Устройство для охлаждения воздуха в тупиковой горной выработке Советский патент 1985 года по МПК E21F3/00 

0

/J

Изобретение относится к горной промышленности, а более конкретно к технике шахтного кондиционирования, и может быть использовано для искусственного охлаждения воздуха в тупиковых подготовительных выработках- с нагнетательным проветриванием.

По основному авт.св.№ 977820 известно устройство для охлаждения воздуха в тупиковой горной выработке, включающее вентилятор с вентиляционным трубопроводом, состоящим .из секций, последовательно установленные воздухоохладитель предварительного охлаждения, ,выполненный в виде продольно-оребреННОЙ ТрубЬ с входным и ВЕЛХОДНЬШ

отверстиями, установленной внутри одной из секций вентиляционного трубопровода, стенки которой теплоизолированы, воздухоохладитель окончательного охлаждения, выполненный в виде секции вентиляционного трубопровода из теплопроводного материала, имеющей в стенках каналы для хладоносителя и снабженной входным и выходными патрубками, трубопровод для подвода и отвода хладоносителя, соединенный с входньпч патрубком воздухоохладителя окончательного охлаждения, выходной патрубок которого посредством-гибкого шланга, соедине с входным отверстием воздухоохладителя предварительного ,охла адения, выходное отверстие которого соединено с трубопроводом для отвода хладоносителя И

. Однако теплосъем с наружной поверхности воздухоохладителя недостаточен из-за низкой (0,3-0,4 м/с) скорости движения воздуха, поступающего из призабойного пространства по свободному сечению выработки и обусловленного этим низкого значения коэффициента теплоотдачи наружной теплообменной поверхности. На рабочие места поступает воздух, омывший забой и воспринявший тепло окружающего горного массива, насыщенный влагой, пылью и газом.. .Вследствие этого работающие в забое люди, несмотря на кондиционирование воздуха, находятся в атмосфере отепленного и загрязненного воздуха .

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения воздуха за счет снижения хладопотерь.

Цель достигается тем,, что в уст-, ройстве для охлаждения воздуха в тупиковой горной выработке воздухоохладитёль окончательного охлаждения выполнен с , рядом йнпускных окон, расположенных по его образующей, снабжен перегородкой, имекяцей на выходе подвижную заслонку, и наружным теплообненкиком с входным и выходным

патрубками объединенньоми с входныг и выходным патрубками воздухоохладителя окончательного охлаждения общим коллекторами, при этом наружный теплообменник установлен соосно и с зазором с воздухоохладителем окончательного охлаждения и в.ыполнен с продольным вырезом, одна сторона которого на длине не меньшей, чем расстояние между крайними выпускньями окнами, соединена с воздухоохладителем окончательного охлаждения посредством продольного отражателя, расположенного между продольным вырезом и выпускными окнами.

Кроме того, торцы наружного теплообменника соединены по всей длине с воздухоохладителем окончательного охлаждения посредством кольцеобразных отражателей.

На фиг.1 схематически изображено устройство для охлаждения воздуха и тупиковой горной выработке; на фиг.2воздухоохладитель окончательного охлаждения, снабженный соосно с ним установленным наружным теплообменником, поперечное сечение на фиг.Зто же, продольный разрез.

Устройство для охлаждения воздуха в тупиковой горной выработке состоит из выполненных в виде секций вентиляционного трубопровода воздухоохладителя предварительного охлаждения 1 и воздухоохладителя окончательного охлаждения ,2 с наружным теплообменником 3. Воздухоохладитель предварительного охлаждения 1 выполнен в виде продольно-оребренной трубы с входным 4 и выходным 5 патрубками, размещенной внутри теплоизолированной секции вентиляционного трубопровода. Вентиляционным трубопроводом 6 теплообменник предварительного охлаждения 1 соединен с вентилятором 7. Воздухоохладитель окончательного охлайодения 2 вьплолнен в виде вентиляционной трубы из теплопроводного материала, имеющей в стенках каналы для хладоносителя 8. Наружный теплообменник 3 также выполнен в виде трубы из теплопроводного материала с каналами для хладоносителя 8 в стенках, но имеет продольный вырез по всей длине и установлен соосно и с зазором с воздухоохладителем окон.чательного охлаждения 2.

Воздухоохладитель окончательного охлаждения имеет ряд выпускных окон 9, расположенных по его образующей.

Продольным 10 и кольцеобразными 11 отражателями наружный теплооб.менник 3 соединен с воздухоохладителем окончательного охлаждения 2. Продольным отражателем 10 к воздухоохладителю 2 наружный теплообменик 3 подсоединен по линии, разграничивающей окна 9 с вырезом в нем.

Подвод хладоносителя в воздухоохладитель окончательного охлаждения 2 и наружный теплообменник 3 осуществляется трубопроводом 12 и гибкими шлангом 13 через распределительный коллектор 14 для параллельного распределения хладоносителя. Коллектор 14 соединен с входными патрубками 15 и 16 воздухоохЛсщителя окончательного охлаж,цения

2и наружного теплообменника 3,Отвод хладоносителя осуществляется через выходные патрубки 17 и 18 воздухоохладителя окончательного охлаждения и наружного теплообменника, сборный коллектор 19 гибкий шланг 13, .продольно оребренный трубы воздухоохладителя предварительного охлаждения 1 и трубопровод 20. Воздухоохладитель окончательного охлаждения- 2 имеет на выходе заслонку 21. Продольной перегородкой

22 внутренняя полость воздухоохладителя окончательного охлаждения 2 разделена на две части, меньшая из которых расположена со стороны окон 9. Продольная перегородка 22 воздухоохладителя окончательного охлаждения 2 делит его входное поперечно сечение в соотношении 2:1, выходное - не менее чем 4:1, причем мень шие части сечений расположены со .. стороны выпускныхокон 9. Указанные соотношения площадей поперечного сечения воздухоохладителя 2 окончательного охлаждения обеспечивают создание одинакового статического давления воздуха вдоль выпускных окон и равномерность выпуска его в радиальном направлении. Заслонка 21 на выходе меньшей части поперечного сечения воздухоохладителя 2 окончательного охлаждения обеспечивает дополнительное регулирование скоростного поля в зазоре между воздухоохладителем 2 окончательного охлаждения и наружным теплообменником

3при изменении расхода воздуха в вентиляционном трубопроводе.

Зазор между воздухоохладителем окончательного охлаждения 2 и наружным теплообменником 3 имеет площадь превышающую в 3-5 раз площадь поперечного сечения меньшей продольной части воздухоохладителя окончательного охлаждения на входе. Это соотншение обусловлено необходимостью обеспечивать на выходе из зазора скорости воздуха 3-4 м/с.

Устрой.ство работает следующим образом.

По трубопроводу 12 и гибкому шла гу 13 через распределительный коллектор 14 и входные патрубки 15 и 16 в каналы 8 воздухоохладителя окочательного охлаждения 2 и наружного теплообменника 3 параллельно поступает хладоноситель. Параметры хладоносителя (расход и температура) на входе в коллектор 14 поддерживаются такими же,, как и при подаче хладоносителя в воздухоохладитель окончательного охлаждения, не имеющий наружного теплообменника.

Восприняв тепло рудничного воздуха, хладоноситель через выходные патрубки 17 и 18 сборный коллектор 19 ло гибкому шлангу, поступает в продольно-оребренный трубопровод воздухоохладителя предварительного охлаждения 1. В результате продолжительного теплообмена между подаваемым теплым рудничным воздухом и теплообменной поверхностью воздухоохладителя предварительного охлаждения 1 происходит отбор тепла частично подогретым в воздухоохладителе окончательного охлаждения 2 и наружном теплообменнике 3 хладоносителем и постепенное снижение температуры подаваемого в тупиковую выработку рудничного воздуха. Подогретый в воздухоохладителе предварительного охлаяудения 1 хладоноситель по трубопроводу 20 поступает на охлаждение к холодительной машине. Подохлажден,ный рудничный воздух, пройдя возду-/ .хоохладитель предварительного охлаждения 1, поступает, в воздухоохла дитель 2 окончательного охлаждения. При теплообмене между подаваемым подохлажденным воздухом и внутренней поверхностью воздухоохладителя 2 окончательного охлаждения, охлаждаемой холодным хладоносителем, поступающим от холодильной машины, происходит дальнейший отбор тепла и снижение температуры воздуха. В начале воздухоохладителя 2 окончательного охлаждения поток воздуха подохлажденного в воздухоохладителе предварительного охлаждения 1 ра.спределяется в соотношении 2:1, причем в сторону забоя подается 2/3 общего количества поступающего воздуха. Остальная часть воздуха проходит вдоль теплообменной по - верхности воздухоохлсщителя 2 окончательного охлаждения с окнами :9 для радиального выпуска воздуха. Воздух, выходящий через выпускные окна 9, омывает наружную поверхност воздухоохладителя 2 окончательного охлаждения и внутреннюю поверхность наружного теплообменника 3. Скорост воздуха, проходящего между охлажденными поверхностями, определяемая площадью зазора между воздухоохладителем окончательного охлаждения 2 и наружным теплообменником 3, сос.тавляет 3-4 м/с. Эта скорость обеспечивает интенсивный теплообмен выходящего воздуха с хладоносителем, циркулирующим по каналам в стенках

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА В ТУПИКОВОЙ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКЕ ПО авт.СВ. 977820/ отличающееся тем, что, с целью повьзшения эффективности охлаждения воздуха за счет снижения хладопотерь, воздухоохладитель окончательного охлаждения выполнен с рядом выпускных окон, расположенных по его образующей, снабжен перегородкой, имеющей на выходе заслонку, и наружным теплообменником с входным и выходным патрубками, объединенными с входным и выходным патрубками воздухоохладителя окончательного охлаждения общими коллекторами, при этом наружный теплообменник установлен соосно и с зазором с воздухоохладителем окончательного охлаждения и выполнен с продольным вырезом, одна сторона которого на длине не меньшей, чем расстояние между крайними выпускными окнами, соединена с воздухоохладителем окончательного охлаждения посредством продольного отражателя, расположенного между продольным вырезом и выпускными окнами. (П 2.Устройство по П.1, о т л и чающе е с я тем, что торцы наружного теплообменника соединены по всей длине с воздухоохладителем окончательного охлаждения пйсредст- S вом кольцеобразных отражателей. :А9 4 .15 :о со