CN102220875B - 用于产生水雾的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于产生水雾的方法，在该方法中在不添加空气的情况下将水在高压下通过喷嘴输送并且随后输送到冲击面上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在地下开采中产生水雾的方法。
背景技术
由现有技术已知，为了在地下开采中减小爆炸危险、特别是为了避免甲烷气体爆炸，需要通过将水流和气流进行混合来产生水/气混合物，由此产生水雾。当然对此所需的是设置相对复杂的喷嘴，并且除了在压力下形成的水以外也需要提供压缩空气。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种方法和一种装置，利用该方法和该装置可以以经济上简单的方法可靠地产生高效的水雾。
该目的通过独立权利要求所述的特征来实现，特别是由此实现，即在一种用于在地下开采中产生水雾的方法中，在不添加空气的情况下将水加载至少200bar的压力和通过至少一个喷嘴输送并且随后输送到冲击面上，以便将水喷成水雾滴。由此可以以非常简单的方式单独在应用(在地下开采中作为液压介质而提供的)水的情况下，以有效的方式产生水雾。利用根据本发明的方法无需复杂的喷嘴结构。更确切地说这足以使处于高压下的水通过狭窄的位置输送并且随后输送到冲击面上。
本发明有利的实施方式在说明书、附图以及从属权利要求中加以说明。
除了有利的第一实施方式，也可以以相对于喷嘴轴线的角度和特别的钝角布置冲击面。由此实现特别有效的喷成水雾，其中形成的喷雾基于弯曲成角度的冲击面已经具有优先方向，在该方向上可以排出喷雾。
有利的是，将水通过具有＜1mm的直径的穿孔输送，这是因为由此可以产生具有大约1μm至100μm的液滴大小的水雾。
特别地，如果利用至少300bar的压力将水通过喷嘴输送，则能够产生具有非常小的液滴大小的水雾，这是因为为了喷成水雾所需的能量和产生的表面成比例并且该能量又间接地和滴液直径成比例。由于根据本发明使用了冲击面，因此在产生水雾时通过液体摩擦尽可能少地将引入的能量转换成热量。利用直径＜1mm的喷嘴能够实现大约7l/min的排水量。
根据另一个有利的实施方式，为了在干燥的空气中产生水雾而可以将水通过至少一个具有较大排出体积的喷嘴输送，并且为了保持这样产生的水雾而可以将水通过至少一个具有较小排出体积的喷嘴输送。利用具有较小排出体积的喷嘴可以补充那些由水雾滴液化的或自身沉淀在内壁上的水量。
在矿层厚度大约为3m的地下开采中的工作面中的空气量(流体横截面大约为6至8m2并且平均空气速度为2m/s)大约是16m3每秒。通过以大约10l/min的流量喷射水雾能够将甲烷气体爆炸的爆燃极限提高大约1个百分点。为了不阻碍轧辊机驾驶员在工作面中的工作，可以根据轧辊机的位置来控制水雾的产生。
在根据本发明的方法中，也可以运行用于引入利用喷射水()自身产生的水雾的控制阀。该阀然后可以通过存在的护板控制器进行操作。该护板控制器具有关于轧辊机位置的信息，并且可以根据轧辊机的位置和速度触发阀的打开和关闭。
在根据本发明的、用于实施上述方法的装置中设置了一体的部件，在该部件中设置了至少一个喷嘴通道并且在该喷嘴通道上设置了所属的冲击面，该冲击面以相对于喷嘴通道的轴线的角度延伸。可以简单并且节约成本地制造这种装置，这是因为在该一体的部件中、例如金属部件中，仅须设置喷嘴通道和冲击面。这能够以最简单的方式在加工中心完成，而随后无需再装配不同的部件。这样制造的水雾发生器非常坚固并且因此良好地适合于在地下开采中使用。
证明为有利的是，冲击面设计为平坦的表面。这种表面可以一方面特别简单地制造。另一方面由此确保均匀地产生水雾。可以由此实现特别好的喷成水雾，即冲击面至少部分部段地由锋利的边棱形成边界。这种边棱可以延伸到和喷嘴通道的轴线的交点距离几毫米处。
最后可以有利的是，在部件中设计多个带有所属的金属面的喷嘴通道，其中在冲击面上的垂线特别以不同的角度在空间中定向。以此方式能够仅仅利用一个唯一的部件以较大的空间角度产生密集的喷雾。
附图说明
以下根据有利的实施方式并且参照附图纯示例性地说明本发明。图中示出：
图1是用于在地下开采中产生水雾的装置，其具有三个集成的喷嘴；
图2是图1中装置的底面的俯视图；
图3是沿着图2中A-A线的截面；和
图4是沿着图2中B-B线的视图。
具体实施方式
图1示出了用于在地下开采中产生水雾的装置，其具有金属部件10形式的一体的部件，在该部件中在示出的实施例中一共设置了三个喷嘴装置。如图4说明的那样，三个喷嘴装置中的每一个具有：喷嘴通道12，该喷嘴通道包括从部件10外侧延伸到部件内部的、具有较大直径的穿孔；以及连接在其上的、具有较小直径的穿孔14。具有较小直径的穿孔14在示出的实施例中具有0.8mm的直径。在喷嘴通道12的出口区域中，部件10分别配有一个冲击面16，该冲击面以相对于喷嘴通道12的轴线大约成130°的角度延伸，并且从一体的金属部件10中向外突出。冲击面16是平坦的表面，并且其部分部段地沿着锋利的边棱18的弯曲的边缘部段形成边界。在和喷嘴通道12的轴线的交点与边棱18之间的距离为几毫米。
如图1和图2特别示出的，在部件10中设置总共三个这样类型构造的喷嘴装置，其中喷嘴装置的各个冲击面这样布置，即在冲击面上的垂线以不同的角度在空间中定向。由此在第一和第三喷嘴装置的出口轴线之间得出大约40°的角度α。图3示出，喷嘴通道12通过共同的供给穿孔20彼此连接，并且在部件10的外侧上利用塞子22封闭每个喷嘴通道12，从而可以使通过供给穿孔20输送的水仅仅通过具有较小直径的穿孔14从喷嘴通道中排出。
图1和图3中的参考标号24表示插接件，其借助于弓形夹26以已知的方式固定在部件10中。参考标号28表示过滤装置，其过滤流入的液体流。参考标号29和30表示固定螺栓。
在根据本发明的方法中，“水”理解为那些在地下开采中通常用作液压介质的液体，其中在此自然不必是纯水，而可以是具有相应附加物或添加剂的水。
根据本发明，这种液压液体在不添加空气的情况下经过插接件24和输送通道20通过喷嘴通道12输送并且随后输送到冲击面上，以便实现在附图中示出的水雾产生。液体在此加载了至少200bar、优选的是300bar或更多的压力。通过引入这种高能量能够产生具有非常小的液滴大小的水雾，该液滴大小的直径大约为1μm至100μm，其中可以使用单材料阀，并且无需输送空气。
利用大约0.8mm的喷嘴直径能够实现大约7l/min至大约10l/min的排水量。为了在此可以调整所需的水量，可以使用具有不同排出体积的喷嘴组。为了在首先是干燥的空气中产生水雾，能够使用具有较大排出体积的喷嘴组。然后对此可以考虑具有较小排出量的喷嘴组或喷嘴，用于保持产生的水雾。
通过具有300bar和大约100l/min输出率的高压泵可以控制根据本发明的喷嘴装置，其中控制对喷嘴加载压力的控制阀也可以利用喷射水自身运行。
Claims (10)
1.一种用于在地下开采中产生水雾的方法，其中在不添加空气的情况下将水在至少200bar的压力下通过至少两个喷嘴输送并且随后输送到冲击面上，以便将水喷成水雾滴，为了在干燥的空气中产生水雾而将水通过至少一个具有较大排出体积的喷嘴输送，并且为了保持水雾而将水通过至少一个具有较小排出体积的喷嘴输送。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以相对于每个所述喷嘴的喷嘴轴线的钝角布置所述冲击面。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将水通过具有小于1mm的直径的穿孔输送。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用至少300bar的压力将所述水通过每个所述喷嘴输送。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用至少300bar的压力将所述水通过每个所述喷嘴输送。
6.一种用于实施根据前述权利要求中任一项所述方法的装置，其特征在于一体的部件(10)，在所述部件中设置了多个喷嘴通道(12)并且在每个所述喷嘴通道上设置了所属的冲击面(16)，每个所述冲击面以相对于对应所述喷嘴通道的轴线的角度延伸，其中，所述部件(10)是金属体，在所述金属体中设计多个带有所属的所述冲击面(16)的喷嘴通道(12)，其中在每个所述冲击面上的垂线以不同的角度在空间中定向。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，每个所述冲击面(16)是平坦的表面。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，每个所述冲击面(16)至少分部段地由锋利的边棱形成边界。
9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，每个所述冲击面(16)在和对应所述喷嘴通道(12)的轴线的交点距离几毫米处终止。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，每个所述冲击面(16)在和对应所述喷嘴通道(12)的轴线的交点距离几毫米处终止。
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