Установка для проветривания карьеров Советский патент 1980 года по МПК E21F1/00 

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано для проветривания глубоких карьеров.

Известно устройство для проветривания карьеров, включающее трубопроводы для подачи топлива, насосные агрегаты и форсунки, укрепленные на поворотной пространственной ферме 1.

Недостатком этого устройства является низкая полнота сгорания топлива, что приводит к значительному загрязнению воздушного бассейна окружаюш,его карьер.

Известна установка для проветрирования карьеров, включающая тягач, транспортировочную платформу, генератор высокотем пературных струй с камерой сгорания, системы подачи воздуха и топлива 2.

Недостатком этой установки является то, что для ее продуктивной работы требуется полное сгорание жидких топлив, что не предусмотрено на этих установках. Учитывая, что тепловая мощность таких установок составляет десятки тысяч киловатт, а расход топлива - несколько тонн в час, то такая низкая полнота сгорания приводит к значительному загрязнению атмосферы карьера.

Целью изобретения является снижение токсичности продуктов сгорания топлива за счет использования в качестве топлива водотопливной эмульсии и обеспечения ее приготовления в необходимом процентном соотношении непосредственно перед подачей в камеру сгорания генератора высокотемпературных струй, а также повышение качества эмульсии и повышение ее устойчивости. Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена емкостью с водой, вспомогательными насосами с входной и выходной магистралями для подачи воды и топлива, регулирующим клапаном, выполненным с двумя входными, одним выходным каналами, и снабженным приводом, смесителем, шестеренчатым насосом и датчиком

концентрации водотопливной змульсии, при этом регулирующий клапан одним входным каналом сообщен с выходной магистралью насоса для подачи топлива, другим - с выходной магистралью насоса для подачи

20 воды, а выходным каналом - со смесителем, который, в свою очередь, соединен с шестеренчатым насосо.м, на выходе которого установлен датчик концентрации водотопливной эмульсии, имеющий обратную связь с приводом регулирующего клапана, а с целью повышения качества эмульсии и повышения ее устойчивости, выходная магистраль насоса для подачи воды снабжена средством для магнитной обработки воды. На фиг. 1 изображен общий вид установки для проветривания карьеров, на фиг. 2 - схема регулирующего клапана в разрезе. Установка для проветривания карьеров включает тягач 1 с электрогенератором 2, транспортировочную платформу 3, на которой установлен генератор высокотемпературных струй 4 с камерой сгорания, вентилятор 5 , система подачи топлива 6, емкости для воды 7 и топлива 8, регулирующий клапан 9 с входными 10 и 11 и выходными 12 каналами, и приводом 13, вспомогательные насосы 14 и 15 соответственно с входной 16, 17 и выходной 18, 19 магистралями для подачи воды и топлива, смесители 20, шестеренчатый насос 21 и датчик 22 концентрации водотопливной эмульсии, имеющий обратную связь 23 с приводом регулирующего клапана 13. В свою очередь, выходная магистраль 18 насоса 14 снабжена средством 24 для магнитной обработки воды. Регулирующий клапан имеет золотники 25 и 26 воды и топлива соответственно соединенные общим щтоком 27, который соединен с приводом 13. Золотник 25 может передвигаться по штоку 27 при вращении винта 28. Смеситель 20 и шестеренчатый насос 21 сообщены трубопроводом 29. Регулировочный клапан 9 посредством входного канала 10 сообщен с выходной магистралью 19 насоса 15 для подачи топлива, а посредством другого выходного канала 11 - с выходной магистралью 18 насоса 16 для подачи воды, а выходным каналом 12 сообщен со смесителем 20. Работает установка для проветривания карьеров следующим образом. При стационарном положении двигатель тягача соединяется кинематически с электрогенератором 2, который питает электроэнергией все потребители: двигатели вентилятора 5, привод 13 регулирующего клапана 9, вспомогательные насосы 14 и 15, шестеренчатый насос 21 и цепи управления. Вспомогательные насосы 14 и 15 подают воду и топливо из емкостей, 6, 8 под необходимым давлением (2-5 атм) к регулирующему клапану 9. В зоне магнитного поля средства магнитной обработки 24 изменяется величина поверхностного натяжения воды, что способствует лучшему смещению воды с топливом и облегчает эмульгирование. В полости регулирующего клапана 9 происходит смешение воды и дизельного топлива, которое продолжается в смесителе 20. Смеситель обеспечивает дробление капель воды до величины порядка 0,01-0,05мм и равномерно распределяет капли воды в объеме. Непосредственно со смесителя жидкость подается на щестеренный насос 21, который является одновременно эмульгатором. Для того, чтобы не допустить расслоения воды и топлива после смесителя необходимо, чтобы трубопровод 29, соединяющий смеситель и насос были по возможности короче, а время прохождения смеси от смесителя до насоса составляло не более 0,2- 0,3 с. Подготовленная таким образом смесь, попадая в щестеренный насос 21 перетирается в капли размером 0,005-0,001 мм, что обеспечивает устойчивость эмульсии до момента ее сжигания на форсунках генератора высокотемпературных струй. Эмульсия, составленная из обработанной в магнитном поле воды с указанным размером капель дисперсной фазы сохраняется в течение нескольких часов без изменения своих свойств. Датчик 22 концентрации водотопливной эмульсии работает по принципу измерения диэлектрической постоянной эмульсии, которая зависит от концентрации воды и эмульсии. Датчик связан обратной связью 23 с приводом 13 регулирующего клапана 9. При увеличении концентрации воды по сравнению с заданной привод 13 перемещает щток 27 так, что золотник 25 воды уменьшает проходное сечение, а золотник 26 топлива увеличивает проходное сечение. При уменьщении концентрации воды осуществляется обратный ход штока 27. Для увеличения диапазона регуутирования предусмотрен винт 28 регулирующий положение золотника 26 топлива. Эта конструк ция клапана обеспечивает возможность подачи эмульсии с концентрацией воды от О до 40%. Такой широкий диапазон регулирования дает возможность не только уменьшить токсичность продуктов сгорания, но и изменить начальные параметры струи: расход, температуру и влажность. Это оказывается полезным, так как при достаточно большой влажности наружного воздуха содержание влаги в струе увеличивает дальнобойность струи создаваемой установкой. В настоящее время натурная однокамерная модель установки для проветривания карьеров с применением в ней эмульсии в качестве топлива испытана в условиях гранитного карьера. Применение воды показало возможность снижения содержаний СО в два раза и снижение окислов азота в 1,5 раза. Применение установки для проветривания карьеров позволит получить уменьшение содержания токсичных примесей, улучшит условия труда горнорабочим в карьере и снизит загрязнение возду1пного бассейна. Формула изобретения 1. Установка для проветривания карьеров включающая тягач, транспортирующую

платформу, генератор высокотемпературных струй с камерой сгорания, системы подачи воздуха и топлива, отличающаяся тем, что, с целью снижения токсичности продуктов сгорания топлива за счет использования в качестве топлива водотопливной эмульсии и обеспечения ее приготовления в необходимом процентном соотношении непосредственно перед подачей в камеру сгорания генератора высокотемпературных струй, установка снабжена емкостью с водой, вспомогательными насосами с входной и выходной магистралями для подачи воды и топлива, регулирующим клапаном, выполненным с двумя входными, одним выходным каналами, и снабженным приводом, смесителем, шестеренчатым насосом и датчиком концентрации водотопливной эмульсии, при этом регулирующий клапан одним входным каналом сообщен с выходной магистралью насоса для подачи топлива, другим - с выходной магистралью насоса для подачи воды, а выходным каналом - со смесителем, который, в свою очередь, соединен с шестеренчатым насосом, на выходе которого установлен датчик концентрации водотопливной эмульсии, имеющий обратную связь с приводом регулирующего клапана.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества эмульсии и повышения ее устойчивости, выходная магистраль насоса для подачи воды снабжена средством для магнитной обработки воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 311009, кл. Е 21 С, 47/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 623978, кл. Е 21 F 1/00, 1976 (прототип).

Фаг. 2