Устройство для проветривания глубоких карьеров Советский патент 1992 года по МПК E21F1/00 E21C41/26 

. ////// /// /// /// /// /// /// tpuit

винтовой двигатель 1, аэростат 3 в виде то- роида, воздуховод 6 и воздухозаборник 7. На внешней стороне аэростата закреплены дополнительные поворотные двигатели Ј. Воздуховод прикреплен верхним торцом к

внутренней поверхности тороида, а нижний торец выполнен изогнутым воздухозаборником. Дополнительные двигатели выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.2 ил.

Использование: может быть использовано для проветривания глубоких открытых карьеров. Цель - повышение эффективности проветривания донной части карьера за счет обеспечения возможности свободного доступа устройства в любую зону при исключении перемешивания пыли внутри карьера и снижении затрат на перемещение устройства Устройство содержит турбино

Изобретение относится к охране труда на открытых горных выработках и может быть использовано для проветривания глу- боких карьеров. „ -.

Известно устройство для проветрива- ния карьеров, включающее воздушный винт, создающий нисходящую струю, реактивный привод, раму, кольцевой коллектор с распылителем, шланги для подачи сжатого воздуха и жидкости, каналы для управления винтом и наземный агрегат. Воздушный винт приводится во вращение сжатым воздухом и, набирая скорость, поднимается. Направление подъема и его ограничение изменяются с помощью каната и агрегата, противодействующих подъемной силе винта (авт. св. №514961, кл. Е 21 В 1/08, опуб- лик. 1984).

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы вследст- вне возможного отказа реактивного привода и отказа винта и взметывания пыли в период раскручивания воздушного винта до оборотов, достаточных для подъема устройства.

Этот недостаток устранен в устройстве для проветривания глубоких карьеров, включающем турбиновинтовой двигатель, создающий нисходящую струю при вращении винта (авт св. N 581301, кл. Е 21 F 1/00, опублик. 1975).

Недостатком известного устройства яв- .ляется мобильность турбовентиляторов и снижение эффективности создаваемых ими струй при проветривании глубоких ворон- кообразных карьеров в период инверсий.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для проветривания глубоких карьеров, содержащее аэростат в форме тороида с внутренней и внешней поверхностями, турбовинтовой двигатель, установленные в тороиде(авт. св. № 848681, кл, Е 21 F 1/00, опублик. 1981).

Основным недостатком известного устройства является низкая эффективность вентиляции донной части карьера, так как турбовинтовой двигатель расположен на значительной высоте в карьере. Если аэростат спустить на дно карьера, то он будет выбрасывать воздух в верхнюю часть карь- ера, что приведет лишь к перемешиванию

пыли внутри глубокого карьера. Кроме того, аэростат неподвижен, что затрудняет доступ устройства в любую зону карьера, где находится источник образования пыли,

Цель изобретения - повышение эффективности проветривания донной части карьера за счет обеспечения возможности свободного доступа устройства в любую его зону при исключении перемешивания пыли внутри карьера и снижение затрат на перемещение устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее аэростат в виде тороида с внутренней и внешней поверхностями, турбовинтовой двигатель снабжен воздуховодом, прикрепленным верхним торцом к внутренней поверхности тороида, и не менее, чем двумя дополнительными двигателями, укрепленными на ьнешней стороне тороида, воздуховод выполнен в виде трубы, нижний его торец в виде изогнутого воздухозаборника, а дополнительные двигатели выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, Устройство удерживается на весу с помощью аэростата. Центральный турбовинтовой двигатель создает в воздуховоде разрежение, в результате чего через воздухозаборник всасывается загрязненный воздух. Дополнительные турбовинтовые двигатели обеспечивают перемещение и разворот устройства в карьере.

На фиг. 1 изображен вид устройства сбоку, продольный разрез; на фиг.2 - вид спереди,

Устройство содержит центральный турбовинтовой двигатель 1, закрепленный с помощью пилонов 2 во внутреннем кольце аэростата 3 тороидальной формы. В нижней части аэростата 3 расположены топливный отсек 4 и системы 5 управления устройством. К внутреннему кольцу аэростата 3 прикреплен воздуховод 6 в виде сппошной пластиковой полой трубы или трубы, состоящей из отдельных телескопических секций. Нижняя часть воздуховода снабжена изогнутым воздухозаборником 7. На внешней стороне аэростата 3 на осях 8 установлены дополнительные турбовинтовые двигатели 9, количество которых может быть различным. Два двигателя 9 установлены в направлении, совпадающем с направлением воздухозаборника 7. Двигатели имеют возможность вращаться относительно осей 8 их крепления в вертикальной плоскости.

Устройство работает следующим образом. Аэростат 3 заполняют легким газом, например гелием или водородом, создавав подъемную силу. Одновременно включают центральный двигатель 1, уравновешивая подъемную силу. С помощью дополнительных двигателей 9, разворачивая их винтами вверх, поднимают аэростат 3 на требуемую высоту. Наклоняя винты двигателя 9 в диаметрально противоположные стороны, разворачивают аэростат вокруг его оси, направляя воздухозаборник 7 в выбранном направлении. Работающий центральный двигатель 1 создает в воздуховоде разрежение, в результате чего воздухозаборник 7 засасывает запыленный воздух, который по воздуховоду 6 поднимается за пределы аэростата. Так как воздухозаборник 7 изогнут, при всасывании воздуха возникает движущая сила, вызывающая перемещение устройства по карьеру, и тем самым эффективно удаляется пыль. Если необходимо остановить устройство, достаточно развернуть дополнительные двигатели 9 винтами в направлении, противоположном направлению воздухозаборника 7 Управление двигателями 1 и 9 может осуществляться дистанционно.

Благодаря тому, что устройство не связано с карьером, оно может быть оттранс- портировано в другой карьер, что позволяет обслуживать с помощью одного устройства несколько карьеров и повышает эффективность его загрузки.

Существенное отличие описанного устройства от известных заключается в наличии воздуховода б с изогнутым воздухозаборником 7 и дополнительных двигателей, установленных с возможностью вращения относительно осей 8 их крепления. Это позволяет размещать устройство в карьере без крепления и перемещать по карьеру без дополнительных энергетических затрат за счет создания движущей силы при всасывании воздуха в воздухозаборник 7. Наличие дополнительных поворотных двигателей 9 позволяет изменять уровень опускания устройства в карьер и изменять направление его перемещения или удерживать устройство на одном месте. Отмеченные свойства устройства позволяют с максимальной эффективностью использовать энергию центрального двигателя 1 и эффективно проветривать глубокие карьеры, особенно значительной площади, Ни одно из известных устройств не

обладает отмеченными свойствами, так как они либо жестко связаны с карьером в одном месте, либо для их перемещения необходимо затрачивать дополнительные

энергетические устройства и технические средства

Пример конкретного выполнения. Размеры аэростата и центральный двигатель аналогичны описанным в устройстве,

0 принятом за прототип. Воздуховод изготавливают из газонаполненного полимера с объемным весом 2-3 кг/м3 (всего в два раза тяжелее воздуха). Диаметр воздуховода в месте крепления к аэростату равен диамет5 ру внутреннего кольца последнего. Диаметр нижней части воздуховода может быть уменьшен, например, в два раза. Уменьшение диаметра воздуховода на эксплуатационные характеристики не влияет,

0 возрастает производительность отсоса пыли из карьера, Воздухозаборник изогнут на 90° относительно продольной оси воздуховода. Размеры воздухозаборника следующие: высота 0,5 диаметра воздуховода,

5 ширина 3,0 диаметра воздуховода. Длину воздуховода выбирают в соответствии с глубиной обслуживаемого карьера,

К техническим преимуществам предложенного устройства, по сравнению с прото0 типом, можно отнести следующие:

-возможность свободного перемещения по карьеру за счет того, что отсутствует крепление устройства к земной поверхности или наземным объектам, т.е. устройство

5 автономно;

-отсутствие дополнительных затрат на перемещение за счет того, что изогнутый воздухозаборник создает движущую силу;

-возможность управления перемеще- 0 нием устройства за счет наличия дополнительных поворотных двигателей;

-возможность обслуживания нескольких карьеров без дополнительных затрат за счет автономного устройства;

5 - максимальная эффективность использования энергии центрального двигателя за счет наличия воздуховода;

-возможность целенаправленного удаления пыли из карьера по той же причине.

0 Экономический эффект от внедрения изобретения, по сравнению с использованием прототипа, получают за счет того, что повышается эффективность проветривания донной части карьера (устройство может са5 мостоятельно переместиться к источнику пылевыделений), за счет повышения коэффициента загрузки устройства (можно обслуживать несколько карьеров поочередно) и за счет снижения затрат на перемещение устройства.

Формула изобретения Устройство для проветривания глубоких карьеров, содержащее аэростат, выполненный в форме тороида с внутренней ь внешней поверхностями, турбовинтовой двигатель, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности проветривания донной части карьера за счет обеспечения возможности свободного доступа в любую его зону при исключении перемешивания пыли внутри карьера и снижении за0

трат на перемещение устройства, оно снабжено воздуховодом, прикрепленным верхним торцом к внутренней поверхности тороида, и не менее чем двумя дополнительными двигателями, укрепленными на внешней стороне тороида, воздуховод выполнен в виде трубы, нижний торец которого выполнен изогнутым воздухозаборником, а дополнительные двигатели выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.