Шахтная установка для получения инертного газа Советский патент 1987 года по МПК E21F5/00 

на входе которых закреплены закрылки. При помощи закрылок теплый воздух направляется в отверстия ВС и продувает пространство между спиралями. Это устраняет в витках спиралей образование застойных зон. Для обдува И 3 и 7 ис1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для газификации жидкого азота, применяемого в шахтах при тушении подземных пожаров.

Целью изобретения является повышение зффективности процесса газификации жидкого азота и снижение энергоемкости за счет утилизации бросового тепла вентиляционного потока горной выработки.

На фиг.1 показаны резервуары для жидкого азота с испарителями наддува в кожухе и воздухозаборным раструбом; на фиг.2 - продукционный испаритель, размещенный в направляющем воздуховоде со средством обдува, продольный разрез; на фиг.З - то же, вид сверху в разрезе.

Шахтная установка для получения инертного газа содержит размещенные на колесной платформе 1 резервуар.ы 2 для перевозки и хранении жидкого азота с испарителями 3 наддува резервуаров 2 газом. Испарители 3 заключены в кожух, выполненный в виде щитов 4 и служащий для направления вентиляционного потока на витки испарителей 3 При этом резервуары 2 посредством трубоп ровода 5 подачи жидкого азота соединены с установленным на тележке 6 продукционным испарителем 7, пред- jназначенным для газификации жидкого азота и выдачи готового продукта.

Продукционный испаритель 7 выпол- иен в виде блока плоских спиралей 8, размещенных в пространстве между направляющим воздуховодом 9 и п Рфориро- ванным воздухораспределительным стаканом 10. Причем плоскости спиралей 8 расположены перпендикулярно основному воздушному потоку, проходящему в воздуховоде 9 так, что витки каждой пары смежных спиралей образуют одна

пользуется средство, выполненное в виде эластичных раструбов 29 с воздухопроводными рукавами 28, свободные концы которых подсоединяются соответственно к кожуху и к воздуховоду 9. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

относительно другой шахматный порядок.

Спирали 8 испарителя 7 сообщаются одном концом с коллекторной трубой 11 распределения жидкого азота, а другим - с коллекторной трубой 12 приема газифицированного азота, с которой сообщен распределительный коллектор 13, имеющий патрубки 14 для .подключения потребителей.

Воздухораспределительный стакан 10 с открытого торца выполнен с фланцем 15, на который крепится съемньй конфузор 16 или, при необходимости, подсоединяется магистральный газопровод 17 щахты через отвод 18 при помощи трубопровода (не показан). На днище .такана 10 имеется патрубок 19 для подключения гибкого шланга (не показан) на обдув испарителей 7 и 3 при очистке их от снежной шубы, а на боковой поверхности стакана 10 выполнены отверстия 20 перфорации, расположенные -щ промежутках между спиралями 8. На входе отверстий 20 закреплены воздухозаборные закрылки 21 для отражения и направления воздушного потока в пространство между спиралями 8. Коллекторная труба 11 выполнена с патрубком у22 для подключения трубопровода 5 при помощи накидной гайки 23. На направляющем воздуховоде 9 и щитах 4 выполнены люки 24 для отвода части охлажденного воздуха в зону обслуживания пультов 25 и 26 управлений Люки перекрываются крышками 27, которые при открывании вдвигаются внутрь люков 24 с возможностью устанавливаться поперек воздушного потока.

Шахтная установка содержит также средство для концентрации теплого воздушного потока горной выработки, выполненное в виде воздухопроводных рукавов 28 с раструбами 29 на воздухо31305387

аборном конце. Противоположные концы

во пр ся ры в пр об пр об то ко и эф та пр ле

рукавов 28 подсоединены соответственно на переднюю часть щитов 4 и к входу направляющего воздуховода 9.

Шахтная установка для получения 5 инертного газа работает следующим образом.

Для получения газообразного азота, используемого, например, при тушении щ подземного пожара инертной пеной, шахтная установка транспортируется к месту производства работ. Затем в горной выработке 30 разворачивают рукава 28 с раструбами 29 и закрепляют их J5 посредством растяжек 31 на крепь горной выработки в верхней части так, что они не препятствуют свободному продвижению оборудования. Рукава 28 позволяют размещать воздухозаборные 20 раструбы 29 в местах с наиболее теплым вентиляционным потоком, который концентрируется ими и направляется на обдув продукционного испарителя 7 и испарителей 3 наддува.25

Инертный газ, образующийся в испарителях 3 наддува, под давлением поступает в резервуары 2 и выдавливает из них жидкий азот, который по трубо- д проводу 5 поступает в коллекторную трубу 11 и далее в спирали 8 испарителя 7. Здесь происходит интенсивный теплообмен и испарение жидкого азота, . который в виде газа подается в коллекДля устранения этого часть теплого воздуха отбирается от общего потока при помощи конфузора 16 и направляется в воздухораспределительный стакан 10. При помощи воздухозаборных закрылков 21 теплый воздух направляется в отверстия 20 перфорации и продувает пространство между спиралями 8. Таким образом достигается равномерное распределение теплого воздуха по всему объему продукционного испарителя 7. Это исключает появление холодных застойных зон и позволяет сдувать с витков спиралей 8 образующийся на них иней, что дает возможность повысить эффективность газификации жидкого азота. Обслуживание шахтной установки производится с пультов 25 и 26 управления .

На период обслуживания в условиях высокой температуры атмосферы горной выработки крышки 27 с люков 24 снимают и устанавливают в люки поперек движения воздушного потока, обеспечивая обдув охлажденным воздухом обслуживающего персонала установки, что способствует повышению комфортабельности условий работы.

Это важно при наличии подземного пожара, когда атмосфера горных выработок нагревается. При наличии в горной выработке магистрального газопровода 17 в шахтной установке предусмотрена возможность его использования

торную трубу 12 и далее через коллек- Д продувки продукционного испаритетор 13 и патрубки 14 направляется

Сжатьй воздух, поступаЕощий из газопровода 17, дает возможность повысить интенсивность теплообмена и 40

потребителям, например, в пеногене- ратор.

При движении воздушного потока по направляющему воздуховоду 9 он обтекает витки плоских спиралей 8 и тур- булизир уется за счет их шахматного расположения. При этом происходит инуменьшить снегообразование в пространстве испарителя 7.

Для подключения на ма гистральный газопровод 17 воздухораспределительДля подключения на ма гистральный газопровод 17 воздухораспределительтенсификация процесса теплообмена, а 45 „ого стакана 10 снимают конфузор 16, воздушный поток сильно охлаждается, подсоединяют трубопровод (не показан), который другим концом соединяют с отводом 18. Для про-

отдавая тепло на испарение жидкого азота, температура которого 195,.

Сильно охлажденный воздух имеет

пуска трубопровода в воздухопроводном

пуска трубопровода в воздухопроводном

высокую плотность и поэтому он спосо-50 рукаве 28 предусмотрено отверстие (не бен образовывать в витках испарителей

.HUKdjtdHOy .

застойные буферные зоны, в которые

При ручном снятии с испарителей 7 и 3 снежной шубы на патрубок 19 одевается гибкий шланг с наконечником (не показан), при помощи которого осуществляют снятие снега или производят

теплый воздушный поток не проникает. Опасность образования застойных зон усугубляется наличием большого коли- 55 чества влаги в воздушном потоке, ведущей к интенсивному снегообразованию, особенно в центральных областях испарителя.

Для устранения этого часть теплого воздуха отбирается от общего потока при помощи конфузора 16 и направляется в воздухораспределительный стакан 10. При помощи воздухозаборных закрылков 21 теплый воздух направляется в отверстия 20 перфорации и продувает пространство между спиралями 8. Таким образом достигается равномерное распределение теплого воздуха по всему объему продукционного испарителя 7. Это исключает появление холодных застойных зон и позволяет сдувать с витков спиралей 8 образующийся на них иней, что дает возможность повысить эффективность газификации жидкого азота. Обслуживание шахтной установки производится с пультов 25 и 26 управления .

На период обслуживания в условиях высокой температуры атмосферы горной выработки крышки 27 с люков 24 снимают и устанавливают в люки поперек движения воздушного потока, обеспечивая обдув охлажденным воздухом обслуживающего персонала установки, что способствует повышению комфортабельности условий работы.

Это важно при наличии подземного пожара, когда атмосфера горных выработок нагревается. При наличии в горной выработке магистрального газопровода 17 в шахтной установке предусмотрена возможность его использования

Сжатьй воздух, поступаЕощий из газопровода 17, дает возможность повысить интенсивность теплообмена и

уменьшить снегообразование в пространстве испарителя 7.

Для подключения на ма гистральный газопровод 17 воздухораспределитель„ого стакана 10 снимают конфузор 16, подсоединяют трубопропуска трубопровода в воздухопроводном

рукаве 28 предусмотрено отверстие (не

профилактическую обработку и чистку узлов конструкции шахтной установки.

Формулаизобретения

1. Шахтная установка для получения инертного газа, включающая резервуары для жидкого азота, заключенный в направляющий воздуховод продукционный испаритель для выдачи готового продукта, выполненный в виде блока плоских спиралей, расположенных перпендикулярно к потоку воздуха и соединенных с резервуарами, и средство обдува теплым воздухом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса газификации

-

жидкого азота и снижения энергоемкое ти за счет утилизации бросового тепла вентиляционного потока горной выработки, продукционный испаритель снабжен размещенным в его центральной ча- f5

перфорации, фланец, закрепленный на одном его торце,- и патрубок на другом торце, и конфузор, закрепленный на фланце, при этом спирали продукционного испарителя расположены с внешней стороны воздухораспределительного стакана, причем витки каждой пары смежных спиралей размещены в шахматном порядке, резервуары для жидкого азота снабжены дополнительными испарителями, заключенными в направляющий кожух, выполненный из щитов, при этом на боковой поверхности щитов и направляющего воздуховода выполнены люки для отвода охлажденного воздуха.

2.-Установка поп.1,отлича- ю щ я с я тем, что средство обдува выполнено в виде эластичных раструбов

сти вдоль продольной оси перфориро- 20 с воздухопроводными рукавами, свобод- ванным воздухораспределительным ста- ные концы которых подсоединены соот- каном, имеющим воздухозаборные зак- ветственно к кожуху и направляющему рылки, расположенные над отверстиями воздуховоду.

10

f5

перфорации, фланец, закрепленный на одном его торце,- и патрубок на другом торце, и конфузор, закрепленный на фланце, при этом спирали продукционного испарителя расположены с внешней стороны воздухораспределительного стакана, причем витки каждой пары смежных спиралей размещены в шахматном порядке, резервуары для жидкого азота снабжены дополнительными испарителями, заключенными в направляющий кожух, выполненный из щитов, при этом на боковой поверхности щитов и направляющего воздуховода выполнены люки для отвода охлажденного воздуха.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для тушения подземных пожаров в.шахтах. Цель изобретения - повышение эффективности процесса газификации жидкого азота и снижение энергоемкости за счет утили22 //// //// //// У///1 //// /у// 2V 27 зации бросового тепла вентиляционного потока горной выработки. Установка содержит резервуары 2 для перевозки и хранения жидкого азота с испарителями (И) 3 наддува резервуаров 2 газом, заключенными в направляющий кожух. Он выполнен из щитов 4. На боковой поверхности щитов 4 и направляющего воздуховода 9 выполнены люки 24 для отвода охлажденного воздуха. В воздуховод 9 заключен продукционный И 7 для выдачи готового продукта в виде плоских спиралей, соединенных с резервуарами и размещенных в шахматном порядке. В центральной части И 7 вдоль его продольной оси размещен перфорированный воздухораспределительный стакан (ВС). С открытого торца ВС выполнен с фланцем, к которому крепится конфузор. С его помощью часть отобранного теплового воздуха направляется в ВС. На боковой поверхности ВС выполнены отверстия перфорации, 3Z // УХ// /х/У //////// )(// //// & (/} СО о ел :о 30 28 29 Фиг.1

17

t t t.

9 9 У

/4 /7 //,

I

Ю, 9

НЭ21

27

л

T. -is-. -S f ЛГ f jry

;5Jff

22

n

5

Редактор Л.Лангазо

Заказ 1409/32Тираж 430 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.З

20

Составитель И.Аллагулов

Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар