ОХЛАДИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ Советский патент 1967 года по МПК E21F3/00 

У суи1,ествующих охладительных установок для кондиционирования шахтного воздуха, включающих турбокомпрессор, теплообменник и турбодетандер, при работе на влалшом воздухе обмерзает проточная часть турбодетандера.

В предлагаемой установке воздух (газ) расширяется в турбодетандере от заданного давления питающей нневмосети до давления окружающей среды в двух или более ступенях, нри этом после расширения на первой ступени к расширившемуся до промежуточного давления воздуху через кольцевую щель между ступенями подмешивается теплый воздух, идущий от турбокомпрессора в таком количестве, чтобы температура смеси была выще нуля и влага, находящаяся в смеси, не замерзала бы после расширения смеси на лопатках второй ступени; при расширении на последующих ступенях происходит подмешивание теплого воздуха аналогично тому, как. описано. Такое расширение сжатого воздуха в многоступенчатом турбодетандере с подмешиванием теплого воздуха между ступенями предотвращает намерзание льда в проточной части турбодетандера и обеспечивает нормальную работу установки }ia сжатом воздухе, не требующем специального удаления влаги из воздуха перед подачей его в турбодетандер для расширения. Благодаря подмешиванию теплого воздуха между ступенями турбодетандера повышается температура и количество воздуха, поступающего на последующие ступени турбодетандера, что улучшает процесс расщирения, повышает экономичность установки с воздушной холодильной машиной.

Для предотвращения намерзания влаги при выходе холодного воздуха из последней ступени турбодетандера предусмотрена также кольцевая щель для подмешивания теплого воздуха.

На фиг. 1 изображен турбоком-прессорный агрегат установки с воздушной холодильной машиной с двухступенчатым турбодетандером и двухступенчатым компрессором; на фиг. 2 показана принципиальная схема охладительной установки с воздушной холодильной машиной, включающей в себя турбокомпрессор, теплообменник и турбодетандер с предварительнььм подмешиванием теплого воздуха.

В зависимости от величины давления сжатого воздуха, подаваемого на турбодетандер, турбина выполняется с двумя, тремя и более ступенями.

Турбокомпрессорный агрегат, изображенный на фнг. 1, предназначен для установки с воздушной холодильной машиной, охлаждающей воздух в тупиковых выработках шахт, опасных по газу. Он работает па сжатом воздухе шахтной пневмосети, при этом для его работы

не требуется специальная осушка сжатого воздуха, так как мелсду первой ступенью / и второй ступенью 2 в кожухе турбодетандера выполнена кольцевая щель а для подмешивания теплого воздуха, поступаюш,его от центробежного компрессора, имеющего рабочее колесо 3 первой ступени и рабочее колесо 4 второй ступени. Рабочие колеса турбины и компрессора неподвижно закреплены на общем валу 5, который вращается в подшипниках 6, для предотвращения намерзания влаги при выходе холодного воздуха со второй ступени в корпусе турбодетандера выполнена кольцевая щель b для подмешивания теплого воздуха, подаваемого в установку с помощью вентилятора местного проветривания.

В установке, изображенной на фиг. 2, сжатый воздух из щахтпой пневмосети 7 поступает на первую ступень турбодетандера и расширяется здесь до промежуточного давления в камере 8 смещива-ния в проточной части между ступенями турбины. Это давление выбирается таким, чтобы влага не замерзала на стенках проточной части рабочего колеса турбины. Холодный воздух, поступающий с турбины, смешивается в проточной части с теплым воздухом, поступающим из кольцевой ка-меры В в корпусе турбодетандера через щель а, соединяющую кольцевую камеру и проточную часть турбины. После смешивания температура и количество воздуха, поступающего на вторую ступень турбины, увеличиваются, при этом температура смеси поддерживается на таком уровне, чтобы не происходило замерзания влаги на лопатках при расщиреНИИ воздуха в турбине.

Охлажденный воздух после расширения в турбине смещивается с теплым воздухом, постуггающим через кольцевую щель b в кольцевой камере 10, в корпусе турбодетандера на выходе из последней ступени, при этом количество воздуха выбирается таким, чтобы температура смеси превыщала 0°С и влага из воздуха не замерзала на стенках выходного капала IL

После смешивания с теплым воздухо)М, поступившим со свежей струи по каналу 12, охлажденный воздух подается в забой по воздуховоду 13.

Мощность, отдаваемая валу турбинами, воспринимается в компрессоре рабочими колесаМИ, свежий воздух при этом всасывается компрессором из вентиляционного трубопровода 14 через фильтр 15 и всасывающий патрубок 16. После сжатия в компрессоре воздух нагревается и по нагнетательному трубопроводу П подается в теплообменник 18, где по трубкам идет горячий воздух от компрессора, а по межтрубному пространству - охлаждающий воздух от тупикового забоя. Охлажденный в теплообменнике сжатый воздух по трубопроводу 19 поступает в кольцевую камеру 9, откуда через щель а поступает в камеру 8 в проточной части турбины. Далее воздух попадает в турбину 2, а затем после расширения и охлаждения в ней смешивается и подается в забой охлаждаемой тупиковой выработки по воздуховоду 13.

Предмет изобретения

Охладительная установка для кондиционирования шахтного воздуха в тупиковых выработках шахт, опасных по газу, включающая турбокомпрессор, соединенный с теплообменником, и многоступенчатый турбодетандер, отличающаяся тем, что, с целью устранения обмерзання проточной части турбодетандера при работе на влажном воздухе и повышения к. п.д. установки, корпус турбодетандера за каждой ступенью турбины выполнен с кольцевой камерой, соединенной щелью с проточной час.тью турбины и связанной патрубком с теплообменником для подачи от турбокомпрессора воздуха заданных оптимальных параметров.