Способ аккумулирования сжатого воздуха Советский патент 1986 года по МПК E21F17/10 

4а 4

О

а ел

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для поддержания постоянного давления сжатого воздуха в пневмосети подземных горных выработок.

Известен способ аккумулирования сжатого воздуха, включающий формирование однокамерного аккумулятора, зарядку аккумулятора и подключение заряженного аккумулятора в пневмо- сеть подземных горньк выработок.

Недостатком этого способа аккумулирования является то, что зааккумулированньш сжатый воздух в аккумуляторе выполняет роль буферной емко(ти, а расход его из емкости не превышает 30-35%. Это приводит к снижению эффективности работы общешахтной воздухопроводной сети и дополнительному перерасходу сжатого воздуха.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ аккумулирования сжатого воздуха, включающий формирование расположенных на разных уровнях пневмркамеры и гидрокамеры, соединенных между собой ,скважиной и изолированных глухими перемычками, заполнение гидропневматического аккумулятора расчетным объемом воды, нагнетание в пневмокамеру сжатого воздуха и подключение заряженного аккумулятора в пневмосеть подземных горных выработок.

Недостатками данного способа являт ются низкий коэффициент использования емкостей аккумулятора (не превышает 45-50%) и значительные затраты на его сооружения.

Цепь изобретения - повышение коэффициента использования емкости гидропневматического аккумулятора и снижение затрат на его сооружение.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем формирование расположенных на разных уровнях пневмокамеры и гидрокамеры, соединенных между собой скважиной и изолированных глухими перемычками, заполнение гидропневматического аккумулятора расчетным объемом воды,. ;нагнетание в пневмокамеру сжатого : воздуха и подключение заряженного аккумулятора в пневмосеть подземных . горных выработок, хранение и выпуск воздуха и общешахтную сеть из пневмокамеры, после заполнения пневмокамеры сжатым воздухом, последний нагнетают

в гидрокамеру, а выпуск воздуха в общешахтную сеть ведут сначала из гидрокамеры, а затем из пневмокамеры путем создания разности давлений между гидро- и пневмокамерами.

На фиг. 1 изображена схема гидропневматического аккумулятора с заполненной сжатым воздухом пневмокамерой на фиг. 2 - схематический вид полностью заряженного гидропневматического аккумулятора.

Способ осуществляют следующим образом. .

В подземных горных вьфаботках, расположенных на разных уровнях, формируют пневматическую 1 и гидравлическую 2 камеры, которые изолируют соответственно глухими перемычками 3,4 и соединяют между собой скважиной 5. Пневмо- и гидрокамеры оборудуют соответственно подводящими воздухопроводами 6, 7 и магистральными воздухопроводами 8, 9.

В пневмокамере формируют зумпф .10, который соединен с водоводом, выполненным, например в виде обсадной трубы, установленной в скважине 5.

В периоды холостой работы компрессоров или при незначительном потреблении и избытке сжатого воздуха в общешахтной сети..

Сжатьй воздух из общешахтной пневмосети по воздухопроводу 6 направляют в пневмокамеру 1. При заполнении объема пневмокамеры 1 сжатым воздухом, из нее вытесняется вода через зумпф 10 по водоводу, установленному в скважине 5 в гидрокамеру 2. После полного заполнения сжатым воздухом пневмокамеры 1 весь объем гидрокамеры 2 заполнен водой (фиг.1). Давление сжатого воздуха в пневмокамере 1 равно давлению на компрессорной станции минус потери на гидравлические сопротивления при движении сжатого воздуха в воздухопроводе на пути от компрессорной станции до гидропневматического аккумулятора и определяют из соотношения

Р Л, МПо,

Рак

де Рц - давление сжатого воздуха, создаваемое компрессорной станциейJ

Л - гидравлические сопротивления в воздухопроводе, м/м, t - расстояние от компрессорной станции до места расположения гидравлического аккумулятора. Затем сжатый воздух по подводящему воздухопроводу 7 подают в гидрокамеру 2. Этот прием позволяет создать иркусственную разность давлений между гидрокамерой 2 и пнёвмокамерой 1. За счёт этой разности давле.ний воздух в пневмокамере 1 будет испытывать суммарное повышенное давление со стороны столба, жидкости и начнет сжиматься, а объем пневмокамеры 1 будет заполняться водой, перетекаемой по водоводу из гидрокамеры 5 до тех пор, пока давление между камерами 1 и 2 не уравняется, т.е./ . . расстояние между пневмокамерой и гидрокамерой в вер тикальной плocкocтиJ давление сжатого воздуха в гидрокамере; давление, возникшее в пнев мокамере от суммарного воздействия гидростатического столба жидкости и сжа того воздуха гидрокамеры. После выравнивания давления заряд ку гидропневматического аккумулятора сжатьм воздухом завершают. В результате этого в аккумуляторе дополнительно размещают количество сжатого воздуха, определяемого из соотношения Str г «..- т1;: . :; где VjK - объем гидрокамеры, EPflK суммарное давление от гидростатического столба жидкости и давления сжатого воздуха в пневмокамере P,j - давление в гидрокамере от гидростатического .столба жидкости. После полной зарядки аккумулятора сжатьй воздух размещают в пневмокамере 1 и гидрокамере 2. причем давление в пневмокамере 1 в .2 раза вьппе, чем в гидрокамере 2 (фиг. 2). При подключении гидроаккумулятора в пневмосети подземных вьфаботок 8, 9, разрядку аккумулятора ведут в обратной последовательности; сначала расходуют сжатый воздух из гидрокамеры 2, куда под избыточным давлением вытесняется жидкость из пневмокамеры 1, а затем в общешахтную сеть подключают пневмокамеру t, в которой давление после выпуска воздуха из гидрокамеры 2 восстановилось до первоначального рабочего,равного давлению сжатого воздуха в общешахтной сети. 1- . - ,-.- I В дальнейшем цикл повторяют в при;веденной последовательности. Предложенный способ аккумулирования сжатого воздуха в отличие от известных при одних и тех же емкостях позволяет увеличить аккумуляцию сжатого воздуха в среднем в 1,5 раза, т.е. увеличить полезную емкость аккумулятора и снизить затраты на сооружение аккумуляторов.

112,2

СПОСОБ АККУМУЛИРОВАНИЯ СЖАТОГО ВОЗДУХА, включающий его нагнетение в пнёвмокамеру, сообщающуюся с гидрокамерой и образующую совместно с ней гидропневматический аккумулятор, хранение и выпуск воздуха в общешахтную сеть из пневмокамеры, о т л ич а ю щ и и с я тем, что-, с целью увеличения полезной емкости аккумулятора, после заполнения пневмокамеры сжатым воздухом, производят нагнетание последнего в гидрокамеру, а выпуск воздуха в общешахтную сеть ведут сначала из гидрокамеры, а затем из пневмокамеры путем создания раз- о нести давлений между гидро- и пневмо- 1(Л камерами.