Понизитель давления Советский патент 1982 года по МПК E21F3/00 

(5) ПОНИЗИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

I -

Изобретение относится к горному делу, кондиционированию рудничного воздуха, и может быть использовано в качестве устройства, служаще.го для понижения давления энергоносителя в системах холодоснабжения шахт .с холодильными установками, расположенным, на поверхности.

Известен понизитель давления, в качестве которого используется гидротурбина Пельтона, срабатывающая давление столба первичного энергоносителя, причем часть энергии турбины передается насосу, перекачивающему отработанный энергоноситель на поверхность Г11.

Недостатком этого устройства является низкий коэффициент полезного действия.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является понизитель давления, включающий герметичные емкости в виде цилиндров с крышками, разделенные перегородками на два отсека, трубопроводы высокого и низкого давления для подачи энергоносителя, циркуляционные насосы и золотниковый распределительный блок, состоящий из цилиндрического корпуса со штуцерами для подключения к трубопроводам высокого и низкого давления, золотника, установленного внутри корпуса и образующегося с внутренней поверхностью корпуса полукольцевые полости, и подпружиненного штока, при этом разделительные перегородки выполнены в виде поршней 2 .

Цель изобретения - повьшение экономичности и надежности понизителя давления.

Поставленная цель достигается тем, что крышки цилиндрических емкостей снабжены клапанами со штоками и импульсными трубками, при этом импульсные трубки соединены с клапанами и золотниками через трубопроводы, служащие для подачи энергоносителя высокого и низкого давления, а штоки клапанов сообщены с поршнями цилиндров посредством отверстий, выполненных в крышках. На чертеже показан понизитель давления, разрез. Понизитель давления состоит из цилиндрических герметичных емкостей .1 и 2 со свободно перемещающимися в них разделительными поршнями 3 и . На крышках 5 и 6 герметичнь1х емкостей и 2 размещены клапаны 7)0. Каждый клапан 7-10 содержит пружину 11, поджимающую диск клапана 12 и жестко соединен со штоком 13, входящим сквозь отверстие с сальниковым уплотнителем k в цилиндр. Клапаны служат для открывания и закрывания импульсных трубок 15-22, соединяющих линии высокого давления 23 и 2 и линии низ кого давления 25 и 26 с корпусами золотниковых блоков 27 и 28 с торцовых сторон. Для этого служат также трубки . Корпуса золотниковых блоков 27 и 28 представляют собой полные цилиндры, внутри которых размещены поршневые золотники 33 и З. Золотниковый блок 27 соединен с цилиндрической герметичной емкостью 1 при помощи труб 35 и 36, золотниковы блок 28 соединен с емкостью 2 трубами 37 и ЗВ и взаимно золотниковые блоки 27 и 28 соединены трубами . Штуцеры труб расположены в корпусах золотниковых блоков 27 и 28 на одинаковом расстоянии один от другого,равном диаметру трубы. На та ком же расстоянии от крайних труб 39 42 расположены торцы золотниковых блоков 27 и 28, Поршни золотников 33 и З расположены на расстоянии двух диаметров трубы и ход золотников 33 и 3 равен одному диаметру тр бы , Работу системы понижения давления обеспечивают циркуляционные насосы 4 и i. Понизитель давления работает следукнцим образом. Как показано на чертеже, на перво этапе холодный энергоноситель при по мощи насоса 43 по трубам 23 подают в трубу Q, из которой он поступает в золотниковый блок 27. Из золотниково го блока 27 поток энергоносителя по трубе 35 поступает в герметичную емкость 1 и с помощью поршня 3 вьпкимае в трубу 36 отепленный энергоноситель который далее, через золотниковый лок 27, трубу Ц2 попадает в трубопроод 2, выдающий отработанный энергооситель на поверхность. Одновременно с этим насос kk подат с рабочего горизонта по трубопрооду 25 отепленный энергоноситель, который по трубе 1 попадает в золотниковый блок 28, откуда по трубе 38 в герметичную емкость 2, Отепленный энергоноситель, воздействуя на поршень k, вытесняет холодный энергоноситель через трубу 37, золотниковый блок 28, в трубопровод 26 к потребителю холода. Когда поршень приблизится к крышке 6 емкости 2, он воздействует на штоки 13 клапанов 9 и 10, сжимает пружины 11 и перемещает диски 12 клапанов 9 и 10, приводя их в открытое состояние, В результате этого водэ из импульсной трубки 20 попадает в трубку 19 и давление черрз импульсные трубки 30 и 31, с которыми соединена импульсная трубка 19, передается золотникам 33 и 3. Золотник 33 перемещается в сторону импульсной трубки 29, вытесняя а нее воду, которая через импульсные трубки 29 и 22, клапан 10 и импульсную трубку 21 поступает в трубопровод 26 циркуляционной системы линии низкого давления. Одновременно с этим золотник 3 перемещается в сторону импульсной трубки 32, вытесняя в нее воду, которая также по импульсной трубке 22, клапану 10, импульсной трубке 21 поступает в трубопровод 26. В результате движения золотника 33 перекрывается доступ энергоносителя в герметичную емкость 1 по трубам 40 и 42 и открывается движение по трубам 39 и 41, а движение золотника 34 приводит к перекрытию труб 39 и 41 и открыванию труб 40 и 42 для поступления потока энергоносителя в герметичную емкость 2. Первый этап цикла заканчивается тем, что емкость 1 заполнена холодным, а емкость 2 - отепленным энергоносителем. В результате переключения золотников 33 и 34 во втором этапе работы понизителя давления холодный энергоноситель, подаваемый с поверхности насосом 43 по трубам 23 и 40, поступает в золотниковый блок 28 и через трубу 37 в герметичную емкость 2, Поршень 4 емкости 2 под действием потока холодного энергоносителя движется

в сторону трубы 38, вытесняя через нее в золотниковый блок 28 отепленный энергоноситель по трубам «2 и 2 на поверхность. Когда поршень отходит от крышки 6 цилиндрической емкости 2 и теряет связь со штоками 13 клапанов 9 и 10, последние под действием пружин и при помощи блоков 12 перекрывают импульсные трубки 19-22.

Одновременно с движением поршня 4 герметичной емкости 2 поршень 3 герметичной емкости 1 приводится в движение энергоносителем, поступающим в результате работы насоса . Отепленный энергоноситель по трубопроводам 25 и 41 подается через золотниковый блок 27 в трубу 26, откуда поступает в герметичную емкость 1, При помощи поршня 3 отепленный энергоноситель вытесняет холодный энергоноситель Б трубу 35 и через золотниковый блок 2 и трубу 39 в трубопровод 26 к потребителю холода.

Второй этап, а вместе с ним и цикл работы понизителя давления, заканчивается, когда герметичная емкость 1 будет заполнена отепленным и емкость 2 - холодным - энергоносителем и клапаны 7, 8 под напором поршня 3 откроются и соединят концы импульсных трубок . Вода из трубопровода 23 под действием насоса 3, по импульсной трубке 17 поступит в клапан 8, импульсную трубку 18 и трубки 29 и 32. Под давлением этой воды золотники 33 и 3 подвинутся в сторону трубок 30 и 31, по которым, вытесненная золотниками 33 и 3 вода поступит через импульсную трубку 16, клапан 7, импульсную трубку 15 в трубопровод 2k, Золотники 33 и 3 займут первоначальное положение, результатом которого будет перекрытие золотником 33 труб 39, и открытие труб

40, k2 и перекрытие золотником 3 труб 0, 2 и открытие труб 39, I.

Преимуществом предполагаемого изобретения является отсутствие жесткой связи между отдельными узлами понизителя давления, т. е. независимая работа герметичных емкостей и золотниковых блоков. Это дает возможность повысить надежность и экономичность устройства за счет уменьшения громоздкости и возможности компоновать устангвку сообразуясь с имеющимися объемми или с возможностью экономии объемов горных работ.

Формула изобретения

Понизитель давления, включающий герметичные.емкости в виде цилиндров с крышками, разделенных свободно перемещаемыми поршнями, золотниковые распределители потоков и трубопроводы для подачи энергоносителя высокого и низкого давления, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности, крышки цилиндрических емкостей снабжены клапанами с штоками и импульсными трубками, при этом импульсные трубки соединены с клапанами и солотниками через трубопровод для подачи энергоносителя высокого и низкого давления, а штоки клапанов сообщены с поршнями цилиндров посредством отверстий, выполненных в крышках.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. 21 f 3/00, 1979 (прототип).