. Напротив вентилятора 6 закреплён направляющий элемент 8, выполненный, например, в виде аэродинамически профилированного полукольца. На противоположной от вентиляционного окна 4 стороне ствола 3 размещён вентилятор местного проветривания 9.

Устройство работает следующим образом.

Удаление отработанного воздуха во внешнюю среду обеспечивается работой главной вентиляторной установки 1, создающей разрежение в воздуховыдающем стволе 3 и сопряжённом с ним вентиляционном канале 2 с окном 4. Работа вентиляторной установки 1 вызывает подсос атмосферного воздуха через устье 5 ствола 3, что повышает долю непродуктивных затрат электроэнергии, необходимой для обеспечения работы комплекса.

Для снижения подсосов атмосферного воздуха в устье 5 создают аэродинамическую завесу, используя высокоскоростную плоскую струю, исходящую из вентилятора 6.

Забор воздуха для формирования плоской струи осуществляют ниже вентиляционного окна 4 через всасывающий воздуховод 7. За счёт организованного массообмена расход воздуха в стволе 3 увеличивается на участке ниже окна 4 и, соответствующим образом, уменьшается на входе в устье 5.

Плоская струя при взаимодействии с направляющим элементом 8, образует две рециркуляционные ячейки в зоне, прилегающей к устью ствола. Верхняя рециркуляционная ячейка служит преградой на пути движения атмосферного воздуха. Вторая ячейка обеспечивает наддув воздушных масс в сторону вентиляционного окна 4.

Для удаления загрязнённого воздуха из шахты с максимальным расходом и при минимальных значениях коэффициента поверхностных утечек целесообразно осуществлять его наддув в сторону вентиляционного окна 4 с помощью вентилятора местного проветривания 9.

В результате применения предлагаемого вентиляционного комплекса повышается эффективность искусственного проветривания подземных горных выработок за счёт снижения подсосов воздуха через устье ствола.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для вентиляции подземных горных выработок. Техническим результатом является повышение эффективности работы вентиляционного комплекса. Вентиляционный комплекс включает главную вентиляторную установку, обеспечивающую всасывание загрязнённого воздуха и его удаление во внешнюю атмосферу через сопряжённый с вертикальным стволом шахты вентиляционный канал с окном. Также установка содержит вентиляторы местного проветривания, расположенные в вертикальном стволе. Вентиляторы местного проветривания расположены на разных уровнях относительно вентиляционного окна. Вентилятор, смонтированный выше окна, снабжён щелевым соплом для формирования горизонтальных и слабонаклонных плоских воздушных струй, а напротив данного вентилятора на стенке ствола закреплен направляющий элемент. Вентилятор местного проветривания, смонтированный выше окна, снабжён всасывающим воздуховодом с приёмным отверстием, размещённым ниже окна, а нижний вентилятор местного проветривания установлен напротив вентиляционного окна с возможностью наддува воздуха в сторону данного окна. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Вентиляционный комплекс, включающий главную вентиляторную установку, обеспечивающую всасывание загрязнённого воздуха и его удаление во внешнюю атмосферу через сопряжённый с вертикальным стволом шахты вентиляционный канал с окном, а также вентиляторы местного проветривания, расположенные в вертикальном стволе, отличающийся тем, что вентиляторы местного проветривания расположены на разных уровнях относительно вентиляционного окна, причём вентилятор, смонтированный выше окна, снабжён щелевым соплом для формирования горизонтальных и слабонаклонных плоских воздушных струй, а напротив данного вентилятора на стенке ствола закреплен направляющий элемент, при этом вентилятор местного проветривания, смонтированный выше окна, снабжён всасывающим воздуховодом с приёмным отверстием, размещённым ниже вентиляционного окна.

2. Вентиляционный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что нижний вентилятор местного проветривания установлен напротив вентиляционного окна с возможностью наддува воздуха в сторону данного окна.