(54) ШАХТНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЭКСПРЕСС-ГАЗОАНАЛИЗАТОР
1
Изобретение относится к устройствам, служащим для определения характера изменения концентрации ядовитых в горных выработках непосредстзенно после массовых взрывов, когда присутствие там человека не представляется возможным.
Известны нестационарные газоанализаторы, основанные на использовании реакций, протекающих в индикаторных трубках между определяемым газом и специальмьом реактивом в процессе просасывания через трубки загазованного воздуха и предназначенных для экспресс-определения концентрации ядовитых газов в рудничной атмосфере Ij.
Недостатком этих приборов является то, что при работе с ними необходимо постоянное присутствие человека.
Известен также .автоматический прибор для определения концентрации ядовитых газов после взрывных работ в подземных выработках. Аспиратор газоопределителя в этом приборе до начала взрыва находится с сжатом положении и удерживается в нем капроновой нитью. На капроновую нить накручена нитьнакала, которая чёре;
сейсмический пускатель соединена с источником питания. Во время взрыва срабатывает сейсмический пускатель, нить накала нагревается и пережигает капроновую нить. Аспиратор разжимается и засасывает газовоздушную среду через индикаторную трубку 2J.
Недостатками известного газоанализатора является одноразовый анализ
O проб после взрыва, что дает возможность определить начальную концентрацию ядовитых газов, а постоянно открытый внешний конец индикаторной трубки в газовой атмосфере завышает
5 замеренную концентрацию ядовитых газов в выработках, так как реакция в этом случае протекает до непосредственного анализа и после него,, анализ проб осуществляется только при объеме просасывания 100 мл воздуха (объем аспиратора), что при малых концентрациях ядовитых газов значительно снижает точность полученных результатов.
5 Наиболее близким по технической сущности к изобретению является шахтный автоматический экспресс-газоанализатор со стандартными индикаторными трубками, содержащий пневматический исполнительный механизм, управля емый пружинно-приводным механизмом, кинематически связанньви с .часовым программным механизмом 3.
Однако И это устройство не обладает достаточной точностью при измерениях.
Цель изобретения - увеличение точности определения изменения концентрации газов после взрывов во времени. .
Поставленная цель достигается тем, что в шахтном автоматическом экспрессгазоанализаторе со стандартными индикаторными трубками, содержащем пневматический исполнительный механизм управляемый пружинно-приводным механизмом, кинематически связанным с часовым программным механизмом, пневматический исполнительный механизм выполнен в виде снабженного по окружности гнездами для индикаторных трубок цилиндра с двумя поршневыми парами, связанными общим подпружиненным с одного торца штоком.
На фиг. 1 схематически изображены программный механизм, часть приводнопускового механизма и механизм отбчета и управления объема просасываемого воздуха; на фиг. 2 - часть приводно-пускового механизма и исполнительный механизм.
Шахтный автоматический экспрессгазоанализатор состоит из программного механизма 1, приводно-пускового механизма 2,пневматического исполнительного механизма 3 и механизма 4 для отсчета и управления объема просасываемого воздуха.
Програ1У1мный механизм 1 состоит из лопатки 5, часового механизма б, лимба 7 времени, содержащего спицы 8, и фиксатора 9 часового механизма 9.
Приводно-пусковой механизм 2 состоит из рычага 10 пуска, фикса.тора 11 груза 12 шарниров 13, тормоза 14, шестерни 15, редуктора с храповым колесом 16, пружины 17, рычага 18 возврата, зацепа 19, кулачкового диска 20, на котором расположены кулачки 21 (1 шт.) и 22 (12 шт.) для открытия всасывающих 23 и перепускного 24 клапанов исполнительного механизма. На клапанах 23, 24 имеются пружины 25 возврата.
Исполнительный механизм имеет форр цилиндра 26, по окружности которого расположены гнезда 27 для инг дикаторных трубок и канал 28 для подачи сжатого воздуха. Цилиндр содержит две поршневце пары, связанные об;щим, подпружиненным с одного торца штоком, т. е. состоит из рабочего ци линдра 29, рабочего поршня 30, штока 31, всасываемого поршня 32, цилинд ра 33, рабочего клапана 34 с каналом 35, тяг 36 со сторонами 37, планки 38 и пружин 39. С торца к цилиндру 26 накидной гайкой 40 прижимается -крышка 41 с уплотнением 42,
В крышке имеются отверстия 42 для .прохождения тяг 36 и штока 31, упоры 44, а также каналы 45 (12 шт.) для всасывания анализируемого воздуха и канал 46 удаления отработанного сжатого воздуха, внешние отверстия этих каналов закрыты плотным фильтром ,47, выполненным из нихромной прово1ЛОКИ. Фильтр 47 предохраняет каналы 45, 46 от загрязнения и не позволяет непосредственно соприкасаться внешним концом индикаторнйх трубок 48 с анализируемой средой до начала отбора проб, что значительно повышает точность замера. Количество индикаторных трубок соответствует необходимому числу замеров (до 12).
Для удаления проанализированного воздуха из цилиндра служит канал 49 и клапаны 50.
Работа исполнительного механизма осугцествляётся за счет сжатого jdso3духа, который поступает через редуктор 51 в канал 28 из баллона 52, куда он нагнетается насосом 53 до давления приблизительно 15 атм, измеряемого манрметром 54.
Механизм отсчета объема просасываемого воздуха состоит из тяги 55 (фиг. 1 и 2), собачки 56, пружины 57, храпового колеса 58 количества качков .и двенадцати спиц 59 количества качков. Весь прибор закрывается металлическим кожухом и оградительной решеткой.
Перед установкой прибора на места отбора газовых проб необходимо установить спицы 8 лимба 7 времени на необходимое для отбора каждой пробы время в пределах до 4-х часов. Первые спицы храпового колеса 58 количества качков ставят через зуб, а остальные - через 10 зубов. Это дает возможность просасывать Через индикаторные трубки 48 .соответственно по 100 m и 1000 мл анализируемой газовоздушной среды.
Лимб 7 времени и храповое колесо 58 количества качков ставят в начальное положение. Заводят пружину 17 редуктора и проворачивают храповое колесо 16 вместе с кулачковым диском 20 в начальное-положение которое означает, что клапаны 23, 24 находятся в закрытом положении и после начала работы будет открыт всасывающий клапан первой индикаторной трубки 48 и далее по порядку. Затем насосом 53 накачивают воздух в баллон 52, заводят часовой механизм 6 и стопорят его фикса-гором 9 . Откручивают накидную гайку 40 и отделяют крышку 41 с уплотнением 42 от основного цилиндра 26 и в углубления 27 вставляют индикаторные трубки 48 с предварительно .отломленными концами, надевают, на внешние концы трубок 48 уплотнитель и ставят крышку 41 на 5 место, плотно прижимая ее накидной гайкой 40, Затем прибор полугермети чески закрывается металлическим кожухом, незакрытой остается только крышка 41, на которой расположены каналы 45, 46 для всасывания и удаления воздуха . Эта крышка предохраняется от возможных ударов оградительной решеткой. В верхней части предохранительного кожуха находится лопатка 5, а также кнопка для сброс фиксатора 9 часового механизма б. На месте .установки прибора необходимо поднять лопатку 5, которая в поднятом положении также фиксирует часовой механизм б, а затем кнопкой сбросить фиксатор 9. в таком положе НИИ прибор готов к работе. Устройство работает следующим об разом. После опрокидывания лопатки 5 от воздушной волны, возникающей при ве дении взрывных работ, запускается часовой механизм 6, который вращает лимб 7 времени, и спицы 8 лимба вре мени давят на рычаг 10 пуска-. Этот рычаг, срываясь с фиксатора 11, опу скается под действием груза 12 и через шарниры 13 поднимает тормоз 1 который освобождает шестерню 15 редуктора храпового колеса 16. Под действием пружины 17 храповое колесо 16 начинает вращаться. Зуб храпового колеса 16 поднимает рычаг 18 возврата, который посредством при цепа 19 возвращает рычаг пуска в исходное положение и происходит торможение шестерни 15. При этом цикле храповое колесо поворачивается на 1/24 -оборота. Вместе с храповым колесом 16 поворачивается и находящийся с ним на одной оси кулачковый .дис 20, который открывает при этом посред ;твом кулачка 21 всасывающий клапан 23, а посредством кулачка 22 перепускной клапан 24. Сжатый воздух из баллона 52 через редуктор 51., клапан 24 и канал 28 поступает в полость рабочего цилиндра 29 и заставляет перемещаться рабочий поршень 30 вправо, одновременно вместе с ним начинает передвигаться находящийся с ним на одной оси 31 всасывающий поршень 32, который создает разряжение в цилиндре 33, в результате чего анализируемый воздух Через фильтр 47 и канал 45 поступает в индикаторную трубку 48, а просасывающий клапа 23 поступает в цилиндр 33, Одновременно при движении штока 31 перемещается планка 38, которая передвигает тягу 55 и собачку 56 (фиг. 1). Пе ремещение ,поршней 30, 3-2 происходит до тех пор пока рабочий клапан 34, помещенный на штоке. 31, не упрется в упоры 44, после этого он открываетсй и сжатый воздух их рабочего цилиндра 29 по каналам 35.и 46 выходит в атмосферу, в то же время под действием пружин 39 шток 29 с поршнями 30 и 32 начинает возвращаться в исходное положение, при этом поршень 32 выдавливает через канал 49 и клапан 50 проанализированный воздух. При обратном ходе штока 31 тяга 55 посредством собачки 56 и пружины 57 перемещает на один зуб храповое колесо 58 количества качков, а рабочий клапан 34 в конце пути посредством тяг 36 и упЬров 37 закрывается, таким образом, снова создавая возможность для движения рабочего поршня под действием сжатого воздуха и соответственно повторного просасывания анализируемого воздуха через индикаторную трубку 48. За один ход всасывающего поршня 32 через индикаторную трубку 48 просасывается 100 МЛ анализируемой воздушной массы. Этот цикл повторяется до тех пор, пока спица 59 количества качков не надавит на рычаг 10 пуска и тот, в свою очередь,, не освободит шестерню 15 и храповое колесо 16 не повернется еще на один зуб. Вместе с ним кулачковый диск, который освобождает клапаны 23, 24 и оси, под действием пружины 25 закрывается, прекращается просос воздуха через индикаторную трубку, а за счет перепускного клапана прекращается и подача воздуха в рабочий цилиндр, а следовательно, прекращается работа всего исполнительного механизма. Рычаг 10 пуска возвращается в исходное положение. Отбор следующей пробы начинается после того, как в заданный промежуток времени следующая спица лимба , времени надавит на рычаг пуска..Дальт нейшая работа прибора осуществляется описанным способом, при этом, при каждом новом повороте кулачкового диска открывается следующий по порядку всасывающий клапан 23, а следовательно,, отбор проб воздуха и их анализ происходит в разные трубки. Такое конструктивное выполнение экспресс-газоанализатора дает возможность с достаточной точностью определить характер изменения коцентрации ядовитых газов в рудничной атмосфере после массовых взрывов во времени за счет неоднократного отбора и анализа проб. Кроме таго, прибор транспортабелен, устойчив к действию ударных воздушных волн, поэтому может быть использован при замерах и выработках, непосредственно прилежащих к местам ведения взрывных работ. От применяемых в ангшогичных условиях робоотборников отличается отсутстием необходимости последующей транпортировки газовых проб в лаборатоию.
Формула изобретения
Шахтный автоматический экспрессгазоанализатор со стандартными индикаторными трубкамиу содержащий пневматический исполнительный механизм, управляемый пружинно-приводным механизмом, кинематически Связанным с часовым программньммеханизмом, о т ли-чающийся тем, что, с цель увеличения точности определения изменения концентрации газов после взрывов во времени,пневматический исполнительный механизм выполнен в виде снабженного по окружности гнездами для индикаторных трубок цилиндра с двумя поршневыми парами, связанными общим подпружиненным с одного торца штоком.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
Q аэрогазодинамических процессов при производстве массовых взрывов в условиях шахт Кривбаса. Кандидатская диссертация.
№ 265547, кл. G 01 N 1/24, 1968 (прототип).
п
ь. R; г ts
л
3)
