Устройство для проветрирования карьера Советский патент 1992 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для проветривания глубоких карьеров, преимущественно при отрицательной температуре воздуха,

Известно устройство, содержащее открытый водоем с теплоносителем в виде грунтовой воды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для проветривания карьера, включающее тепловой аккумулятор, расположенный вне зоны проветривания карьера, теплообменник, расположенный внутри теплового аккумулятора, трубопровод для подачи теплоносителя с насосами, один конец которого соединен с теплообменником, а другой размещен в зоне проветривания карьера. Теплообменник выполнен в виде каналов

или бассейнов с теплоносителем и предусматривает нагрев последнего путем поглощения солнечной энергии с помощью концентратора солнечной энергии. Полости теплового аккумулятора образованы с помощью железобетонных труб, расположенных в отвалах пород.

Известное устройство обладает рядом недостатков. Ввиду высокой теплоемкости влажного воздуха при отрицательной температуре атмосферного воздуха подача теплоносителя вниз, в зону проветривания карьера, не позволяет добиться его хорошей вентиляции. Реализация известного устройства требует значительных запасов аккумулированного теплоносителя, хранимого длительное время в полостях теплового аккумулятора, причем получение тепловой энергии в период отсутствия солVI

сл ю о

о

нечной активности исключается, что связано с потерями аккумулированного тепла.

При нагнетании теплоносителя вниз, в зону проветривания, по трубопроводу теряется часть тепла теплоносителя.

Цель изобретения - повышение эффективности проветривания карьера в период отсутствия солнечной активности за счет ис пользования теплоты грунтовых вод.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для проветривания карьера, включающее тепловой аккумулятор, расположенный вне зоны проветривания карьера, теплообменник, расположенный внутри теплового аккумулятора, трубопровод для подачи теплоносителя с насосами, один конец которого соединен с теплообменником, а другой размещен в зоне проветривания карьера, снабжено трубопроводом для отсоса карьерного воздуха, обратным клапаном и трубопроводом для удаления грунтовых вод, а тепловой аккумулятор выполнен в виде теплоизолированной камеры, в которой установлен теплообменник с образованием воздушной полости, при этом один конец трубопровода для отсоса карьерного воздуха сообщен с воздушной полостью теплового аккумулятора, а другой сообщен с зоной проветривания карьера, обратный клапан установлен в верхней части теплового аккумулятора, а трубопровод для удаления грунтовых вод сообщен с трубопроводом для подачи теплоносителя.

Причем трубопровод для отсоса карьерного воздуха может быть размещен внутри трубопровода для подачи теплоносителя, либо трубопровод для подачи теплоносителя может быть размещен внутри трубопровода для отсоса карьерного воздуха.

На фиг. 1 изображено устройство для проветривания карьера, общий вид; на фиг. 2 - схема размещения трубопровода для отсоса карьерного воздуха внутри трубопровода для подачи теплоносителя; на фиг. 3 - схема размещения трубопровода для подачи теплоносителя внутри трубопровода для отсоса карьерного воздуха.

На поверхности грунта, вне зоны проветривания карьера 1, установлен тепловой аккумулятор 2, представляющий собой герметичную теплоизолированную камеру, в которой с образованием воздушной полости установлен теплообменник 3, выполненный в виде герметичной емкости с теплоносителем, в качестве которого использованы грунтовые воды.

Теплообменник 3 подключен с одной стороны к трубопроводу 4 для подачи теплоносителя, сообщенного с трубопроводом

для удаления грунтовых вод из карьера (не обозначен), а с другой стороны - к трубопроводу 5 для отвода грунтовых вод из теплообменника 3 в водоем за контуром карьера

1. Кроме того, устройство снабжено трубопроводом 6 для отсоса карьерного воздуха, один конец которого сообщен с зоной проветривания карьера 1, а другой - с воздушной полостью теплового аккумулятора 2. В

0 верхней части теплового аккумулятора 2 установлен обратный клапан 7. Трубопроводы для подачи 4 и отвода 5 теплоносителя - грунтовой воды - снабжены насосами 8. При этом трубопровод 6 для отсоса карьерного

5 воздуха может быть размещен или внутри, или снаружи трубопровода 4 для подачи теплоносителя.

Устройство для проветривания карьера работает следующим образом.

0Грунтовые воды, скапливающиеся на

дне карьера 1, удаляют по трубопроводу для удаления грунтовых вод, к которому подсоединяют трубопровод 4 для подачи теплоносителя - грунтовых йод - и с помощью

5 насоса 8 его подают в емкость теплообменника 3, откуда теплоноситель затем удаляют с помощью насоса 8 по трубопроводу 5 для отвода грунтовых вод в водоем. Грунтовые воды, проходя через теплообменник 3, че0 рез стенки емкости нагревают воздух, находящийся в воздушной полости теплового аккумулятора 2, который затем скапливается в верхней его части ввиду меньшего удельного веса по сравнению с более холод5 ным воздухом.

Выполнение теплового аккумулятора 2 в виде герметичной и теплоизолированной камеры позволяет снизить потери тепловой энергии. При наступлении угрожаемого со0 стояния карьерного атмосферы открывают обратный клапан 7 и теплый воздух из воздушной полости теплового аккумулятора 2 устремляется в атмосферу, при этом в воздушной полости теплового аккумулятора со5 здается разрежение, вызывающее подсос загрязненного воздуха из зоны проветривания карьера 1 по трубопроводу 6 для отсоса карьерного воздуха. Обратный клапан 7 закрывается, и цикл повторяется,

0

В том случае, если трубопровод 6 для отсоса карьерного воздуха разместить внутри трубопровода 4 для подачи теплоносителя или наоборот трубопровод 4 для подачи

5 теплоносителя разместить внутри трубопровода 6 для отсоса карьерного воздуха (фиг. 2 и 3), то уже в процессе подачи грунтовых вод в теплообменник 3 воздух, находящийся внутри трубопровода 6 для отсоса карьерного воздуха, будет нагреваться и

конвективным потоком поступать в воздушную полость теплового аккумулятора 2.

Тепловой аккумулятор 2 вместе с теплообменником 3 могут быть размещены в грунте, кроме того, в качестве теплообменника 3 может быть использован водоем, в который производят сброс грунтовых вод. Это позволяет снизить затраты на сооружение предлагаемого устройства.

Формула изобретения 1. Устройство для проветривания карьера, включающее тепловой аккумулятор, расположенный вне зоны проветривания карьера, теплообменник, расположенный внутри теплового аккумулятора, трубопровод для подачи теплоносителя с насосами, один конец которого соединен с теплообменником, а другой размещен в зоне проветривания карьера, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности проветривания карьера в период отсутствия солнечной активности за счет использования теплоты грунтовых вод, уст0

5

0

ройство снабжено трубопроводом для отсоса карьерного воздуха, обратным клапаном и трубопроводом для удаления грунтовых вод, а тепловой аккумулятор выполнен в виде теплоизолированной герметичной камеры, в которой установлен теплообменник с образованием воздушной полости, при этом один конец трубопровода для отсоса карьерного воздуха сообщен с воздушной полостью теплового аккумулятора, а другой - с зоной проветривания карьера, обратный клапан установлен в верхней части теплового аккумулятора, а трубопровод для удаления грунтовых вод сообщен с трубопроводом для подачи теплоносителя

2.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что трубопровод для отсоса карьерного воздуха размещен внутри трубопровода для подачи теплоносителя.

3.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что трубопровод для подачи теплоносителя размещен внутри трубопровода для отсоса карьерного воздуха.

Использование: для проветривания глубоких карьеров в период отсутствия солнечной активности. Сущность изобретения: устройство содержит тепловой аккумулятор, расположенный вне зоны проветривания карьера, теплообменник, расположенный внутри теполового аккумулятора, трубопровод для подачи теплоносителя с насосами, один конец которого соединен с теплообменником, а другой размещен в зоне проветривания карьера, трубопровод для отсоса карьерного воздуха, обратный клапан и трубопровод для удаления грунтовых вод. Тепловой аккумулятор выполнен в виде теплоизолированной камеры, в которой установлен теплообменник с образованием воздушной полости, при этом один конец трубопровода для отсоса карьерного воздуха сообщен с воздушной полостью теплового аккумулятора, а другой - с зоной проветривания карьера. Обратный клапан установлен в верхней части теплового аккумулятора, а трубопровод для удаления грунтовых вод сообщен с трубопроводом для подачи теплоносителя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л С

,

2

Фиг. 3