Шахтный регулятор расхода воздуха Советский патент 1992 года по МПК E21F1/10 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для регулирования расхода воздуха в подземных выработках шахт.

Известна конструкция шахтной перемычки, включающая исполнительный орган, выполненный из воздухонепроницаемого материала в виде боковой поверхности цилиндра, закрепленный одним основанием по периметру горной выработки, а к другому основанию прикреплены кольца, в которые пропущены стягивающие стропы, свободные концы которых собраны в один узел и соединены с концом эластичного троса, закрепленного в выработке с предварительным натяжением.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является конструкция регулятора расхода -воздуха шахтной вентиляционной сети, включающая парашютообразный купол с полюсным отверстием, уплотнитель в

виде рукава с отверстиями различного диаметра, расположенными рядами, элементы крепления, приводную лебедку с рабочим и вспомогательным канатами, концы которых закреплены у полюсного отверстия и на барабане лебедки, причем вспомогательный канат пропущен через полюсное отверстие и переброшен через блок, закрепленный с противоположной стороны купола относи- тельнб лебедки.

Этой конструкции рег/лятора присущи следующие недостатки:

большая материалоемкость исполнительного органа, состоящего из уплотнителя и сферического купола;

недостаточная надежность конструкции, обусловленная наличием отверстий в уплотнителе и интенсивным износом его при регулировании расхода воздуха;

недостаточная глубина, а значит и эффективность регулирования расхода воздуха в выработке при наличии полюсного

СО

с

XI XJ о

00 00

отверстия в куполе и отверстий в уплотнителе;

ограниченная область применения ввиду невозможности использования в выработках не имеющих источников энергии для двигателя лебедки.

Целью изобретения является снижение материалоемкости конструкции, повышение ее износостойкости и эффективности регулирования расхода воздуха за счет изменения формы и размеров исполнительного органа и применения ручного привода.

Использование шахтного регулятора расхода воздуха на предприятиях горнодобывающих отраслей позволит с минималь- ными материальными и трудовыми затратами обеспечить оперативное управление вентиляционными потоками, повысить эффективность проветривания забоев и безопасность ведения горных работ, улучшить санитарно-гигиенические условия труда горнорабочих.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции регулятора, включающей парашютообразны й исполнительный орган из воздухонепроницаемого материала с проемом для прохода воздуха, закрепленный основанием по периметру горной выработки, элементы крепления исполнительного органа в выработке, стропы, одни концы которых присоединены к исполнительному органу, а другие собраны в узел и приводную лебедку, исполнительный орган выполнен в виде боковой поверхности усеченного конуса с длиной образующей не более 0,8 диаметра основания, причем одни концы строп управления закреплены по периметру проема для прохода воздуха, а другие собраны в узел и через разъемное устройство соединены с приводом. Для регулирования расхода воздуха в выработке без источников энергии регулятор снабжен полиспастом. В этом случае подвижные блоки полиспаста через разьемное устройство соединяются с концами строп управления, собранных в узел, а неподвижные блоки закрепляются в выработке.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что новая конструкция регулятора отличается от известной тем, что исполнительный орган регулятора выполнен в виде боковой поверхности усеченного конуса с длиной образующей не более 0,8 диаметра его основания, а свободные концы строп управления закреплены по периметру проема для прохода воздуха, собраны в узел и соединены с приводом. Кроме того, в качестве привода регулятора применен полиспаст. Такая форма исполнительного органа

позволяет уменьшить расход материала на его изготовление. Длина образующей усеченного конуса, равная не более 0,8 диаметра основания, является верхним пределом,

при котором обеспечивается полное перекрытие поперечного сечения выработки. Наличие начального перекрытия сечения выработки, за счет того, что площадь проема для прохода воздуха меньше площади

0 выработки, позволяет получить близкую к линейной расходную характеристику регулятора. При этом повышается эффективность регулирования и упрощается управление регулятором. Кроме того, форма

5 исполнительного органа в виде усеченного конуса исключает трение полотнища о стенки выработки, повышает износостойкость и надежность конструкции. Применение в качестве привода полиспаста дает возмож0 ность управлять исполнительным органом регулятора в выработках без источников энергии.

На фиг. 1 изображен шахтный регулятор расхода воздуха в открытом положении; на

5 фиг. 2 - регулятор с полиспастом в промежуточном для регулирования расхода воздуха положении; на фиг. 3 - регулятор с приводом в виде лебедки, в закрытом положении; на фиг. 4 - расходная характеристи0 ка регулятора в относительных значениях расхода воздуха Q/Qmax и хода тягового каната l/lmax.

Шахтный регулятор расхода воздуха (фиг. 1) содержит исполнительный орган 1

5 из воздухонепроницаемого материала, выполненный в виде боковой поверхности усеченного конуса. По периметру проема для прохода воздуха присоединены стропы управления 2, а по краю основания - элементы

0 крепления, выполненные в виде карабинов 3, посредством которых исполнительный орган регулятора пристегнут к тросу 4, натянутому по периметру выработки. Свободные концы строп 2 посредством разъемного

5 соединительного устройства 5 собраны в узел и присоединены к тросу 6 привода 7.

При использовании в качестве привода полиспаста (фиг. 2) подвижные его блоки 8 через разъемное устройство 5 соединены со

0 стропами управления 2, неподвижные блоки полиспаста 9 закреплены в выработке и соединены с подвижными посредством рабочего каната 10 со свободным концом 11. Если приводом регулятора является ле5 бедка (фиг. 3), концы строп управления 2 через разъемное устройство 5 соединены со свободным концом троса 6 лебедки 12.

Расходная характеристика регулятора (фиг. 4) зависит от конструкции его исполнительного органа. Для регулятора с исполнительным органом в виде цилиндрической поверхности расходная характеристика нелинейна (кривая I на фиг. 4).

Если исполнительный орган регулятора выполнен в виде усеченного конуса, то при установке его в открытом положении расход воздуха в горной выработке снижается примерно на 10% за счет уменьшения площади проходного сечения. Этим самым исключается область неэффективного регулирования расхода воздуха. Кроме того, уменьшается абсолютный ход (Imax) тягового каната привода. Для конструкции исполнительного органа в виде усеченного конуса получаем расходную характеристику регулятора, близкую к линейной (кривая II на фиг. 4).

Такая расходная характеристика упрощает процесс регулирования расхода воздуха при ручном управлении регулятором и реализацию систем дистанционного или автоматического управления проветриванием шахт.

Регулятор работает следующим образом.

Основание исполнительного органа регулятора при помощи карабинов крепления 3 пристегивается к тросу 4, натянутому по периметру горной выработки. Под воздействием воздушного потока полотнище исполнительного органа регулятора 1 разворачивается и принимает форму боковой поверхности усеченного конуса (см. фиг. 1). В этом положении через образовавшийся проем проходит максимальное количество воздуха, а стропы управления 2 находятся в слегка натянутом состоянии. Свободные концы строп управления собраны в узел и через разъемное устройство 5 присоединены к рабочему тросу 6 привода 7.

При регулировании расхода воздуха в выработке (см. фиг, 2) собранные в узел концы строп 2 перемещают вдоль оси выработки навстречу воздушному потоку. При этом края полотнища исполнительного органа 1 заворачиваются, уменьшая площадь проема для прохода воздуха, а следовательно, и его расход в горной выработке.

Если для управления регулятором используется полиспаст, то его подвижные блоки 8 через разъемное устройство 5 соединяют со стропами 2, а неподвижные блоки 9 закрепляют в выработке и, натягивая

или попуская рабочий канат 10 за свободный конец 11, изменяют положение исполнительного органа регулятора.

При любом способе управления в закрытом положении регулятора (см. фиг. 3) полотнище исполнительного органа 1 приобретает форму тороидальной (куполообразной) поверхности, которая полностью перекрывает поперечное сечение горной

выработки. В этом положении за счет перепада статического давления на регуляторе, полотнище у основания исполнительного органа 1 плотно прижимается к стенкам выработки по периметру, а заворачиваемые

внутрь края - друг к другу, чем достигается достаточная глубина регулирования расхода воздуха и герметизация горной выработки.

При использовании лебедки 12 в качестве привода свободный конец ее троса 6 через разъемное устройство 5 соединяют со стропами 2 и, наматывая его на барабан, изменяют положение исполнительного органа 1.

Открывание регулятора производят путем перемещения строп 2 в противоположном направлении

Формула изобретения

1. Шахтный регулятор расхода воздуха,

включающий парашютообразный исполнительный орган из воздухонепроницаемого материала с проемом для прохода воздуха, закрепленный основанием по периметру

горной выработки, элементы крепления па- рашютообразного исполнительного органа в выработке, стропы, одни концы которых присоединены к парашютообразному исполнительному органу, а другие собраны в

узел, и привод, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости шахтного регулятора расхода воздуха, повышения его износостойкости и эффективности регулирования, купол парашютообразного

исполнительного органа выполнен в виде боковой поверхности усеченного конуса с длиной его образующей не более 0,8 d, где d - диаметр основания усеченного конуса, причем стропы закреплены по периметру проема для прохода воздуха, а узел соединения строп управления соединен с приводом.

2, Регулятор по п. 1,отличающий- с я тем, что привод выполнен в виде полиспаста.

F

// У/ЛуУ/ У//&

/ б

Ь Р Т

Использование: для регулирования расхода воздуха в подземных выработках шахт. Сущность изобретения: регулятор содержит парашютообразный исполнительный орган с проемом для прохода воздуха, элементы крепления парашютообразного органа в выработке и стропы, одни концы которых присоединены к исполнительному органу, а другие собраны в узел. При этом купол исполнительного органа выполнен в виде боковой поверхности усеченного конуса, а узел соединения строп управления соединен с приводом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

У/ЛУ/ЛУУ / Л ШУ/Ь

y/ AYSAY/АЖу

h Ј г

C189UI.

.