DE2323159A1

DE2323159A1 - Vorrichtung zum erzeugen von medienstroemen, insbesondere bei der bewetterung von bergwerken

Info

Publication number: DE2323159A1
Application number: DE19732323159
Authority: DE
Inventors: Eric John Browning; Dudley Eric Smith
Original assignee: Coal Industry Patents Ltd
Current assignee: Coal Industry Patents Ltd
Priority date: 1972-05-16
Filing date: 1973-05-08
Publication date: 1973-11-29
Also published as: FR2185295A5; GB1407816A

Description

Karl A. Brose

D-8023 M^-J-tn - Puüadi
Wienersir. 2, T.Mo.n. 7 i3 35 70,7 931782

1/au München-Pullach, 8. Mai 1973

3295/3358

COAL INDUSTRY (PATENTS) LIMITED, Hobart House, Grosvenor Place, London, SW1X 7AE, England

Vorrichtung zum Erzeugen von Medienströmen, insbesondere bei der Bewetterung von Bergwerken.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Medienströmen.

Insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, betrifft die Erfindung eine Wasserzuführungsvorrichtung zum Induzieren eines zusätzlichen oder hilfsweisen Luftstromes für die Bewetterung bei Teilen oder Abschnitten unterirdischer Bergwerke, welche die Neigung zeigen, durch den Luftstrom der Hauptbewetterung nicht ausreichend belüftet zu werden. Bei derartigen Zonen oder Abschnitten handelt es sich beispielsweise um die Schneidzonen im Bereich eines Schneidwerkzeuges oder um die Maschinenstelle im Bereich der Enden des Strebs.

Bekannte Vorrichtungen für diesen Zweck bestehen aus einem hohlen zylindrischen Körper und einer Wasserdüse, die in der Mitte der Bohrung des Körpers angeordnet ist, um einen hohlen Sprühstrahl von sich schnell bewegendem Wasser durch die Bohrung zu

erzeugen, wobei die Mittelachse des Sprühstrahles längs der Längsachse der Bohrung liegt. Das vergleichsweise kleine Volumen des sich schnell bewegenden Wassers, welches den Sprühstrahl bildet, induziert einen Luftstrom durch die Bohrung mit vergleichsweise großem Volumen, welcher aus dem Körper als Luftstrom der Hilfsbewetterung ausgestoßen wird. Derartige bekannte Vorrichtungen haben den Nachteil, daß der Sprühkopf in der Mitte der Bohrung angeordnet ist, er auf mindestens einem Arm gelagert sein muß, der zusammen mit der Düse die wirksame Größe der Bohrungsöffnung verringert und dadurch die Neigung zeigt, die Menge des längs der Bohrung erzeugten Luftstromes zu verringern. Falls die Abmessungen des Armes klein sind, ist es erforderlich, einen Kanal kleinen Querschnitts längs des Armes zu verwenden und folglich ist die Menge der Wasser zuführung aufgrund des hohen Widerstandes gegen die Wasserströmung längs des Kanales verringert. Ein weiterer Nachteil einer derartigen bekannten Vorrichtung liegt darin, daß, falls irgendein Gegenstand in die Bohrung eindringt, wenn die Vorrichtung nicht arbeitet, beispielsweise ein Stück Bergematerial in einem Bergwerk, zeigt der Gegenstand die Neigung, gegen den Arm verklemmt oder festgehalten zu/werden und bei Wiederaufnahme des Betriebs der Vorrichtung wird der Widerstand gegen die Luftströmung durch die Vorrichtung vergrößert und ihr Wirkungsgrad verringert.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zum Erzeugen von Medienströmen zu schaffen, bei der die oben erwähnten Nachteile vermieden werden.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtungzum Erzeugen von Medienströmen einen Körper mit einem durchgehenden Kanal für den Medienstrom und eine Düse auf, die für das Leiten eines Sprühstrahles von Flüssigkeit längs des Kanales ausgebildet "ist, wobei die Düse nahe oder im Bereich der Wandung des Kanals angsrdnet ist.

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Vorzugsweise ist die Düse derart ausgebildet, daß sie einen Sprühstrahl der Flüssigkeit längs des Kanales leitet, dessen Achse zu d^r Achse des Kanals geneigt ist.

In vorteilhafter Weise ist die Düse derart ausgebildet, daß sie den Sprühstrahl derart lenkt, daß die Achse des Sprühstrahles zu der Längsachse des Kanales in einem Winkel zwischen 5 und 20° geneigt ist.

Vorzugsweise ist der Sprühstrahl der Flüssigkeit hohl. Der Sprühstrahl kann konisch oder fächerförmig sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform.der Erfindung sind die Wandungen des Kanals geradlinig und der Kanal kann einen kreisförmigen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. . ·

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Erzeugen eines Luftstromes nach der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 eine Schnittansicht in Längsrichtung der Vorrichtung gemäß Figur 1 und die

Figuren 3 bis 8 skizzenhafte Schnittansichten von weiteren sechs ^usführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In den Figuren 1 und 2 ist die erste Ausführungsform der er-

findungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen eines Luftstromes veranschaulicht und besteht aus einem hohlen zylindrischen Körper 1, der mit einer durchgehenden kreisförmigen Bohrung 2 versehen ist, die eine Längsachse 3 aufweist. Eine Wasserdüse 4 ist nahe an der Wandung der Bohrung 2 mittels Bolzen 5 befestigt und ein Wasserzuführungsrohr 6 ist an die Düse 4 angeschlossen. Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß die Düse 4 an der Wandung der Bohrung derart befestigt ist, daß sie einen konischen Wassersprühstrahl 7 längs der Bohrung 2 leitet oder richtet, wobei die Achse 8 desSprühstrahles 7 gegenüber der Längsachse J5 der Bohrung geneigt ist. Die Achse 7 des Sprühstrahles isb zu der Längsachse der Bohrung in einem Winkel von 10° geneigt. Bei abgewandelten Ausführungsforüien der Vorrichtung können die beiden Achsen in Winkeln zwischen 5° und 20° zueinander geneigt sein.

Vorzugsweise ist der konische Wassersprühstrahl 7 hohl.

Im Betrieb wird Wasser längs des Rohres 6 zugeführt, so daß der hohle, konische Wassersprühstrahl 7 längs der Bohrung 2 gerichtet wird, wobei das vergleichsweise kleine Volumen von sich schnell bewegendem Wasser einen Luftstrom vergleichsweise großem Volumens durch die Bohrung 2 erzeugt. Um einen ruhigen und stromlinienförmigen Luftstrom zu ermöglichen, ist der Abschnitt 9 der Wandung des Körpers 1 im Bereich des Eingangs zu der Bohrung 2 abgeschrägt oder gewölbt.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Düse 4 der durch die Bohrung 2 fließenden Luft wenig Widerstand entgegensetzt, wobei der durch die Düse 4 erzeugte Luftwiderstand auf eine annehmbare Größe durch die stromlinienförmige Form der Gestalt der Düse verringert ist. Bei dieser Bauweise der Vorrichtung zum Erzeugen von Medienströmen ist kein Kanal kleinen Durchmessers erforderlich, wodurch gewährleistet ist, daß beim Versorgen der Düse ein minimaler Druckverlust des Wassers auf-

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tritt.

Da die Düse 4 nahe an der Wandung der Bohrung 2 montiert ist, bietet sie fernerhin kaum ein Hindernis für irgendeinen Gegenstand, der in die Bohrung fallen kann, wenn' die Vorrichtung nicht betrieben wird, d.h. wenn die Vorrichtung beispielsweise nahe an einem Schneidwerkzeug zum Schneiden von Mineralien montiert ist, um eine Schneidzone des Schneidwerkzeuges zu belüften, Teile von gebrochenem Stein oder Mineral von der Abbaufront abfallen und in das Auslaßende der Bohrung gelangen können. Irgendein derartiges Stück an gebrochenem Mineral wird dann glatt durch die im wesentlichen nicht durch Hindernisse versperrte Bohrung fallen, insbesondere wenn die Düse 4 im Bereich der oben liegenden Seite der Wandung der Bohrung montiert ist.

Bei abgewandelten Ausführungsformen der Vorrichtung kann die Düse in der Wandungsdicke des Körpers montiert oder ausgebildet sein, um ein minimales Hindernis für den erzeugten Luftstrom zu bilden.

Figur 3 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtungaum Erzeugen eines Luftstromes, weihe einen hohlzylindrischen Körper 10 aufweist, der mit einem durchgehenden Kanal 12 versehen ist, welcher einen quadratischen Querschnitt und eine Längsachse 13 aufweist. Eine Wasserdüse 14 ist im Bereich einer Wandung des Kanals 12 angeordnet und ein Wasserzuführungsrohr (nicht dargestellt) ist an die Düse 14 angeschlossen, welche an der Wandung des Kanals montiert ist, um einen konischen Wasserstrahl 17 längs des Kanals 12 zu schicken, wobei die Achse des Sprühstrahles 17 zu der Längsachse 13 des Kanals geneigt ist. Die Achse 17 des Sppühstrahles ist zu der Längsachse des Kanals in einem Winkel von 10°

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geneigt. Bei abgewandelten Ausführungsformen dieser Vorrichtung können die ,
neigt sein.

können die Achsen zueinander in Winkeln zwischen 5 und 20 ge-

Vorzugsweise ist der konische Wassersprühstrahl 17 hohl.

Im Betrieb wird Wasser längs der Zuführungsleitung geschickt, so daß der hohle, konische Wassersprühstrahl 17 längs des Kanales 12 gerichtet wird, wobei das vergleichsweise kleine Volumen an sich schnell bewegenden Wasser einen vergleichsweise großen Luftstrom durch den Kanal 12 erzeugt. Um einen stromlinienförmigen oder laminaren Luftstrom zu ermöglichen, ist der Abschnitt der Wandungen cfes Körpers 10 im Bereich des Eingangs zu dem Kanal 12 abgeschrägt oder gewölbt.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß das Mundstück 14 kaum ein Hindernis für die durch den Kanal 12 strömende Luft darstellt, wobei jedes durch die Düse 14 gebildete Hindernis oder Widerstand auf eine annehmbare Größe durch die stromlinienförmige Gestalt der Düse herabgesetzt ist. Bei dieser Bauweise der Vorrichtung zum Erzeugen von Medienströmen ist kein Kanal kleinen Durchmessers erforderlich, so daß gewährleistet ist, daß minimale Druckverluste des Wassers beim Versorgen der Düse auftreten.

Da die Düse 14 nahe an der Wandung oder direkt an der Wandung des Kanals 12 montiert ist, bildet sie fernerhin kaum ein Hindernis für irgendeinen Gegenstand, der in den Kanal hineinfallen kann, wenn die Vorrichtung nicht mit Strömung betrieben ■ wird, d.h. wenn die Vorrichtung beispielsweise nahe an einem Steinschneidwerkzeug montiert ist, um eine Schneidzone des Schneidwerkzeuges zu belüften, können Stücke aus gebrochenem Stein von der Abbaufront in das Auslaßende des Kanals fallen.

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Ein derartiges gebrochenes Steinstück oder Mineralstück kann, dann glatt durch die im wesentlichen nicht versperrte Bohrung hindurchfallen, insbesondere, wenn die Düse 14 im Bereich der oben liegenden Seite der Wandung des Kanals montiert ist.

Bei abgewandelten Ausführungsformen der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung kann die Düse in der Wandungsdicke des Körpers montiert oder in dieser ausgebildet sein, um dadurch ein Minimum an Bäiinderung für den erzeugten Luftstrom darzustellen.

Bei einer typischen Bauweise unter Verwendung eines quadratischen Kanals mit 15,24 cm Kantenlänge und einem Düsenauslaß von 2,38 mm Durchmesser, der mit Wasser bei einem Druck von 2.068 χ 1CK N/M beschickt wurde, wurde gefunden, daß aus der Düse 14 2.273 x 10"' nr/sec. Wasser ausgestoßen wurde und daß

ein Luftstrom von etwa 3.304 χ 10 nr/sec. den Kanal 12 durchströmend erzeugt wurde.

Figur 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die ähnlich der zweiten beschriebenen Ausführungsform ist, die jedoch eine zweite Düse 24 in der der Düse "14 gegenüberliegenden Wandung des Kanales montiert aufweist.

Bei einer derartigen Vorrichtung wurde bei einer typischen Anwendung unter Verwendung eines quadratischen Kanales 12 mit 15,24 cm Kantenlänge und bei Düsenauslässen von 2,38 mm Durchmesser, die mit Wasser bei einem Druck von 2.068 χ 10^ N/m beschickt wurden, gefunden, daß etwa 4.546 χ 10 nr/sec. Wasser durch die Düsen 14, 24 ausgestoßen wurden und daß ein Luftstrom von etwa 472 χ 10 nr/sec. durch den Kanal erzeugt wurde.

Figur 5 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung, bei

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der die Düse 34 im Bereich einer Ecke des Kanals quadratischem Querschnittes angeordnet ist.

Figur 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, die ähnlich der unter Bezugnahme auf Figur 4 beschriebenen Ausführungsform ist, mit der Ausnahme, daß der Kanal im Querschnitt rechteckig ist und die beiden Düsen 44 an den Wandungen kleinerer Abmessungen montiert sind.

Figur 7 zeigt eine sechste Ausfuhrungsform der Erfindung, welche drei Düsen 54 aufweist, von denen die mittlere im Bereich der Längsachse des Kanals 12 angeordnet ist.

Figur 8 zeigt eine siebente Ausführungsform der Erfindung, welche einen Kanal mit ovalem Querschnitt aufweist.

Bei einer abgewandelten anderen Form der Erfindung kann der Kanal Jeden gewünschten Querschnitt aufweisen, der sich über die Länge des Kanäles ändern kann.

Der Kanal kann gerade oder gebogen sein.

Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung weist die Vorrichtung mehr als drei Düsen auf.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

7323159 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Medienströmen, insbesondere zur Belüftung und Bewetterung,mit einem Körper, der einen durchgehenden Kanal für den Medienstrom auMst und eine Düse, die einen Flüssigkeitssprühstrahl längs des Kanales richtet, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4, 14, 24, 34, 44, 54) im Bereich der Aussenwandung des Kanales (2, 12) angeordnet ist.

2. Vorrichtungjiach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4, 14, 24, 34, 44, 54) zu der Aussenwandung des Kanales (2, 12) geneigt ausgebildet ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4, 14, 24, 34, 44, 54) zu der Aussenwandung des Kanales (2, 12) in einem Winkel zwischen 5° und 20° geneigt ist.

4. Vorrichtung nach einem odernehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Düsen 04, 24, 44, 54) im Bereich der Aussenwandung des Kanales (8, 12) vorgesehen ist.

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