Шахтная самоходная установка для доставки пожарного оборудования и горноспасательной техники по горным выработкам к очагу пожара Советский патент 1983 года по МПК E21F5/00 A62C27/00 E21F13/00 

Изобретение относится к горной промьяшленности, а именно к ср едствам предупреждения и тушения рудничных п жаров . По основному авт. св. №.863884 известна шахтная установка для доста ки пожарного оборудования и горноспа сательной техники по горным выработкам к очагу пожара -включакяцая тележ ку с колесными парами, пневмодвигатель, сосуд с жидким азотом, заключанный в теплоизолирующий кожух с внутренним и наружным торцами/ испаритель, вентилятор с пневмоприводом для обдува испарителя, кабину и систему управления и. регулировки, и снабженная обечайкой, конфузором, . тройником с установленнь1м в нем шибе ром и сдвоенным-створчатым клапаном, причем сосуд с жидким установ лен с зазором, в теплоизолирующем кожухе, внутренний торец которого в верхней части выполнен с отверстием, обечайка одним концом соединена с внутренним торцом теплоизолирукяцего кожуха, а другим, - с конфузором со стороны его большего основания/ который, в свою очередь, меньшшл основанием посредством тройника с установленным, в нем шибером соединен с кабиной самоходной установки, а сдво енный створчатый клапан установлен на нарух ном торце теплоизолирующегокожуха, при этом испар.итель установлен в обечайке,.а вентилятор с пневмоприводом - в тройнике 1. Недостатком данной установки явля ется то, что при доставке средств по жаротушения к очагу пожара со стороны исходящей струи установка лодвергает ся высоким температурам пожарных газов, дрстигаклцих 1200° С.. Несмотря на то, что она защищена трплойзолирован ным кожухом от воздействия высоких температур,принцип действия ее основан на использовании тепла окружающей среды, часть которого идет для создания внутри емкости давления, необходимого для подачи жидкого азота в испаритель, а оставшаяся часть - на газификацию жидкого азота в испарителе. Поэтому при движении установки со средствами по каротушения к очагу пожара в зону нарастающих высоких температур потока- газов (со стороны исходящей струи) увеличивается тепловой поток от омываемого сосуд воздуха к жидкому азоту, увеличиваются испарения азота и растет давление в емкости, а расход газообразного азота, идущего на передвижение установки, остается постоянным. Если давление в емкости достигает, большей величины чем способен удержать -избыточный клапан, газообразный азот стравлива.ется наружу, что ведет к его непроизводительным потерям и,. как следствие, к уменьшению ресурса работы установки. Цель изобретения - повышение ресурса райоты установки за счет стабилизации давления газообразного азота. Поставленная цель достигается тем, что шахтная самоходная установка для доставки пожарного оборудования и горноспасательной техники по горньвд выработкам к очагу пожара снабжена, пневмоцилиндром-со штоком и двумя управляемыми клапанами, один из ког торых установлен в отверстии внутреннего торца теплоизолирукяцего кожуха и является нормально открытым пневматическим контактом между внутренними полостями теплоизолирукхцего кожуха и обечайки, а другой установлен в дополнительном отверстии, выполненном в обечайке, и является нормально закрытым пневматическим контактом между обечайкой и атмосферой, причем «лапаны жестко соединены между собой 1И кинематически связаны со штоком пневмоцилиндра, поршневая камера которого соединена посредством газопровода с сосудом с жидким азотом, при атом шток снабжен регулируемой пружиной. Изобретение обеспечивает стабилизацию давления в системе на заданном уровне путем автоматического регулирования расхода -принудительного воздушного потока, омывакадего сосуд с жидким азотом, с помощью управляемого клапана типа сопло-заслонка, в зависимости от скорости испарения азота в сосуде. На фиг. 1 показана принципиальная схема шахтной самоходной установки; на фиг. 2 - пневмоцилиндр с кла1панами. , Шс1хтная самоходная установка содержит сосуд 1, заполненный сжиженным азотом и заключенный в теплоизолирующий Кожух 2. На наружном торце 3 кожуха имеется сдвоенный створчатый впускной нормально закрытый клапан 4. На внутреннем торце 5 кожуха в верхней его части выполнено небольшое отверстие 6. Сосуд 1 установлен в кожухе горизонтально с зазором 7 по отношению ко всем стенкам кожуха, К внутреннему торцу 5 подсоединена обечайка 8, соединенная с конфузором 9. Внутри обечайки установлены испаритель 10, предетавлягаций собой систему сребренных труб/ соединенный с сосудом 1, и об;цувакзщий его вентилятор 11 с пневмоприводом 12, Между сосудом 1 и испарителем 10 установлен вентиль 13. Кабина 14 соединена с обечайкой 8 после конфузора- 9 посредством тройника 15 с установленным в нем шибером 16, регулирующим подачу охлажденного воздуха во внутрь кабины. Сжатый газообразный азот, полу.ченный на выходе испарителя 10, подводится к пневмодвигателю 17 ходовой части 18,. представляющей собой тележ,ку с колесными парами через распределительный кран 19 № к регулирукядему клапану 20, а затем к пневмоприво ду 12 вентилятора. Шахтная самоходная, установка снаб жена сбрасываюо им клапаном 21 и системами регулировки и управт ения, в ЮМ числе приборами для контроля количества сжиженного азота в сосуде и давления сжатого азота в разводящих магистралях (не показаны).. Между кожухом 2 и обечайкой 8 в отверстии 6 установлен пневмоцилиндр 22, соде:ржа1яий поршневую 23 и штоко.вую 24 камеры, шток 25, пружину 26 и гайку 27. Поршневая камера 23 при помощи газопровода 28 соединена с паровым пространством 29 сосуда 1. Со штоком 25 жестко соединены запорные органы клапанов 30 и 31, располо женные на общем, штоке 32 и образующие с помощью седел 33 и 34 связь внутренних 1 олостей теплоизолирующего кожуха 2 и обечайки 8, с одной ст роны, и связь полости обечайки 8 с {атмосферой при помощи отверстия 35 в обечайке, с другой стороны. Установка работает следующим обра зом. В состоянии ожидания наполнения сжиженным азотом сосуд 1 практически находится в абсолютно теплоизолированном состоянии, так как со всех ст рон он закрыт теплоизолирующим кожухом 2. Сдвоенный створчатый клапан 4 находится в закрытом состоянии и также представляет собой часть изоли рующего экрана с двойной стенкой и воздушной прослойкой. Через небольшое отверстие етцутимый тепловой поток не мозкет поступить в сосуд 1, так как постоянно стравливаемый сбра сывающим клапаном 21 холодный азот вытекает из этого отверстия в обечай ку 8. Так как в это время вентиль 13 перекрыт, то в сосуде 1 поддерживается давление около б ат. Обусловлен ное регулировкой- сбрасьшающего клапа на 21. Запорный орган клапана 30 образует с седлом 33 нормально открытый пневматический контакт, а запорный орган клапана 31 с седлом 34 нормальный закрытый пневматический контакт, Практикапоказывает, что в таком Состоянии без значительной по:тери азота установка может находиться в течение нескольких суток. Для пуска установки .при нейтральном положении распределительного кра на 19 необходимо перекрыть сбрасываю щий клапан 21 и открыть вентиль 13. При этом жидкий азот из сосуда 1 уст ремляется в испаритель 10, где за счет тепла самого испарителя превращается 19 газообразное состояние и через регулирующий клапан 20 попадает в пневмопривод вентилятора и приводит его в движение, т.е. запускает вентилятор 11 в -работу. За счет депрессии, созданной вентилятором, кГлапан 4 открывается и наружный воздух устремляется в обечайку 8 с испарителем 10, откуда, отдав тепло и влагуj охлажденный и подсу- шенный воздух Через тройник 15 частично выходит наружу/ а необходимое количество поступает в кабину 14 для создания в ней благоприятного микроклимата. Количество, воздуха, поступающего в кабину, регулируется шибером 16. Благодаря большой скорости омывания наружным воздухом сосуда 1 в нем быстро создается необходимое давление для вытеснения жидког.о азота в испаритель. Таким образом, теплоизолированный сосуд при включении вентилятора автоматически становится как бы испарителем с большим притоком .тепла извне. После создания необходимого давления в сосуде 1 (10-12 ат) установка , может приводиться в движение. Для этого распределительный кран 19 ставят в соответствующее положение впуска и газообразный сжатый азот поступает в пневмодвигатель 17 на прямой .или обратный ход установки. За счет большой поверхности испарителя и принудительного его обдува создается необходимое количество газообразного азота для работы пневмодвигателя 17 установки.- При вынужденной остановке вентиль 13 перекрывают. частично или полностью закрывают сбрасывающий клапан, при этом сосуд 1 снова автоматически теплоизолируется и расход азота становится минимальным. В начальный момент, когда теплопередающая поверхность емкости с жидким азотом не покрыта снеговой шубой, испарение максимальное, а потому имек(цейся поверхности сосуда, служащего испарителем наддува, достаточно, чтобы поддерживать необходимое давление в сосуде.-в дальнейшем вследствие конденсации влаги в виде снега на поверхности, емкости, а также уменьшения поверхности контакта жидкого-азота со стенками сосуда по мере его расхода тепловой пОток от омэшающего ..сосуд воздуха к жидкому азоту ,уменьшается. . Испарение сжиженного азота замедляется и, как следствие,уменьшается давление в паровом пространстве 29 сосуда 1, В поршневой.камере 23 пнёвмоцилиндра , связанной с ПЬмощью газопровода 28 с паровым пространством сосуда, давление также .понижается. Запорные органы клапанов 30 и 31 жестко связанные штоком 32 со штоком 25 пнёвмоцилиндра, при помощи пружины 26, расположенной в штоковой камере 24, создают с седлами .33 и 34 увеличенный щелевой зазор. ;благодаря чему воздушный поток,.обте кающий поверхность сосуда, увеличива ется «вызывая повышение теплосъема с поверхности сосуда, а вместе с тем и увеличение испарения и, как следст вие, повышение давления. При движении установки к очагу на встречу потока пожарных газов увеличивается тепловой поток от омываемого сосуд воздуха к жидкому азоту, со ответственно увеличивается испарение азота и рост давления в паровом пространстве 29 сосуда 1, В поршнеаой камере 23 пневмоцилиндра 22, связанной с газопровода 28 с паровым пространством сосуда, давление также повьтгается. Запорные органы клапанов 30 и 31, жестко связанные штоком 32 со штоком 25 пневмоцилинд. ра, начинают перемещаться. Клапан 30 совместно с седлом 33 уменьшает зазор, а при увеличении давления в по{ииневой камере 23 полностью перекрывает седло 33, что соответственно уменьшает тепловой поток, омывающий сосуд, либо полностью его прекращает. Одновременно клапан (31 с седлом 34 увеличивает зазор, через который поступает наружный

2S 27

32 5 мв.2 с теплом, необходимым для газификации жидкого азота в испарителе 10.. Таким образом, с помощью управляемых клапанов автоматически поддерживается стабильное давление в системе :на уровне, отрегулированном с помо1аью 1ружины 26. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению сброса в атмосферу газообразного азота (вредные поте-, ри), т.е. азот расходуется экономцее, что способствует увеличению полезной работы и ре9Урса работы устамовки. Общий воздушньяй поток, омьшающий продукционный испаритель 10, остается постоянным. Работа,обоих испарителей испаргтеля наддува- {поверхность сосуSaJ и продукционного испарителя - яв 1яется независимой.. При испытании экспериментального образца давление в емкости было стабильным и отсутстврвал сброс газообразного азота в атмосферу. Замер остатка жидкого азота в заправочной емкости позволяет сделать вывод, что применение предлагаемой установк ; по сравнению с известной увеличиваетдлину пробега почти в два раза без ;дозаправки,что приводит к увеличению эффективности тушения подземных пожаров.

ШАХТНАЯ САМОХОДНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ДОСТАВКИ ПОЖАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ПО ГОРНЬШ ВЫРАБОТКАМ К ОЧАГУ ПОЖАРА по авт. СВ. №863884, отличающаяся тем, что, с целью повьашения ресурса работы установки за счет 29 2 стабилизации давления газообразного азота, она снабжена пневмоцилиндром со штоком и двумя управляемыми клапанами, один из которьлх установгей в отверстии внутреннего торца теплоизолируюцего кожуха и является нормгшьно открытым пневматическим контактом .между внутренними полостями теплоизолиру«з1дего кожуха и обечайки, а другой установлен в дополнительном отверстии, выполненном в обечайке., и является нормально закрытым пневматическим контактом между обечайкой и атмосферой, причем клапаны жестко соединены между собой и кинематически связаны со штоком пневмоцилиндра поршневая камера которого соединена посредств.ом газопровода с сосудом с жидким азотом,при зтом шток снабжен регулируемой пружиной. 2f