Эжекторное устройство Советский патент 1990 года по МПК E21F1/08 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании в борьбе с пылью в горных выработках и в производственных помещениях, а также при управлении распределением потоков воздуха в них и в вентиляционных системах в целом.

Цель изобретения - повышение эффективности работы эжекторного устройства за счет обеспечения возможности управления геометрическими и аэродинамическими параметрами эжектирующего и эжектируемо- го потоков.

На фиг. 1 представлена схема эжекторного устройства с симметричным расположением модулей и клиновидной сдвоенной эжектирующей поверхностью; на фиг. 2 - схема с симметрично расположенными про- филированнь1ми проточными поверхностями; на фиг. 3 - схема со смещенными плоскостями проточными поверхностями; на фиг. 4 - схема со смещенными разнопро- филированными поверхностями; на фиг. 5 - приспособление для соединения эжектиру- ющих модулей по фиг. 1 - 4 и фиксации их относительно друг друга, выполненное из двух камер; на фиг. 6 - вид сверху со снятой

о

СА) Ю

крышкой; на фиг. 7 - приспособление для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга с коллектором и Z-образными трубчатыми элемента- ми и параллельным расположением эжектирующих модулей по вертикали; на фиг. 8 - то же, с наклоном эжектирующих модулей; на фиг, 9 - схема эжекторного устройства с симметричным расположением проточных плоскостей и приспособлением по фиг. 7; на фиг, 10 - то же, с сужающимся проточным каналом; на фиг, 11 - то же, со смещением эжектирующих модулей,

Эжектирующее модульное устройство содержит основной 1 и дополнительный 2 эжектирующие модули, каждый из которых имеет распределительную камеру 3 (фиг, 1- 3) в виде трубопровода 4 прямо-или криволинейной формы, щель 5, расположенную по образующей трубопровода до торцов, обтекатель 6, закрепленный вдоль щели распределительной камеры по касательной к ее боковой поверхности и проточную часть в виде плоской 7 или криволинейной 8 в продольном направлении пластины, соединенной с обтекателем по касательной к его боковой поверхности,

Эжектирующее устройство содержит приспособление 9 для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга, причем эжектирующие модули установлены с возможностью поворота и смещения своих проточных частей относительно друг друга.

Приспособление для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга может быть выполнено в виде двух камер 10, соединенных с торцами 11 эжектирующих модулей, каждая из которых выполнена в виде герметично соединенного с крышкой 12 плоского днища 13, в котором закреплены пробки 14, имеющие сквозные каналы 15, диска 16 с отверстиями 17 и 18 разного диаметра, установленного в камере над пробками и закрепленного на валу 19, проходящего через отверстие 20 в крышке и имеющего рукоятку. Крышка соединена через отверстие 21 с патрубком для подачи сжатого воздуха в камеру. Диск 16 установлен с возможностью поворота с помощью вала 19 и соединения своих двух отверстий со сквозными каналами пробок 14, соединенных с торцами трубопроводов распределительных камер модулей. Камеры 10 могут быть выполнены цилиндрическими.

Приспособление для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга может быть выполнено в виде П-образного трубчатого коллектора 23,

каждый торец 24 боковых частей 25 которого соединен с Z-патрубком для подачи сжатого воздуха 26 в закрепленном в его центре трубопровода 4 каждого эжектирующего

модуля с помощью Z-образных трубчатых элементов 27 и накидных гаек 28,29, а центр основной части 30 - с патрубком 31 для подачи сжатого воздуха в П-образный трубчатый коллектор,

0Эжекторное устройство работает следующим образом.

Сборку с приспособлением для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга по фиг. 5 и 6

5 осуществляют следующим образом.

Два эжектирующих модуля выставляют проточными поверхностями наружу и распределительными устройствами - вертикально. На верхние их торцы 11

0 отверстиями друг против друга накладывают днище 13 камеры 10, через них завинчивают пробки 14 до получения соединения, обеспечивающего их свободный поворот. После этого проточные поверхности выстав5 ляют тoчнo в нужном положении симметрично фиг. 1, 2 или со смещением (фиг, 3, 4) и уже потом затягивают пробки 14 до получения жесткого соединения с днищем 13 камеры. Затем к днищу 13 крепят крышку

0 12. После этого поворачивают устройство и с другой стороны крепят вторую камеру, повторяя все описанные операции.

Собранное Эжектирующее модульное устройство устанавливают в горной выра5 ботке или помещении в требуемое для данных условий положение и подключают к магистрали со сжатым воздухом. При давлении до 0,2 МПа сжатый воздух подводят к обеим камерам, что обеспечивает .равно0 мерное истечение его из щели по всей ее длине. При больших его давлениях сжатый воздух подводят к одной камере, а на патрубок второй ставят заглушку.

Сжатый воздух, поступая из воздухо5 распределительных камер 10 в эжектирующие устройства 1 и 2, истекает из его щелей 5 со сверхзвуковой скоростью, огибая криволинейные поверхности обтекателей 6 на выходе и настилаясь на проточные поверх0 ности модулей. За счет этого на них создается высокое разряжение и происходит подсос окружающего воздуха, который и вовлекается в потоки, движущиеся по поверхностям устройства.

5 В зависимости от взаимного размещения в нем эжектирующих модулей между собой ив выработке, давления сжатого воздуха в распределительных устройствах профиль стекающего с устройства потока и положение его оси может быть различным.

В свободном пространстве ось потока совпадает с осью устройства при симметричном размещении, одинаковых профилях проточных поверхностей (фиг. 1 и 2) и равенстве давлений в их распределительных устройствах. При поверхностях с выпуклым профилем (фиг. 2) скорость их обтекания выше, а градиент падения ее меньше нежели при плоских поверхностях, за счет чего разряжение на них, а следовательно, и коэффициент зжекции будут выше.

Если давление сжатого воздуха в одном распределительном устройстве больше давления во втором, что осуществляется поворотом диска 16 на 90° и соединения с отверстием 18, то ось стекающего потока отклоняется в сторону потока с меньшей скоростью. Это отклонение будет тем большим, чем больше разность скоростей по поверхностям и расстояние между ними.

При смещении эжектирующих модулей друг относительно друга (фиг. 3) смещенная вперед плоскость служит дополнительной направляющей потока и отклоняет его ось на угол, равный углу отклонения этой плоскости от оси устройства.

Минимальное или полное отсутствие помех выполнению технологических операций в выработке достигается при расположении зжектирующего модульного устройства у ее борта или кровли, стены

помещения и параллельно им. В этом случае между ними и одной из проточных поверхностей устройства получается проточный канал, в котором образуется поток воздуха. К нему на выходе присоединяется поток со второй эжектирующей проточной поверхности. Суммарный поток хорошо настилается на стену помещения или борта выработки, особенно при относительно гладкой его поверхности, например при бетонной, тюбинговой и подобной им крепи. Дальнобойность потока в этом случае возрастает. Для большего воздействия на поток воздуха, проходящего по выработке, ось струи отклоняют одним из указанных способов или, когда это возможно, поворотом всего устройства в сторону оси выработки.

4 45 50 55

При достаточной высоте или ширине выработки эжектирующие модульные устройства можно устанавливать у кровли или у борта с вертикальным или наклонным положением распределительных устройств. В один ряд может быть расположено несколько устройств с образованием между смежными устройствами проточных каналов нужной конфигурации, например, прямоугольной, треугольной и т.д. В этом случае устройства образуют комплексный источник дополнительной депрессии с суммарной производительностью.

Сборку и регулировку эжектирующего устройства с приспособлением для соеди- 5 нения зжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга по фиг. 7-11 осуществляют следующим образом.

Z-образные элементы 27 присоединяют с возможностью их свободного поворота 10 своими накидными гайками 28 к Z-образ- ным патрубкам 26 распределительных камер двух различных эжектирующих модулей. Затем модули выставляют на необходимое расстояние и вторыми накидны- 15 ми гайками 29 этих Z-образных элементов привинчивают их к патрубкам П-образ- ного трубчатого коллектора 23. После этого окончательно устанавливают в нужном положении и на требуемом расстоянии рас- 20 пределительные камеры эжектирующих модулей, задают проточным поверхностям необходимый угол раскрытия или сужения и затягивают гайки 28 и 29 до получения жесткого соединения между распределитель- 5 ными камерами 1 и коллектором.

Собранное эжектирующее модульное устройство устанавливают в тупиковой или СКВОЗНОЙ горной выработке или в производственном помещении и присоединяют либо O непосредственно к магистрали сжатого воздуха накидной гайкой патрубка 31, либо с помощью воздушного шланга. В зависимости от условий и потребностей эжектирующее модульное устройство используют для 5 подачи воздуха к забою, усиления или ограничения ПОТОКИ а выработке, направления его к рабочим местам или локализации источников загрязнения воздуха.

Сжатый воздух от магистрали через пат- рубок 31 подводится к П-образному трубчатому коллектору 23, из которого через 2-образные элементы 26 поступает в тру-- бопроводы 4 распределительных камер эжектирующих модулей и выходит из них через щели тонкими плоскими струями. Огибая со сверхзвуковой скоростью части цилиндрических поверхностей у этих щелей они затем настилаются на проточные поверхности, создавая на них разряжение, под действием которого и происходит подсос воздуха. При этом наибольшее по величине поле разряжения создается в интервале между распределительными устройствами при симметричном их расположении (фиг 9 и 10) в плоскости щелей. Величина его зависит и регулируется расстоянием между модулями. При минимальном расстоянии величина разряжения наибольшая, но при этом сечение входного отверстия также не- большое, что снижает количество эжектирумого воздуха, С удалением модулей друг т друга средняя величина разряжения паает, однако за счет увеличения входного ечения коэффициент эжекции и произвоительность могут возрасти. Поэтому оптимальное расстояние между модулями выбирают в зависимости от условий работы, авления сжатого воздуха и требуемых параметров струи - по расходу, скорости истечения, форме, дальнобойности и т.д. путем дополнительного регулирования расстояния или смещения распределительных устройств и формы проточного канала непосредственно на месте установки. Для этого ослабляют накидные гайки 29 и 28 распределительных камер и устанавливают модули 8 нужное положение. После этого гайки вновь затягивают до получения жесткого соединения.

При смещении модулей по оси устройства (фиг. 11) с сохранением расстояния между ними возрастает на величину этого смещения поверхность открытого контакта с окружающим воздухом по одной из проточных поверхностей. Эта открытая поверхность расположена на начальном ее участке, т.е, там, где скорость истекающего из щели сжатого воздуха, а значит и депрессия максимальны. За счет этого и возрастает эжекция воздуха на всасывающей стороне, следовательно, возрастают коэффициент эжекции и производительность всего устройства.

Управление аэродинамическими параметрами предлагаемого устройства осуществляют также путем подачи сжатого воздуха в распределительные устройства с различным давлением. Последнее выполняют, например, с помощью редукционной шайбы, которую устанавливают под одну из накидных гаек Z-образного элемента одного из распределительный устройств. При этом на другом распределительном устройстве скорость истечения воздуха из его щели и движения по поверхности возрастает, что приводит к увеличению разряжения, а следовательно, к подсосу большего количества воздуха к ней и соответствующему смещению оси потока. Такое управление возможно осуществить также с помощью вентилей или редукторов, устанавливаемых в обеих плечах П-образного трубчатого коллектора 23 и наиболее рационально при смещении одной проточной поверхности по отношению ко второй.

Аналогичное управление эжектируе- мым потоком обеспечивается, когда модули соединены под некоторым углом в вертикальной плоскости (фиг. 10). В этом случае максимальная скорость истечения потока и

депрессия в проточном канале и на нагнетательной стороне будет в наиболее суженной части, что приводит к смещению к ней всего потока, т.е. к некоторому отклонению в эту

сторону оси струи.

Предлагаемое эжектирующее модульное устройство обеспечивает регулирование и достижение оптимального разряжения во входном сечении для конкретных условий

проветривания и параметров сжатого воздуха, позволяет формировать струю в зависимости от потребностей путем изменения формы проточного канала, а значит, и управлять аэродинамическими параметрами в

весьма широком диапазоне, изменять положение оси струи, т.е, отклонять ее по отношению к оси эжектирующего устройства за счет дифференциации давления по распределительным устройствам модулей, смещения их и изменения угла наклона в вертикальной плоскости. Все это позволяет на одном устройстве получить для каждых конкретных условий работы и при их динамике для одного места работы максимально

возможное значение коэффициента эжекции, оптимальные форму и аэродинамические параметры.струи и тем самым обеспечивать необходимое проветривание выработок или воздействие на проходящие

в них потоки воздуха.

Эжектирующее модульное устройство может быть использовано в качестве источника тяги вместо вентилятора частичного проветривания и регулятора для управления распределением воздуха в системе выработок, В последнем случае они могут быть расположены с направлением исходящей струи: по направлению движения потока в выработке, т,е. работать как положительный

регулятор, против движения, под некоторым углом или поперек основного потока и работать как отрицательный регулятор.

Формул а из обретения

1, Эжекторное устройство, включающее эжектирующий модуль, имеющий распределительную камеру в виде прямо- или криволинейного трубопровода со щелью, расположенной по образующей трубопровода до торцов, обтекатель, закрепленный вдоль щели распределительной камеры по касательной к ее боковой поверхности проточную часть в виде плоской.или криволинейной в продольном направлении

пластины, соединенной с обтекателем по касательной к его боковой поверхности, о т- личающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы эжекторного устройства за счет обеспечения возможности

управления геометрическими и аэродинамическими параметрами эжектирующего и эжектируемого потоков, устройство снабжено дополнительным эжектирующим модулем и приспособлением для соединения эжектирующих модулей и их фиксации отно- сительно друг друга, при этом эжектирую- щие модули установлены с возможностью поворота и смещения своих проточных частей.

2. Устройство по п. 1. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что приспособление для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга выполнено в виде двух камер, соединенных с торцами эжектирующих модулей, каждая из которых выпол- нена в виде герметично соединенного с крышкой плоского днища, в котором закреплены пробки, имеющие сквозные каналы, диска с отверстиями разного диаметра, установленного в камере над пробками и закрепленного на валу, и патрубка для подвода сжатого воздуха в камеру, при этом крышка выполнена с двумя отверстиями, в одном из которых установлен вал, а другое соединено с патрубком для подвода сжато- го воздуха в камеру, причем диск установ6

7

лен с возможностью поворота и соединения двух своих отверстий со сквозными каналами пробок, которые соединены с торцами трубопроводов распределительных камер эжектирующих модулей.

3, Устройство по пп. 1и 2, отличающее с я тем, что камеры выполнены цилиндрическими.

4.. Устройство поп, 1,отличающее- с я тем, что каждый эжектирующий модуль снабжен Z-образным патрубком для подвода сжатого воздуха, жестко закрепленным в центре прямо- или криволинейного трубопровода, торцы которого выполнены заглушенными, а приспособление для соединения эжектирующих модулей и их фиксации относительно друг друга выполнено в виде П-образного трубчатого коллектора, торцы боковых частей которого соединены с Z-образными патрубками для подвода сжатого воздуха одного из эжектирующих модулей с помощью Z-образных трубчатых элементов и накидных гаек, а центр основной части - с патрубком для подачи сжатого воздуха в П-образный трубчатый коллектор.

Фиг.1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании в борьбе с пылью в горных выработках и в производственных помещениях. Цель - повышение эффективности работы устройства за счет обеспечения возможности управления геометрическими и аэродинамическими параметрами эжектирующего и эжектируемого потоков. Устройство содержит эжектирующие модули 1 и 2, каждый из которых имеет распределительную камеру 3 в виде прямо-или криволинейного трубопровода с щелью 5. Последняя расположена по образующей трубопровода до торцов. Вдоль щели 5 закреплен обтекатель 6 по касательной к боковой поверхности камеры 3. С обтекателем 6 по касательной к его боковой поверхности соединена проточная часть в виде плоской 7 или криволинейной в продольном направлении пластины. Эжектирующие модули 1 и 2 фиксируются относительно друг друга с помощью приспособления для их соединения. Модули 1 и 2 установлены с возможностью поворота и смещения своих проточных частей. Данное устройство обеспечивает регулирование и достижение оптимального разряжения в входном сечении для конкретных условий проветривания и параметров сжатого воздуха. Данное устройство также позволяет формировать струю в зависимости от потребностей путем изменения формы проточного канала, а значит и управлять аэродинамическими параметрами широком диапазоне, изменять положение струи. 3 з.п.ф-лы, 11 ил.

Фиг.г

uz.4

Фиг. 5

f8

Фиг. 6

J/ 30

Фиг. 7

25 -ру 4

2

Фиг. 9

30

Фиг. 10

Фиг. 11