Устройство для охлаждения воздуха в тупиковой горной выработке Советский патент 1982 года по МПК E21F3/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ВСВДУХА В ТУПИКОВОЙ ГОРНОЙ ВЫРАВОТКЕ Изобретение относится к горной прю- мышленности и может быть использовано для искусственного охлаждения воздуха в тупиковых подготовительных выработ ках с нагнетательным проветриванием. Известно устройство для охлаждения воздуха в тупиковой горной выработке, содержащее ребристо-трубный воздухоохладитель, трубопроводы для подвода; и отвода хладоносителя, вентилятор и вентиляционный трубопровод, при этом воздухоохладитель выполнен из пучка оребренных трубок, размещенных в корпу се 1 . Недостатком этого устройства являет- ся то, что больщие габаритные размеры воздухоохладителя при наличии интенсивных тепловыделений не позволяют максй мально приблизить его к рабочей-зоне , тупиковой выработке, чтов конечном итоге приводит к высоким энергетическим затратам и потерям холода. Известно устройство для охлаждения воздуха в тупиковой горной выработке, включающее последовательно установленные воздухоохладитель предварительного и воздухоохладитель окончательного охлаждения, трубопроводы для подвода и отвода хладоносителя и вентилятор с .вентиляционным трубопроводом, состоящим из отдельных секций С2 . Недостатком этого устройства является низкая эффективность охлаждения воздуха ввиду невозможности максимально приблизить устройство к рабочей зоне тупиковой выработки. Цель изобретения - повышение эффев- : тивности охлаждения воздуха за счет снижения холодопотерь. Эта цель достигается тем, что в уст ройстве для охлаждения воздуха в тупиковой горной выработке, включающем последовательно установленные воздухоохладитель предварительного и воздухоохладитель окончательного охлаждения, трубо- . проводы для подвода и|отвода хладоноси- теля и вентилятор с вентиляционным трубопроводом, состоящим из отдельных сек- 97 ций, воздухоохладитель предварительного охлаждения выполнен в ввде продольно- оребренной трубы с входным и выходным отверстиями, установленной внутри одной из секций вентиляционного трубопровода, стенки которой теплоизолированы, а воздухоохладитель окончательного охлаждения выполнен в виде секции вентиляционного трубопровода из теплопроводного материала, имеющей в стенках каналы для. хладоносителя и снабнсенной входным и выходным патрубками, при этом трубо- привод для кладоносителя соединен с входным патрубком воздухоохладителя окончательного охлаждения, его выходной патрубок посредством гибкого шланга сое динен с входным отверстием воздухоохладителя предварительного охлаждения, выходное отверстие которого соединено с трубопроводом для отвода хладоносителя. На фиг. 1 показано устройство для охлаждения воздуха в тупиковой горной выработке; на фиг. 2 - воздухоохладитель предварительного охлаждения, поперечный разрез, на фиг. 3 - воздухоохладитель окончательного охлаждения, поперечный разрез. Устройство для охлаждения в тупиково горной выработке состоит из вентилятора 1- с венткляционным трубопроводом 2, состоящим из отдельных секций, в котором последовательно установлены воздухоохлй дитель 3 предварительного охлаждения, выполненный в виде продольно-оребренной трубы 4 с .входным 5 и выходным 6 отверстиями, установленной внутри одной да секций 7 вентиляционного трубопровод 2, стенки которой теплоизолированы, и воздухоохладитель 8 окончательного охлаждения, выполненный в виде секции 9 вентиляционного трубопровода из теплопроводного материала, имеющей в стенка каналы 10 для хладоносителя я снабженной входным 11 и выходным 12 патрубк ми. Фиксированное расположение продольн оребренной трубы 4 в теплоизолированной секции 7 осуществлено посредством обой мы 13, стержня 14с буртиком и проходной втулки 15. Подвод хладоносителя в устройство осуществляется трубопрово дом 16 подвода хладоносителя и гибкими шлангами 17, а отвод хладоносителя - трубопроводом 18 для отвода хладоноси- теля. Размеры продольно-оребренной трубы 4 устанавливают расчетом величины тепл обменной поверхности, обеспечивающей требуемый отвод тепла от подаваемого воздуха с учетом холодопроизвшительнос и воздухоохладителя 8 окончательного хлаждения, при этом п род ольно-о ре бреная труба может быть выполнена из отельных секций с гибкими связями, обесечивающими возможность ее размещения секциях вентиляционного трубопровода, рокладываемых в выработках со сложным рофилем. Устройство для охлаждения воздуха в тупиковой выработке устанавливается следующим образом. На расстоянии не более 8 м от забоя выработки подвещивают воздухоохладитель 8 окончательного охлаждения. Теплоизолированную секцию 7 вентиляционного трубопровода 2, в которой размещена продольно-юребренная труба 4, располагают на участке тупиковой выработки между воздухоохладителем окончательного охлаждения и вентилятором. Устройство работает следующим образом. По трубопроводу 16 и гибкому шлангу 17 хладоноситель поступает в воздухоохладитель 8 окончательного охлаждения. Восприняв теплорудничного воздуха в воздухоохладителе 8 окончательного охлаждений хладоноситель по гибкому щлангу 17 поступает в воздухоохладитель 3 предварительного охлаждения. Теплый рудничный воздух, нагнетаемый вентилятором 1 местного проветривания в вентиляционный трубопровод 8, поступает в воздухоохладитель 3 предва.рительного охлаждения. В результате продолжительного теплообмена между подаваемым теплым рудничным воздухом и теплообменной поверхностью продольно-оребренной трубы 4 происходит отбор тепла частично подогретым в воздухоохладителе 8 окончательного охлаждения хладоносителем и . постепенное снижение температуры подаваемого в тупиковую выработку рудничного воздуха. Подогретый в продольно-ореб- ренной трубе 4 хладоноситель по трубопроводу 18 для отвода хладоносителя поступает на охлаждение к холодильной мащине (не показана). Под охлажденный рудничный воздух, пройдя воздухоохладитель предварительного охлаждения, по вентиляционному трубопроводу 2 поступает в воздухоохладитель 8 окончательного охлаждения. При теплообмене между подаваемым подохлажденным воздухом и внутренней поверхностью воздухоохлади- теля 8 окончательного охлаждения, охлаж- даемой холодным хладоносителем, посту- пающим от холодильной мащины,. происходит дальнейщий отбор тепла и снижение температуры воздуха. Противоточное движение хладоносителя и подаваемого по вентиляционному трубопроводу воздуха обеспечивает температурный напор и ин- тенсивный теплообмен между средами. Из воздухоохладителя 8 оконч ательного охлаждения охлажденный воздух поступает в призабойное пространство тупиковой выработки. При обратном движении вентиляционного воздуха, воспринявшего тепло в призабойном пространстве, по выработке вдоль рабочей зоны, где размещен воздух охладитель 8 окончательного охлаждения, происходит теплообмен его с наружной по верхностью воздухоохладителя и дополнительный отвод тепла. Использование изобретения позволяет в связи с распределением теплообменной поверхности на всем протяжении пути дви жения свежего воздуха в тупиковой выра- ботке достигнуть высокого теплосъема, что, в свою очередь, позволяет при неизменной холодопроизводительности устройства уменьшить расход хладоносителя. Пр этом снижаются потери холода как вследствие теплообмена между хладоносителем и исходящей вентиляционной струей, так и вследствие уменьшения притоков тепла, вносимого побудителем движения хлад оно- сителя. Выполнение воздухоохладителей предварительного и окончательного охлаждения в виде секций вентиляционного трубопровода обеспечивает возможность размещения его в рабочей зоне тупиковой выработки, что исключает потери холода при движении охлажденного воздуха к забою. Выполнение теплообменной поверхности воздухоохладителя предварительного ох- лаждения в виде продольно-оребренной трубы и выполнение воздухоохладителя окончательного охлаждения в виде металлического вентиляционного трубопровода с каналами для хладоносителя обеспечивает возможность снижения аэродинами- ческого сопротивления устрюйства для охлаждения воздуха в тупиковой выработке на 2О-40% без изменения его холодопроизводительности. В связи с этим уменьшаются потери холода вследствие притока тепла к охлажденному воздуху, вьщеляемого при работе вентилятора. Размещение воздухоохладителя в рабочей зоне тупиковой выработки позволяет . использовать лучистую составляюшую теп- лообмена для создания благоприятных климатических условий для горнорабочих. При этом необходимый микроклимат в рябочей зоне тупиковой выработки обеспечивается охлажденным рудничным воздухом и охлажденной поверхностью воздухоохла- дителя. Формула изобретения Устройство для охлаждения воздуха в тупиковой горной выработке, включающее последовательно установленные воздухо- охладитель предварительного и воздухоохладитель окончательного охлаждения, трубопроводы для подвода и отвода хладоносителя и вентилятор с вентиляционным трубопроводом, состоящим из отдельных отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения воздуха путем снижения хоподопотерь, воздухоохладитель предварительно го охлаждения выполнен в виде проаольно- оребренной трубы с входным и выходным отверстиями, установленной внутри одной из секций вентиляционного трубопровода, стенки которюй теплоизолированы, а воздухоохладитель окончательного охлаждения выполнен в виде секции вентиляционного трубопровода из теплопроводного материала, имеющей в стенках каналы для хладоносителя я снабженной входным и выходным патрубками, при этом трубопровод для подвода хладоносителя соединен с входным патрубком воздухоохладителя окончательного охлаждения, его вы-, ходной патрубок посредством гибкого шланга соединен с входным отверстием воздухоохладителя предварительного охлаждения, выходное отверстие которого ; соединено с трубопроводом для отвода хладоносителя. ИСТОЧНИКИ информации, принятые во внимание при экспертизе i. ScfiCotte W., Keimdtisctie UnteruclincrEn in StreclcenA/ortHeben niit eiescfin-iU-VortriebmcfSCtiinen GCUlcauf .- Рог5СЬипс з11е в,41, 198Q, № 4, S. 139-144. 2. Чаповский A. 3. Новые технические решения в области вентиляции и микроклимата глубоких шахт за рубежом. М., 1978, с. 2О-21 (прототип).

Фиг.1

15

фиг. 2

10

fa

Фиг,ъ