Устройство для автоматического отвода воды из дегазационного трубопровода Советский патент 1982 года по МПК E21F17/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОТВОДА ВОДЫ ИЗ ДЕГАЗАЦИОННОГО ТРУБОПРОВОДА

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для автоматического удаления воды из дегазационных трубопроводов при дегазации угольных шахт.

Известно устройство для автоматическо- 5 го отвода воду из дегазационного трубопровода, включающее корпус, соединительный патрубок и поплавок 1.

Недостатком этого устройства является его низкая эффективность и надежность в ,Q работе.

Известно устройство для автоматического отвода воды из дегазационного трубопровода, включающее корпус с обратным и воздуховпускБым клапаном, поплавок с за закрепленным на нем клапаном и толкате- 15 лем открывания воздуховпускного клапана и соединительный патрубок для соединения корпуса устройства с дегазационным трубопроводом 2.

Недостатком этого устройства является Q его низкая надежность в работе, так как при малых значениях разрежения в дегазационном трубопроводе наблюдается малое перемещение поплавка при переходе устройства из состояния «Заполнение водой в состояние «Слив воды и наоборот. Кроме того, установлена, целесообразность увеличения производительности устройства без увеличения его размера по высоте, учитывая необходимость установки устройства ниже уровня дегазационного трубопровода, проложенного в ограниченном пространстве горных выработок.

Цель изобретения - повышение производительности устройства и надежности работы в широком диапазоне значении разрежения в дегазационном трубопроводе без увеличения размеров устройства по высоте.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено воздухоотводной трубкой, соединяющей его корпус с дегазационным трубопроводом и дополнительным обратным клапаном, установленным в соединительном патрубке, при этом клапан, закрепленный на поплавке, установлен с возможностью перекрытия канала воздухоотводной трубки, а поплавок выполнен в виде двух: усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - зависимости подъемной сиЛЬ поплавков переменного непостоянного сечений..

Устройство состоит из корпуса 1, снабженного обратным клапаном 2 для слива воды, воздуховпускным клапаном 3, соединительным патрубком 4 для присоединения устройства к де1 азационному трубопроводу 5 в месте скопления воды и воздухооводной трубкой 6 для соединения с верхней (не заполненной водой) частью дегазационного трубопровода 5.

Соединительный патрубок 4 снабжен обратным клапаном 7. Внутри корпуса 1 устройства находится поплавок 8 выполненный в виде двух усеченных конусов, соединенных меньшими основаниями, который может перемещаться в вертикальном направлении по направляющей 9, .исключающей возможность поворота поплавка вокруг вертикальной оси. На поплавке закреплены толкатель 10 открывания воздуховпускного клапана 3 и клапан 11 для перекрытия воздухоотводной трубки 6.

Устройство работает следующим образом.

При соединении с дегазационным трубопроводом в корпусе 1 устройства создается разрежение, равное разрежению в дегазационном трубопроводе. Поплавок 8 находится в нижнем положении и клапан 11 не перекрывает воздухоотводную трубку 6. На клапанах 2 и 3 за счет разности давлений создаются усилия, под действием которых они закрываются. Клапан 7 находится в нейтральном приоткрытом состоянии и не препятствует поступлению воды из дегазационного трубопровода 5 через патрубок 4 в корпус устройства. Вода заполняет корпус и уровень ее повышается.

При достижении водой уровня ватерлинии поплавка, последний всплывает и перемещается вверх до соприкосновения толкателя 10 с рабочей поверхностью клапана 3. Поскольку клапан 3 прижат к кромке воздуховпускного отверстия с определенным усилием за счет разрежения в корпусе, дальиейший подъем поплавка прекращается. По мере дальнейшего повышения уровня подъемная сила поплавка увеличивается и усилие толкателя 10 достигает величины, достаточной для открывания клапана 3.

При открывании этого клапана поплавок скачкообразно перемещается вверх и клапан 11 перекрывает воздухоотводную трубку 6. Так как клапан 3 открыт, давление в корпусе устройства .выравнивается с атмосферным, обратный клапан 7 закрывается, а обратный клапан 2 открывается и вода вытекает из корпуса устройства.

При понижении уровня ниже ватерлинии поплавок не перемещается вслед за уровнем воды, а зависает на клапане 11, где за счет разности давления создается удерживающее поплавок усилие. По мере понижения уровня открывающее усилие от веса поплавка

возрастает и достигает величины, достаточной для открывания этого клапана.

При открывании клапана 11 поплавок скачкообразно перемещается вниз, корпус устройства сообщается с дегазационным трубопроводом и работа устройства осуществляется в описанной выше последовательности.

Для иллюстрации преимущества устройства с поплавком переменного сечения (фиг. 2) показаны зависимости подъемной силы F поплавков переменного сечения (кривая А) и постоянного сечения (прямая В) от глубины их погружения Я , развивающих при полном погружении равные усилия Рмакс.

При малых значениях разрежения в газопроводах, составляющих 10-20% от верхнего значения , усилия РЛИК возникающие на клапанах 3 и 11 (фиг. 1) и преодолеваемые поплавком, также составляют 10-20% от Р„акс (фиг. 2).

Для преодоления усилия F, при заполнении корпуса водой поплавок постоянного сечения погружается от ватерлинии на глубину ohj, и после открытия клапана 3 на это же расстояние поднимается вверх (которое иногда не достаточно для закрытия клапана 11), а поплавок переменного сечения погружается на значительно большую глубину oh (oh 3 - 56h,) и после открытия клапана 3 совершает «Скачок вверх на большее расстояние вполне достаточное для перекрытия клапаном 11 воздухоотводной трубки и отключения корпуса от дегазационного трубопровода. Аналогичные взаимодействия поплавка и клапанов происходят при сливе воды.

Значительно большая подвижность поплавка переменного сечения существенно повышает надежность переключения клапанов и, соответственно, надежность работы устройства в целом.

Для симметричности характеристики переключения клапанов,через которые в устройстве протекает одна и та же среда (воздух), сечения проходных отверстий клапанов приняты равными, а поплавок выполнен симметричным относительно- ватерлинии в виде двух усеченных конусов, соединенных меньщими основаниями, с отношением полного объема поплавка к объему вытесняемой за счет его массы воды, равным 2:1.

Экспериментальные исследования подтвердили преимущества и целесообразность предлагаемых усовершенствований устройства. Использование предлагаемых устройств ДЛ9 автоматического отвода воды из дегазационного трубопровода будет способствовать повышению эффективности работы шахтных дегазационных систем и сокращению численности обслуживающего персонала.