Устройство для генерирования осадков Советский патент 1982 года по МПК E21F5/02 

( УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ОСАДКОВ

. , . 1 . . . Изобретение относится к горному ;делу и может быть использовано для пылегазоподавления в карьерах при проведении открыть1х горных работ. Известно устройство, включающее турбрвентилятор и систему подачи воды в воздушную струю, снабженную форсунками D. Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает эффективного пылегазоподавления ввиду того, чТо по своим конструктивным особенностям оно не создает достаточную производительность по распыливани воды и не имеет необходимого диапазона регулирования дисперсности капель для образования различных осадков в зависимости., от состояния атмосферы. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, включающее турбо вентилятор, распылительное сопло, сна ружи которого концентрично размещена распылительная кольцевая камера, образующая своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью распылительного сопла эжектирующий канал t23. Недостатком известного устройства является низкая эффективность пылагазоподавления из-за того, что.невозможно получить осадки полидисперсной структуры, а также регулировать продолжительность фазовых переходов воды для получения осадков с устойчивыми характеристиками, которые необходимы для подавления пыли и газа при различ ных температурных состояниях атмосферыКроме того, известное устройство не в состоянии обеспечить осадков, обладающих названными характеристиками потому, что сопло, выполненное в форме цилиндра с выхлопными окнами, не обеспечивает контакта проходящих по нему газов реактивной струи с распыливаемой ёодой. Контакт воды с газами происходит на выходе из сопла, поэтому теплообмен между газами реактивной -струи и распыливаемой водой.

происходящий в атмосфере, сопровождается большими потерями тепла.

Цель изобретения - повышение эффективности пылегазоподавления за смет образования осадков моно- и полидисперсной структуры при любых температурных атмосферах.

Поставленная цель достигается тем что устройство, включающее турбовентилятор, распылительное сопло, на внешней стороне которого концентрично расположена конусная распылительная кольцевая камера, образующая с внешней поверхностью сопла эжектирующий канал, снабжено трубками расположенными с зазором относительно друг друга- внутри распылительного сопла, а выходная часть кольцевой камеры выполнена расширяющейся под углом 30-60.

Благодаря наличию зазоров между трубками, реактивная газовая струя, разбитая по трубкам, нагревает воду, поступающую между этими трубками Одновременно вода может поступать в распылительную кольцевую камеру (в случае необходимости генерирования осадков), режимы генерирования осадков для различных температурных состояний атмосферы зависят от расходов подаваемой воды между трубкам распылительного сопла и в распылительную кольцевую камеру.

.Расходы воды определяются исходя из уравнения баланса тепла газа реактивного выхлопа и тепла, необходимого для нагрева и испарения воды. При этом происходит диспергация и перенос воды, поступающей между трубками сопла, газами реактивной струи двигателя,а диспергация и перенос воды, поступающей в кольцевую распылительную камеру струей воздуха, создаваемой воздушным винтом.

Выходная часть кольцевой распылительной камеры выполнена расширяющейся под углом ЗО-бО, что обеспечивает выход жидкости из камеры в направлении от выходящих из сопла газов реактивной струи, благодаря чему исключается влияние тепла газовой струи на распыливаемую воду при генерировании осадков в виде снега. Угол в выходной части распылительной кольцевой камеры должеы быть не меньше ЗО. так как при меньших его значениях генерируемые осадки в виде снега, выходящие из кольцевой камеры окажутся в потоке газовой cipyn, обладающей

ВЫСОКОЙ температурой, но не должен быть и больше бО, в противном случае нарушится диспергация и перенос воды, поступающей в кольцевую камеру.

В зависимости.от выбранных соотношений объемной скорости водь), проходящей между трубками распылительного сопла, объемной скорости газов реактивной струи и объемной скорости воды, проходящей через распылительную камеру к сумме объемных скоростей газов реактивной струи и воздуха, проходящего через эжектирующИй канал, могут быть заданы необходимые параметры двухфазной струи.

При положительной температуре окружающего воздуха может быть задана необх.одимая дисперсность и температура капель, определяющие время их : существования до полного испарения, т.е. устройство работает в режиме генера-гора пара.

При отрицательной температуре окружающего воздуха дисперсность и величина капель влияют на время перехода капель воды из жидкого состояния в твердое, т.е. устройство работает в режиме генератора дождя или сне га.

При замерзании капель воды выделяется тепло, используемое для образования управляемого искусственного термика при работе двигателя на режиме малых нагрузок, или на повышение неизотермичности струи вентилятора, то и другое создает конвективный поток воздуха, способствующий удалению пыли и газа.

На фиг.1 показано устройство для генерирования осадков, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - узел IJ на фи г. 3.

Устройство для генерирования осадков состоит из турбовеНтилятора 1, профилированного акустически обработанного кожуха 2, распылительного сопла 3, в котором установлены трубки 4, выполняющие роль газоотводящих каналов, концы которых на выходе газового потока развальцованы под шестигранник, причем отношения периметров шестигранников к длинам окружностей труб со стороны набегающего потока равны 1,127, что обеспечивает зазор 5 между стендами соседних труб 3 мм.

Соотношения периметров шестигранников и длин окружностей труб на выходном торце сопла принято 1,108, что обеспечивает зазор 6 между стенками шестигранников 2 мм. Трубки на выходе сопла сварены между собой по углам шестигранников, наружные стенки которых образуют щелевые сопла для выхода воды. Трубопровод 7 предназначен для по дачи воды в зазоры 5 и 6 между стенками трубок. Кольцевая распылительна камера 8 установлена концентрично от носительно распылительного сопла 3, а выходная часть кольцевой камеры вы полнена расширяющейся под углом 3060. К кольцевой распылительной камере тангенциально подведен трубопро вод 9. Наружной поверхностью распылитель ного сопла 3 и внутренней поверхностью распылительной кольцевой камеры 8 образован эжектИрующий канал 10. Трубопровод 7 снабжен регулирующи вентилем 11, а трубопровод 9 регулирующим вентилем 12. Устройство для генерирования осад ков установлено на самоходной тележке 13. которая имеет поворотную плат форму 1 и систему 15 изменения угла наклона устройства.. Устройство работает следующим образом. При запуске турбовентилятора 1 воздушная струя,создаваемая винтами, поступает в кожух 2, а реактиданая струя от двигателя (не показана) тур бовентилятора поступает в распылительное сопло 3, где разбивается на отдельные струи в трубках А, а в зазоры 5 и 6 между ними поступает вода по трубопроводу 7. В распылительную кольцевую камеру 8 вода поступает по трубопроводу 9. Реактивная струя, проходящая по трубкам , имеет высокую температуру за счет чего нагревает воду, поступа ющую в зазоры 5 и 6 между трубками Л диспергирует и переносит ее на выход из сопла, где реактивная струя, обладая большой скоростью, создает зону пониженного давления в эжектирующем канале 10, ускоряя тем самым поток, создаваемый турбовентилятором 1. Диспергация и перенос воды из кольцевой камеры 8 в атмосферу происходит под действием воздушной струи, создаваемой турбовентилятором 1. Для получения осадков в виде дождя или снега необходимых параметров изменяют расход воды, поступающей в зазоры 5 и 6 между трубками вентилем 11, и расходы воды, поступающей в кольцевую камеру В вентилем 12. Для получения осадков в виде пара вентиль 13, -регулирующий поступление воды в кольцевую камеру 8, перекрывают, а необходимый для парообразования расход воды регулируют вентилем 11. Устройство имеет возможность передвигаться с помощью самоходной тележки 13, на которой, оно установлено, поворачиваться на поворотной платформе 1, изменять угол наклона с помощью специальной системы 15 изменения угла наклона, благодаря чему имеет доступ к любым точкам карьера, где появляется недопустимая концентрация пыли и газа. , „ Трубки, размещенные в распылительном сопле и имеющие зазоры между со- бой, обеспечивают интенсивный теплообмен по всей длине сопла между газами реактивной струи двигателя турбовентилятора , проходящей по газоотводящим каналам и водой, поступающей в зазоры между трубками, в результате чего вода получает до тепла от газов реактивной струи. Благо- , даря тому, что выходная часть кольцевой распылительной камеры выполнена расширяющейся под углом 30-60 , исключается влияние тепла газов реактквной струи на распыляемую воду при генерировании снега. Использование предлагаемого устройства для генерирования осадков позволяет обеспечить по сравнению с известными следующие преимущества: -повышение эффективности пылегазоподавления в карьерах при любых температурных состояниях атмосферы за счет образования осадков моно- и полидисперсной структуры с устойчивыми фазовыми переходами, что позволяет сократить потери рабочего времени, возникающие в результате вынужденных простоев при недопустимом загрязнении атмосферы карьера; -повышение эффективности глушения шума, создаваемого реактивной струей. Формула изобретения Устройство для генерирования осадг ков, включающее турбовентилятор, распылительное сопло, на внешней стороне которого концентрично расположена конусная распылительная кольцевая камера, образующая с внешней поверхностью сопла эжектирующий канал, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности пылегазоподавления за счет образования осадков моно- и полидисперсной структуры при любых температурах атмосферы, устройство снабжено трубками, расположенными с зазором относительраспылительногоно друг друга внутри а выходная часть кольцевой сопла, выполнена расширяющейся под камеры углом 30-60. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 59599, кл. Е 21 С 47/00, 1972. . 2. Авторское свидетельство СССР № 735798, кл. Е 21 F 5/02, 1978 (прототип).