CN1685133A - 用于在截割部处产生气体－液体混合物的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于产生气体－液体混合物的装置，特别是空气－水混合物，在至少一个截割头(10)上的截割部、特别是凿子的区域，所述截割头(10)旋转地支承在一个截煤机(1)的一个横臂(5)上的。本发明的装置具有至少一个由一个用于喷出一个气体射流的喷嘴和一个用于喷出一个液体射流的喷嘴组成的喷嘴对。定向一个喷嘴对的喷嘴(13、14)的轴线(17、18)，使射流彼此与喷嘴喷出孔间隔距离。一个喷嘴对的喷嘴(13、14)的轴线(17、18)彼此间的夹角一个45°与135°之间的角，优选在75°与85°之间。
Description
本发明涉及一种用于产生在截割部处的气体-液体混合物的装置，特别是空气-水的混合物，在至少一个可转动地支承在截煤机的横臂上的截割头或截割辊处的截割部，特别是凿子的区域，其具有至少一个喷嘴对，该喷嘴对由一个用于喷出气体射流的喷嘴及一个用于喷出液体射流的喷嘴组成，其中喷嘴对的喷嘴轴线定向使射流与喷嘴喷出孔相互间隔距离。
开始所述类型的装置例如由DE 19951848 A1公知。此外还公知一系列的将冷却水或水-空气混合物加入截煤机的截割轨迹中的发明，从而熄灭火花并可冷却截割凿后面的截割轨迹。这样的空气和/或水的喷洒例如公知为单个凿子喷洒的形式，其中由于反作用力与凿子的直线运动相关地控制喷嘴的释放。替代方案为，加载用于形成或多或少的均匀地喷雾的设备，通过这些设备喷雾射流对准截割设备，以使在截割设备周围形成喷雾。例如由DE 3609754 A1公知了一种这样的装置。
截割头的凿子的喷射装置首先用于消除粉尘及减少流出的甲烷-气体-空气混合物燃烧危险。通过冷却凿子当然也应当减小磨损。喷雾在此经常由气体-液体混合物实现，特别是空气-水混合物，其中公知了各种不同的方法用以产生这种空气-水混合物。对于由DE 19532459公知的方法，在此由空气和水通过喷雾形成喷雾射流，喷雾射流用于加载截割凿和/或截割轨迹防止在截割空间处产生火焰(Abfa毫米ung)。在DE 2816797 A1中提出为产生空气-水混合物，在空气喷出通道中设有径向孔，径向孔与导引水的空间相连，使水和空气由喷嘴雾状喷出。喷嘴的轴线与截割头的一侧相对，在该侧凿子由岩石中伸出。由DE 19851620 A1公知了一种喷雾系统，其中喷雾喷嘴由喷雾嘴构成，在该喷雾嘴中与用压缩空气加载的气动锤连接的喷嘴孔分别连入由压缩空气加载的水喷嘴，水喷嘴产生在喷嘴孔纵向延伸的水射流，其中高压水的压力高于压缩空气的压力。
对于本发明所基于的根据DE 19951848 A1的喷雾机构，空气喷嘴配属有至少一个产生水射流的水喷嘴，使得空气射流和水射流与喷嘴喷出孔间隔距离处相接触形成加载截割头的空气-水混合物。由此布置单个喷嘴与调整喷嘴轴线，使空气射流和水射流彼此间的夹角为约10至15°。
公知的喷嘴组件共同点是，为产生水-空气混合物必须使用大量的水，这是不利的，这会软化矿井底部，由此不再能保证截煤机或巷道牵引机(Streckenvortriebsmaschine)的安全和精确的可移动性。由此本发明的目的在于，提供一种用于产生开始所述类型的气体-液体混合物的装置，通过该装置使用少量液体可实现有效的截割装置处的喷雾，使矿井底部无不允许的软化。同时产生尽可能细的液体喷雾，以减少截割装置处的燃烧危险。最后，根据本发明的装置尽管使用少量液体但仍可实现截割部充分的冷却特别是凿子的冷却。为解决本任务，基于开始所述喷雾机构的本发明的装置在于，喷嘴对的喷嘴的轴线相互间的夹角为45至135°之间，优选为75至85°之间。通过与公知装置不同地定位液体喷嘴和气体喷嘴，使液体射流和气体射流彼此间的夹角为45至135°之间，特别有效地实现喷雾，其中产生具有一种液滴谱(Tropfenspektrum)的雾，该液滴谱有利于减少燃烧危险而同时保证截割装置的充分冷却。通过气体喷嘴与液体喷嘴间的更倾斜的偏角，实现尤其初始方向的水射流的更强的偏转，由此保证有效的喷雾。在此看出，在角大于45°时出现显著的喷雾改善，因为其中一个射流相对于另一个射流的法线分量大于平行方向的分量。
喷雾能力可如下进一步改善，液体射流在其嘴处非常靠近气体射流，因为在这里空气速度最高并且可作用有特别大的剪力。这里根据本发明的装置优选还可改进，使喷嘴对的喷嘴的轴线的交点与气体喷嘴的喷嘴喷出孔距离小于100毫米，优选小于50毫米，特别优选约为8毫米。
根据本发明，通过喷嘴对的喷嘴的轴线彼此间的夹角为45至135°之间，当然存在液体射流穿过气体射流的危险。为避免该危险，有利地规定，液体喷嘴的喷出角为5到10°之间，其中液体喷嘴可由圆形射流喷嘴构成，该圆形射流喷嘴的喷出孔优选具有约1毫米的直径。对于这种设计，点状的液体射流阻挡气体射流，而有利于特别均匀地扩散液体射流，使通过均匀的液滴分配及液滴大小分配来实现很细的雾。
可在气体喷嘴处优化，使气体喷嘴的喷出孔直径为至少3毫米，优选为5毫米，其中气体喷嘴为形成涡流状气流可用喷出孔上游的旋流空间形成。在这种喷出孔上游的旋流空间中可形成涡流，使得气体射流作为涡流气流从喷嘴喷出或旋转地从喷嘴喷出。由此可进一步有效地提高喷雾效率及进一步减小雾的液滴直径。
通过调整气体输入压或液体输入压影响形成雾的单个参数，其中在调整气体射入压为0.6至1.5巴时可得到特别有利的特性。有利的是，在此改进设计，使气体喷嘴用于气体输入压为0.6巴至1.5巴，液体喷嘴用于液体输入压为4巴至5巴。
用根据本发明的装置在截割部形成极细的雾，该雾降低燃烧危险并冷却截割部。为此，喷嘴在截割头的一侧，在该侧凿子进入岩石。空气-水混合物由于Cuanda效应有效地通过截割区导向，使在接触区产生冷却效应，在作用处之外也产生明显的冷却效应。为在凿子上达到冷却效果，有利地改进，使气体喷嘴的轴线指向截割部特别是指向凿子的尖端。由此雾由指向凿子尖端的流形成，从而确保对截割装置的特殊载荷下的部件的影响，并且虽然减少冷却液体的量仍达到充分的冷却。
为在整个截割头或截割辊的总长度上均匀地分布雾，优选在与截割臂相连的平行于截割头或截割辊的旋转轴线延伸的喷嘴座上设置多个喷嘴对。为保证足够的雾的密度优选相邻的喷嘴对的距离在此小于150毫米。在此情况下，当分布在截割头的长度上的喷嘴个别失效时，甚至仍能提供截割装置充足的喷雾，因为通过液体-气体混合物充分的扇形分布，相邻的喷嘴对在失效喷嘴处发挥作用。
为实现简单的喷雾参数的可调性，特别是为调整液体喷嘴轴线与气体喷嘴轴线间的角度及与各工作条件相适配，有利地改进设计，使喷嘴在喷嘴座处可摆动地支承。
通过根据本发明的喷雾机构在最佳雾化条件下显著改善液体雾化，使少量液体时也能减小燃烧危险，及实现灭火效应。通过根据本发明的喷嘴轴线布置还可很大程度地避免截割装置妨碍视线。因为用根据本发明的喷雾系统有效地实现减少粉尘和冷却凿子，根据本发明的喷雾系统也可用于所述的干切割头，即无直接凿子喷雾的切割头。
下面借助在附图中示意表示的实施例详细说明本发明。其中图1为具有固定在截割传动装置上的喷雾机构的牵引机的侧视图，图2为喷嘴组的主视图，图3为图2中III-III的剖面图，图4为通过空气喷嘴的剖面图。
在图1中示出在履带式推进器2上的可在矿井底部3上移动的截煤机1。该截煤机1具有一个用4示意表示的装载装置及一个可绕基本垂直的轴线6在水平方向上摆动并可绕基本水平的轴线7沿双箭头8方向在垂直方向上摆动地铰接的截割臂5。垂直方向上的摆动驱动器示意地由一个液压油缸活塞装置9表示。在机器的后端表示出输出装置。
截割臂5带有在箭头11方向上可旋转驱动的截割头10。在截割臂5上在截割传动装置处固定有一个在主视图2中示出的喷嘴组12。
在图2中可以看出，在喷嘴组12处设有多个由一个液体喷嘴特别是水喷嘴13和一个气体喷嘴特别是空气喷嘴14组成的喷嘴对。总水接管用15表示而总空气接管用16表示喷嘴组延伸经过截割头宽度并超过两个侧向喷嘴组突起22也超过截割头的左右球冠区域。为改善冷却作用在悬臂的下侧设置一个附加喷嘴梁，使凿子在由截割区域出来后被再冷却。
在按照图3的截面图中，可看到喷嘴对的喷嘴13和14的布置。喷嘴的轴线用17和18表示并根据本发明其夹角α为45至135°之间，其中在图中表示特别有利的80°角。此外布置喷嘴使汇聚点19与空气喷嘴的喷出孔间隔距离a，该距离优选小于100毫米。在图3所示的结构中该距离特别优选为8毫米。
图4为空气喷嘴14的喷出侧零件的放大图，其中形成涡流的旋流室21在喷出孔20上游。空气喷嘴的内径b特别优选的为约5毫米。
Claims (11)
1.一种用于产生气体-液体混合物的装置，特别是空气-水混合物，在至少一个截割头(10)或截割辊上的截割部、特别是凿子的区域，所述截割头(10)旋转地支承在一个截煤机(1)的一个横臂(5)上，所述装置具有至少一个由一个用于喷出一个气体射流的喷嘴和一个用于喷出一个液体射流的喷嘴组成的喷嘴对，其中定向一个喷嘴对的喷嘴(13、14)的轴线(17、18)，使射流彼此与喷嘴喷出孔间隔距离，其特征在于，一个喷嘴对的喷嘴(13、14)的轴线(17、18)彼此间的夹角在45°与135°之间，优选在75°与85°之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，一个喷嘴对的喷嘴(13、14)的轴线(17、18)的交点与气体喷嘴(14)的喷嘴喷出孔间距小于100毫米，优选小于50毫米特别优选为约8毫米。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，液体喷嘴(13)的喷出角在5°与10°之间。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，液体喷嘴(13)由圆射流喷嘴构成，圆射流喷嘴的喷出孔优选具有一个约1毫米的直径。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，气体喷嘴(14)的喷出孔的直径至少3毫米，优选约5毫米。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，气体喷嘴(14)为形成涡流由在喷出孔上游的一个旋流室构成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，设置气体输入压为0.6至1.5巴的气体喷嘴(14)和液体输入为4至5巴压的液体喷嘴(14)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，气体喷嘴(14)的轴线(18)对准截割部，特别是凿子尖端。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，多个喷嘴对在一个与截割臂(5)相连的平行于截割头(8)的旋转轴线延伸的喷嘴座(12)上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，相邻喷嘴对的间距少于150毫米。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，其特征在于，喷嘴(13、14)可摆动地支承在喷嘴座中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090909 Termination date: 20120903 |