Установка кондиционирования воздуха шахт и рудников Советский патент 1993 года по МПК E21F3/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано на глубоких шахтах и рудниках, где Необходимо искусственное охлаждение вентиляционного воз: духа/

Цель изобретения - расширение границ практического применения установки кондиционирования воздуха в условиях увеличения холодопотребности при разработке полезных ископаемых на больших глубинах.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая установка отличается наличием новых элементов: камеры льдообразования, ледовых теплообменников, пневмопроводов подачи льда, системы водосбора шахтного притока и талой воды и их связями с остальными элементами установки.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает,

что камеры льдообразования, ледовые теплообменники, пневмопроводы подачи льда широко известны. Известны также и системы водосбора шахтного притока. Однако при введении в указанной связи с остальные ми элементами установки вышеуказанные элементы проявляют новые свойства, что приводит к расширению границ практического применения установки кондиционирования воздуха в условиях повышения холодопотребности глубоких шахт и рудников. .... л.:. ....... ... ... ..-..;

На чертеже показана схема предлагаемой установки.

Установка кондиционирования воздуха шахт и рудников включает источник энергии - компрессорную станцию 1 с теплойспользующим абсорбционным агрегатом 2, распо- ложенный на дневной поверхности и остальные элементы, расположенные под

СО

8 §.

землей. К ним относится турбинный пнев- мопривод 3 со стационарной подземной машиной 4, например насосом главного водоотлива, камера льдообразования 5, имеющая на входе трубопровод 6 подачи воды части шахтного притока и пневмоп- ровод 7 подвода отработанного сжатого воздуха, на выходе соединенная пневмоп- роводами низкого давления 8 с ледовыми теплообменниками 9, к которым через одно- линейный трубопровод 10 подсоединены воздухоохладители 11. Теплообменники 9 снабжены вентиляторами 12 и эжекторами 13. Пневмопроводы 8 имеют регуляторы расхода 14, для подачи воды по трубопрово- дам б и 10 служат соответственно насосы 15 и 16.

Система 17 водосбора шахтного притока служит также и для отвода самотеком талой аоды из воздухоохладителей 11. Вса- сывающий трубопровод 18 и напорный 19 служат для откачки части шахтного притока, если в качестве стационарной машины 4 используется насос главного водоотлива, Сжатый воздух от компрессорной станции 1 подается на пневмопривод 3 по гжевмопро- воду 20.

Установка работает следующим обра- звм. Сжатый воздух от компрессорной стан- . ции 1 по .трубопроводу 20 под давлением 500-600 кПа подается на турЦйииый пневмопривод 3, где он срабатывается, приводя во вращение вал высоконашрнбго шнеко- центробежного насоса 4, осуществляющего одноступенчатый водоотлив чести шахтного притока из системы 17 через трубопроводы 18 и 19.

Отработанный воздух при температуре минус 40-50°С и давлении 350 кПа по трубопроводу 7 поступает в камеру яьдооб- разования 5, где, охлаждая воду шахтного притока, направляемую в камеру 5 по трубопроводу 6, образует гранулированный лед. Под действием остаточного давления в 200-150 кПа гранулы льда по пневмопрово- ду 8 транспортируются в ледовые теплообменники -9, где происходит теплообмен теплого воздуха, подаваемого вентиляторами 12, со льдом, Охлажденный воздух выхо- . дит в выработку из теплообменника 9 через эжектор 13. Полученная в результате таяния льда талая вода насосами 16 подается по трубопроводам 10 в воздухоохладители 11, откуда после теплообмена с рудничным воздухом она самотеком попадает в систему 17 водосбора шахтного притока. Отсюда часть воды насосом 4 через трубопроводы 13 и 19 выдается на поверхность, а оставшаяся

часть по трубопроводу 6 с помощью насоса поступает в камеру 5,

Эжектор 13 предназначен для обеспечения требуемых правилами техники безопасности перепадов температуры между теплым и охлажденным рудничным воздухом. Регуляторы 14 служат для поддержания требуемых соотношений расходов льда в пневмопрово- дах 8. Если нет необходимости в водоотливе части шахтного притока, то вместо насоса 4 может использоваться асинхронный электрогенератор (на чертеже не показан). Теплоис- пользующий абсорбционный агрегат 2 в зависимости от потребностей может производить высокопотенциальное тепло, либр холодную воду,

Предлагаемое решение за счет пневмотранспорта льда позволяет уменьшить, диаметры подающих трубопроводов до 0,2- 0,3 м(по сравнению с более чем метровыми для подачи холодного воздуха при той же холодильной мощности), а также повысить холодопроизводительность воздухоохладителей в 1,5-2 раза за счет увеличения перепада температур холодоносителя не менее, чем на 7-10°С. Положительным эффектом рассмотренных технических преимуществ по сравнению с прототипом является расширение границ практического применения заявляемой установки кондиционирования воздуха в условиях увеличения холодопот- ребности при разработке глубоких горизонтов.

Формула изобретения

Установка кондиционирования воздуха шахт и рудников, включающая компрессорную станцию с теплоиспользующим абсорбционным агрегатом, пневмопровод подачи сжатого воздуха трубопроводы водоотлива с арматурой, турбинный пневмопривод с насосом главного водоотлива и воздухоохладители,отличающаяся тем, что, с целью расширения границ практического применения установки в условиях увеличения хо- лодопотребности при разработке глубоких горизонтов, она снабжена ледовыми теплообменниками, камерой льдообразования, соединенной на входе с турбинным пнев- моприводом и с водосборником шахтного притока посредством трубопровода, а на выходе посредством пневмопровоДов низкого давления, снабженных регуляторами расхода - с ледовыми теплообменниками, к которым через однолинейные трубопроводы подсоединены воздухоохладители с незамкнутым контуром холодоносителя, причем ледовые теплообменники снабжены эжекторами.

Использование: кондиционирование рудничного воздуха. Сущность изобретения: установка содержит компрессорную станцию с теплойспользующим абсорбционным агрегатом/турбинный пневмопривод с насосом главного водоотлива, ледовые теплообменники и воздухоохладители. На выходе турбинного пневмопривода расположена камера льдообразования, соединенная с водосборником посредством трубопровода. Выход камеры льдообразования - пневмопроводами низкого давления, снабженными регуляторами расхода, сообщен с ледовыми теплообменниками, к которым через однолинейные трубопроводы подсоединеньг воздухоохладители с незамкнутым Контуром холодоносителя. Ледовые. теплообменники снабжены смесителями воздуха, например эжекторами. 1 ил.