Гидропневматический аккумулятор сжатого воздуха,сооружаемый в горных выработках Советский патент 1982 года по МПК F15B1/04 

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для. поддержания постоянного давления сжатого воздуха в пневмосети подземных горных выработок.

Известен однокамерный аккумулятор сжатого воздуха, включающий пневмокамеру, изолирукяцую перемычку и сеть трубопроводов С1.

Недостатками данного аккумулятора являются невозможность устранения колебаний давления в рудниковой пневмосети и низкий коэффициент полезного действия.

Известен также гидропневматический аккумулятор сжатого воздуха, сооружаемый в горных выработках, включающий расположенные на разных уровнях и сообщающиеся между собой посредством скважины пневмокамеру и гидрокамеру, в которой, выполнена глухая перемычка с клапаном, гидрозатвор в виде двух перемычек, пространство между которыми заполнено водой, и трубопровод, соединяющий нижний конец скважины с пневмокамероЯ 2),

Недостатком известного гидропневматического аккумулятора являются iзначительные капитальные затраты на его сооружение при несоответствии

уровней расположения отработанных горных выработок необходимому гидростатическому давлению столба воды.

Цель изобретения - снижение капитсшьных затрат на сооружение гидропневматического, аккумулятора, за счет сооружения его в отработанных горных выработках вне зависимости от уровней их расположения.

10

Поставленная цель достигается тем, что нижний конец скважины выведен за гидрозатвор пневмокамеры, при этом на трубопрюводе, выходящем из скважины, на уровне пневмокс меры

15 установлены насос с ,обратным клапаном, а параллельно им последовательно друг за другом. установлены дроссельный клапан и клапан-отсекатель, который сблокирован с масосом.

20

На фиг. 1 изображена схема гидропневматического аккумулятора сжатого воздуха, когда рабочее давление сжатого воздуха больше статического напора воды, обусловленного разнос25тью уровней расположения гидрокамеры и пневмокамеры; на фиг. 2 - схема гидропневматического аккумулятора сжатого воздуха, когда рабочее давление сжатого воздуха меньше стати30ческого напора води, обусловленного.

разностью уровней расположения гидроК еры и пневмокамеры.

Гияропневматический аккумулятор состоит из пневмокамеры 1 с гидрозатвором, образованным перемычками 2, пространство между которыми заполнено водой, гидрокамеры 3с тухой перемычкой 4 и предохранительным клапаном 5, скважины б, выведенной за гидрозатвор пневмокамеры, соединяющей гидрокамеру 3 и пневмокамеру 1. На трубопроводе 7, выходящем из скважины б на уровне пневмокамеры 1, установлены насос 8 с обратным клапаном 9 последовательно друг за другом, а параллельно им установлены дгроссельный клапан 10 и клапан-отсекатель 11 (например с соленоидиым приводом). в пневмокамере 1 установлены трубопроводы 12 и 13. Стрелками показано направление движения воды.

Аккумулятор при рабочем давлении сжатого воздуха, большем статическо напора воды, работает следующим образом. .

Во время уменьшения потребления сжатого воздуха происходит зарядка аккумулятора. Под действием давления сжатого воздуха, .поступающего по трубопроводу 12, из пневмосети горных выработок вода из пневмокамйры 1 через открытый клапан-отсекатель 11 и дроссельный клапан 10 вытесняется по трубопроводу 7 и скважине б в гидрокамеру 3. При этом на сое S отключен, и переток воды чере него отсутствует из-за наличия обраного клапана 9. Дроссельный клапан 10 предназначен для снижения давления воды до величины, обусловленной разностью уровней расположения гидро- и пневмокамер,

При нормальном уровне воды в гидрокамере 3 предохранительный клапан 5 открыт, и гидрокамера 3 сообщается с атмосферой. При повышений уров ня воды в гидрокамере 3. вследствие превышения давления в пневмокамере 1 предохранительный клапан 5 всплывает и закрывает выходное отверстие что предотвращает выброс воды из гидрокамеры 3 в рабочие горные выработки .

Когда поступление и отбор сжатого воздуха равны, уровень воды в гидро- и пневмокамерах остается постоянным и перетока воды между камерами нет.

В период увеличения потребления сжатого воздуха начинается разрядка аккумулятора. При этом давление в пневмокамере 1 падает. Насос 8 включается, а сблокированный с ним клапан-отсекатель 11 закрывается. Объем воды, подаваемый насосом 8 из гидрокамеры, поддерживает давление сжатого воздуха в пневмокамере

Iна необходимом уровне, и сжатый воздух по трубопроводу 13 поступает в пневмосеть. ,

Для уменьшения расхода электроэнергии насос 8 установлен на уровне пневмокамеры и развивает напор, равный разности рабочего давления в пневмосети и давления столба воды, определяемого разностью уровней расположения гидро- и пневмокамер.

При рабочем давлении сжатого воздуха, меньшем статического напора воды, гидропневматический аккумулятор работает следующим образом.

В период зарядки аккумулятора насос 8 включен, а клапан-отсекатель

IIзакрыт. Под действием давления, поступающего сжатого воздуха по трубопроводу 12 из пневмосети горны выработок и давления, развиваемого насосом 8, вода из пневмокамеры 1

по трубопроводу 7 и скважине 6 вы-тесняется в гидрокамеру .3.

Насос 8, расположенный на уровне пневмокамеры, создает напор, равный разности давления .столба воды, определяемого разностью уровней расположения гидро- и пневмокамер и рабочего давления пневмосети.

В рабочем режиме, когда поступление и расход сжатого воздуха равны, давление в пневмокамере стабилизйруется, насос 8 отключается а клапан-отсекатель 11 открывается. При этом уровень воды в гидро- и пневмокамерах остается постоянным,

В период увеличения расхода сжатго воздуха освобождающийся объем в пневмокамере 1 заполняется родой, поступающей из гидрокамеры 3 по скважине 6 и трубопроводу 7 через дроссельный клапан 10 и открытый клапан-отсекатель 11, чем поддерживается давление сжатого воздуха на заданном уровне. При этом переток . воды через насос 8 отсутствует, а сжатый воздух по трубопроводу 13 поступает в рудничную пневмосеть.

Использование предлагаемого изЬбретения позволит сооружать гидропне матический аккумулятор в Существующих отработанных горных выработках вне зависимости от уровней их расположения и рабочего давления сети, исключив проходку специальных выработок, что снизит капитальные затраты на его сооружение.

Формула изобретения

Гидропневматический аккумулятор сжатого воздуха, сооружаемый в горных выработках, включающий расположенные на разных уровнях и сообщающиеся между собой посредством скважины пневмокамеру и гидрокамеру, в которой выполнена глухая перемычка с клапа-

ном, гидроэатвор в виде двух перемычек, пространство между которыми заполнено водой и трубопровод, соединяющий нижний конец скважины с пневмокамерой, отличающийся тем, что, с целью снижения капитальных затрат на сооружение гидропневматического аккумулятора за счет сооружения его в отработанных горных выработках -вне зависимости от уровней их pacпoлoж зния, нижний конец скважины выведен за гидрозатвор пневмокамеры, при этом на трубопроводе, выходящем из скважины, на уровне

пневмоКамесш установлены насос с обратным клапаном, а параллельно им последовательно друг за другом установлены дроссельный клапан и клапанотсекатель, который сблокирован с насосом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Фролов П.П. Аккумуляторы сжатого воздуха. Свердловск, ,

:Металлургиздат, 1950, с. 5-10.

2.Двторское свидетельство СССР №436160, кл. Е 21 F 17/10, 1964

Гпрототип).

Ж

W УУУ х

.х/

;€К

/

X ч

Фиг.1