DE401212C

DE401212C - Device for checking the pit air for flammable additions and for preventing firedamp and coal dust explosions

Info

Publication number: DE401212C
Application number: DEP45991D
Authority: DE
Original assignee: WILHELM PFANDHOEFER
Current assignee: WILHELM PFANDHOEFER
Priority date: 1923-03-28
Filing date: 1923-03-28
Publication date: 1924-08-27

Description

Vorrichtung zum Prüfen der Grubenluft auf entzündbare Beimengungen und zur Verhütung von Schlagwetter- und Kohlenstaubexplosionen. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche dazu dienen soll, die Luft in Grubenbauen auf den Gehalt von Grubengas zu prüfen und explosible Grubengasgemische (Schlagwetter) anzuzeigen. Gleichzeitig kann die Vorrichtung auch zur Bekämpfung von Schlagwetter- und Kohlenstaubexplosionen benutzt werden.Device for checking the pit air for flammable additions and to prevent firedamp and coal dust explosions. The invention relates to a device, which should serve to build the air in pits on the content of mine gas and to report explosive mine gas mixtures (firedamp). At the same time, the device can also be used to combat firedamp and coal dust explosions to be used.

Bei der Vorrichtung wird in bekannter Weise das zu prüfende Gasgemisch durch einen Kolben in einem Zylinder aufgesaugt und darauf, unter Verdichtung des Gemisches, in einen zweiten Zylinder eingelassen und durch eine Zündvorrichtung zur Explosion gebracht, wobei gleichzeitig Signale ausgelöst werden, die verschiedenartig, beispielsweise als Pfeifen oder Alarmglocken, ausgebildet sein können, um den verschiedenen Prozentgehalt der Luft an Grubengasen genau anzuzeigen.In the device, the gas mixture to be tested is used in a known manner sucked up by a piston in a cylinder and on it, compressing the Mixture, admitted into a second cylinder and through an igniter caused to explode, at the same time triggering signals that are different, for example, as whistles or alarm bells, can be designed to the various Display the percentage of mine gas in the air.

Gemäß der Erfindung werden die Signaleinrichtungen nicht unmittelbar durch den Kolben des Explosionszylinders der Vorrichtung betätigt, sondern es ist in dem oberen Raum der Explosionskammer eine Anzahl Ventile von verschiedenem Durchgangsquerschnitt und mit verschiedener Federbelastung angeordnet, so daß diese Ventile je nach der Stärke des Explosionsdruckes einzeln oder auch gleichzeitig zur Wirkung gelangen. Die genannten Ventile stehen ferner mit Ventilen von Preßluftleitungen in Verbindung, derart, daß beim Öffnen der Preßluftleitung der .austretende Preßluftstrahl bereitstehenden Gesteinsstaub ,aufwirbelt, der zur Bekämpfung der Schlagwetter- und Kohlenstauhexplosionen dient. Ebenso können in gleicher Weise dem gleichen Zweck dienende Berieselungsvorrichtungen durch die genannten Ventile eingeschaltet werden.According to the invention, the signaling devices are not immediate actuated by the piston of the explosion cylinder of the device, rather it is in the upper space of the explosion chamber a number of valves with different passage cross-sections and arranged with different spring loading, so that these valves depending on the Strength of the explosion pressure come into effect individually or simultaneously. The valves mentioned are also connected to valves of compressed air lines, in such a way that when the compressed air line is opened, the compressed air jet emerging is available Rock dust, whirled up, used to combat firedamp and coal damming explosions serves. Likewise, sprinkling devices serving the same purpose can be used in the same way be switched on by the valves mentioned.

Um die Gefährlichkeit des elektrischen Stromes im Bergbaubetriebe auszuschalten und die Vorrichtung denkbar einfach und sicher zu machen, erfolgt die Zündung des Explosionsgemisches durch eine aus Feuerstein und Stahl bestehende Zündvorrichtung,, die durch den Kolben des Explosionszylinders angetrieben wird. Die Vorrichtung arbeitet selbsttätig und wird durch Preßluft betrieben, wobei der Kolben des Explosionszylinders durch einen Arbeitskolben des Preßluftzylinders wieder zurückgeführt wird, dessen Steuerung selbsttätig durch die Steuerung des Pumpenzylinders erfolgt.About the dangerousness of electricity in mining operations turn off and make the device very easy and safe, takes place the ignition of the explosive mixture by means of a flint and steel Ignition device, which is driven by the piston of the explosion cylinder. The device works automatically and is operated by compressed air, the Piston of the explosion cylinder through a working piston of the compressed air cylinder again is fed back, its control automatically by the control of the pump cylinder he follows.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt. Abb. i zeigt den Ansaugeapparat im Schnitt, und Abb. z ist der mit dem ersten Apparat in Verbindung stehende Explosionsapparat, wobei die Abb.2 im doppelten Maßstab zu Abb. i gezeichnet ist.The subject of the invention is shown schematically in the accompanying drawing shown. Fig. I shows the suction device in section, and Fig. Z is the one with the explosive apparatus connected to the first apparatus, Fig. 2 in double scale to Fig. i is drawn.

Gemäß Abb. i ist an dem Gestell oder Rahmen i ein Ansaugezylinder 2 angeordnet, dessen Kolben aus zwei Teilen 3 und q, be= steht. Der Kolbenteil 3 sitzt fest auf der Kolbenstange 5, während der Teil q. auf der Kolbenstange verschiebbar ist und durch Bolzen 6 an dem Teil 3 gehalten wird. Der Zylinder 2 ist mit einem federnden Einlaßventil 7 versehen, an das das Einlaßrohr 8 angeschlossen ist, welches bis unter das Hangende der Streben, Strecken und Querschläge geführt ist. Gegebenenfalls kann auch das Rohr 8 noch mit Verzweigungen ausgestattet sein, die an die einzelnen Örter oder Betriebspunkte führen. Die Öffnungen dieser Ansaugerohre werden zweckmäßig mit Netzdraht überzogen.According to Fig. I, there is a suction cylinder on the frame or frame i 2 arranged, the piston of two parts 3 and q, be = is. The piston part 3 sits firmly on the piston rod 5, while the part q. slidable on the piston rod and is held on part 3 by bolts 6. The cylinder 2 is with a resilient inlet valve 7 is provided to which the inlet pipe 8 connected is, which led to under the hanging wall of the struts, stretches and crosscuts is. If necessary, the pipe 8 can also be equipped with branches, which lead to the individual locations or operating points. The openings of these intake pipes are expediently covered with mesh wire.

Gegenüber dem Einlaßventil7 ist an dem Zylinder ein gleichartiges Einlaßventil9 angeordnet, welches durch eine Rohrleitung r o mit dem Explosionsapparat verbunden ist.Compared to the inlet valve 7 there is a similar one on the cylinder Inlet valve9 arranged, which through a pipeline r o with the explosive apparatus connected is.

Zum Antrieb des Kolbens 3 dient ein Druckkolben i i, welcher in einem .,Preßluftzylinder 12 arbeitet und durch Preßluft angetrieben wird. Die Rückführung des Kolbens i i und damit auch des Kolbens 3 geschieht durch eine Schraubenfeder 13. In den Zylinder 12 führt ein Preßluft-Zuleitungsrohr 14, während die Abluft durch ein Röhr 15 entweicht. Beide Rohre werden durch einen gemeinsamen Schieber 16 geschlossen und geöffnet. Die Umstellung dieses Schiebers erfolgt durch eine Knaggensteuerung, zu welchem Zweck die Kolbenstange 5 verlängert ist und mit Endknaggen 17 und ungefähr in der Mitte der Stange angeordneten Knaggen 18 und i9 versehen ist. Durch die unteren Knagg en i 9 wird die mit dem Schieber 16 verbundene Stange 2o umgelegt, während die oberen Knaggen eine Stange 21 betätigen, die durch eine Verbindungsstange 22 mit der Steuerung des Preßluftzylinders 23 des Explosionsapparates verbunden ist.To drive the piston 3 is a pressure piston i i, which in one ., Compressed air cylinder 12 works and is driven by compressed air. The repatriation of the piston i i and thus also of the piston 3 is done by a helical spring 13. A compressed air supply pipe 14 leads into the cylinder 12, while the exhaust air escapes through a tube 15. Both pipes are through a common slide 16 closed and open. The changeover of this slide is carried out by a Latch control, for what purpose the piston rod 5 is extended and with end lugs 17 and lugs 18 and 19 arranged approximately in the middle of the rod is. The rod connected to the slide 16 is secured by the lower lugs 9 2o folded while the upper lugs operate a rod 21, which is through a Connecting rod 22 with the control of the compressed air cylinder 23 of the explosive apparatus connected is.

Die Kolbenstange 5 wird zweckmäßig hohl ausgeführt und ist mit drei Öffnungen 24, 25 und 26 versehen, durch welche hindurch ein Druckausgleich zwischen den Zylindern 2 und 12 erfolgt. Anstatt dieser Ausbildung kann gegebenenfalls auch die Wand zwischen den Zylindern 2 und 12 mit Durchbrechungen versehen sein.The piston rod 5 is expediently made hollow and has three Openings 24, 25 and 26 provided through which a pressure equalization between cylinders 2 and 12 takes place. Instead of this training you can also the wall between the cylinders 2 and 12 may be provided with openings.

Der Explosionsapparat (Abb. 2) besteht aus einem starkwandigen Gehäuse 27 mit oberem Abschlußdeckel28. In das Gehäuse 27 ist ein Zylinder 29 eingesetzt, in den oben das vom Ansaugezylinder 2 herführende Rohr io mündet. Der Inhalt des Zylinders 29 wird zweckmäßig halb so groß wie der des Ansaugezylinders 2 bemessen. In dem Zylinder 29 ist gleitend ein Kolben 3o geführt, dessen Kolbenstange 3 i nach unten durch den Zylinder hindurchgeführt ist und hier einen breiteren Kolben 32 trägt, welcher in dem .Preßluftzylinder 23 arbeitet. Zwecks Druckausgleichs in den Zylinderräumen 23 und 29 ist zwischen den beiden Kolben 30 und 32 die 1-Zolbenstange 31 hohl ausgeführt und mit Öffnungen 51 und 52 versehen, wobei ferner die Luft durch eine Öffnung 53 des Zylinders 23 nach außen entweichen kann. Der Antrieb des Kolbens 32 nach oben erfolgt durch Preßluft, die durch ein Rohr 33 eingeführt wird, während die Abluft durch ein Rohr 34 entweicht. Beide Rohre werden durch einen gemeinsamen Schieber 35 geschlossen und geöffnet, welcher durch eine drehbar angeordnete Stange 36 mit -der vorgenannten Stange 22 verbunden ist, so daß der Schieber 35: gleichzeitig mit dem vorgenannten Schieber 16 umgestellt wird.The explosion apparatus (Fig. 2) consists of a thick-walled housing 27 with top cover 28. A cylinder 29 is inserted into the housing 27, in the above the pipe leading from the suction cylinder 2 opens. The content of the Cylinder 29 is expediently dimensioned half as large as that of the suction cylinder 2. A piston 3o is slidably guided in the cylinder 29, the piston rod 3i of which follows is passed through the cylinder below and here a wider piston 32 carries, which works in the .Preßluftylinder 23. For pressure equalization in the The cylinder chambers 23 and 29 are the 1-piston rod between the two pistons 30 and 32 31 made hollow and provided with openings 51 and 52, furthermore the air through an opening 53 of the cylinder 23 can escape to the outside. The drive of the piston 32 upwards is carried out by compressed air which is introduced through a pipe 33 while the exhaust air escapes through a pipe 34. Both pipes are shared by one Slide 35 closed and opened, which by a rotatably arranged rod 36 is connected to the aforementioned rod 22, so that the slide 35: simultaneously is switched with the aforementioned slide 16.

In dem Zylinder 29 sind zwei senkrechte Stangen 37 befestigt, welche durch den Kolben 3o hindurchgeführt sind und an ihrem oberen Teil von Druckfedern 38 umgeben werden, an deren unterem Ende zwei vierkantige Feuersteinbehälter 39 befestigt sind. In diesen Behältern 39, die gleitend an den Stangen 37 geführt sind, liegen zwei Feuersteine 40, wobei die Kasten 39 nach oben und seitlich gegeneinander offen sind, so daß die Feuersteine heraustreten können, welche zweckmäßig federnd gehalten werden. In der Mitte des Kolbens 30 ist ein vorstehendes, mit Zähnen versehenes Stahlstück 41 angeordnet, so daß beim Vorbeigleiten des Stahlstückes an den Feuersteinen dessen Zähne an den Feuersteinflächen reiben und Funken erzeugen, durch welche das Gasgemisch entzündet wird. Naturgemäß läßt sich auch eine andere Zündvorrichtung anbringen.In the cylinder 29, two vertical rods 37 are attached, which are passed through the piston 3o and are surrounded at their upper part by compression springs 38, at the lower end of which two square flint containers 39 are attached. In these containers 39, which are slidably guided on the rods 37, there are two flints 40, the boxes 39 being open to each other at the top and sides, so that the flints can emerge, which are expediently held resiliently. In the center of the piston 30 is a protruding, toothed steel piece 41 so that when the steel piece slides past the flint, its teeth rub against the flint surfaces and generate sparks which ignite the gas mixture. Another ignition device can of course also be attached.

In den Oberteil der Explosionskammer 29 sind eine Anzahl Ventile oder Kolbenschieber 42, 43, 44 eingebaut, welche derart ausgebildet sind, daß sie einem verschieden großen Explosionsdruck nachgeben. Zu diesem Zweck können die Schieber im Durchmesser verschieden sein und mit verschieden starken und großen Schraubenfedern 45 ausgerüstet werden. Der im Durchmesser kleinste Schie. ber 42, welcher mit der stärksten Feder 45 ausgerüstet ist, besitzt somit den größten Widerstand gegen den Druck in der Kammer 29. Durch die Schieber 42, 43, 44 werden Auslaßöffnungen 46 freigelegt, durch welche das verbrannte Gas in die umgebende Auspuffkammer 27 treten kann. Zur Abschwächung des Auspuffdruckes und des Geräusches gelangen die Abgase aus der Kammer 27 zunächst in eine Kammer 47, welche mit einer Reihe feiner Siebe 48 versehen ist und eine ins Freie führende Auslaßöffnung 49 besitzt.In the upper part of the explosion chamber 29, a number of valves or piston slides 42, 43, 44 are installed, which are designed in such a way that they yield to an explosion pressure of different magnitudes. For this purpose, the slides can have different diameters and can be equipped with helical springs 45 of different strengths and sizes. The smallest slide in diameter. Via 42, which is equipped with the strongest spring 45, has the greatest resistance to the pressure in the chamber 29. The slides 42, 43, 44 uncover outlet openings 46 through which the burnt gas can enter the surrounding exhaust chamber 27 . To reduce the exhaust pressure and the noise, the exhaust gases from chamber 27 first pass into a chamber 47 which is provided with a series of fine sieves 48 and an outlet opening 49 leading to the outside.

Die vorgenannten Schieber 42, 43, 44 stehen mit je einem Ventil von Preßluftleitungen in Verbindung, in welche Sirenen oder Pfeifen eingebaut sind, die auf verschieden hohen Ton abgestimmt sind: Ebenso können diese Ventile auch mit einer Alarmglocke in Verbindung gebracht werden. Ferner kann an der Preßluftleitung ein Ventil angebracht werden, über welcher sich ein großer Kasten mit fein gemahlenem Steinstaub befindet, in ungefähr o,5 m Höhe vom Hangende. Beim Öffnen des genannten Ventils bläst alsdann die Preßluft den Steinstaub unter das Hangende und verhindert dadurch eine Entzündung der Schlagwetter. Auf die gleiche Weise können auch `Vasserleitungsventile geöffnet werden. . Da diese ausgespritzten Wasser- und Gesteinsstaubmengen nach unten auf die Sohle fallen, so wird dadurch gleichzeitig die Kohlenstaubgefahr bekämpft. Auch der Zylinder 27 der Vorrichtung kann selbst zum Teil, bis zur Höhe 5o, mit Gesteinsstaub angefüllt sein, so daß beim Auspuffen der Explosionsgase der Steinstaub aufgewirbelt wird und etwaige Funken gelöscht werden.The aforementioned slide 42, 43, 44 each have a valve from Compressed air lines in connection, in which sirens or whistles are built, which are tuned to different high tones: These valves can also do the same associated with an alarm bell. Furthermore, on the compressed air line A valve can be attached, over which there is a large box with finely ground Stone dust is roughly 0.5 m height from the hanging wall. When opening of the valve mentioned then the compressed air blows the stone dust under the hanging wall and thereby prevents the firedamp from igniting. In the same way you can also `water line valves are opened. . Since this sprayed water and When the amount of rock dust falls down onto the floor, it is simultaneously combats the risk of coal dust. The cylinder 27 of the device can itself partly, up to the height 50, be filled with rock dust, so that when exhausted the explosion gases whirl up the stone dust and extinguish any sparks will.

Bei Inbetriebnahme der Vorrichtung wird die Preßluftleitung aufgedreht und zunächst der Kolben i i durch die Preßluft vorgetrieben, so daß der Kolben 3 ebenfalls bis an das jenseitige Zylinderende bewegt wird. Die vor dem Kolben i i zusammengepreßte Luft entweicht dabei durch die hohle Kolbenstange 5 und schließlich durch die öffnung=54 des Steuergehäuses 55. Beim jetzt erfolgenden Rückhub der Kolben durch die Feder 13 wird Luft bzw. Gas durch das Rohr 8 und Ventil 7 angesaugt, so saß der Zylinder 2 sich füllt. Beim abermaligen Vorstoßen des Kolbens i i wird das in dem Zylinder 2 befindliche Gasgemisch durch das Rohr io hindurch in den Zylinder 29 getrieben und drückt hierbei auf den Kolben 30, welcher zusammen mit dem Kolben 32 in die unterste Lage bewegt wird. Da der Zylinderraum 29 kleiner ist als der Zylinder 2, so wird das Gasgemisch komprimiert. Gleichzeitig werden beim Vorstoßen des Kolbens 3o auch die Feuersteinbehälter 39 durch die Wirkung der Federn 38 vorgetrieben. Sie bewegen sich jedoch lang. samer als der Kolben 3o, so saß das Stahlstück 41 an den Feuersteinen 39 reibt und einen Zündfunken erzeugt. Durch die nahezu am Ende des Kolbenhubes entstehende Explosion gelangen die Kolben 30, 32 in ihre unterste Lage, worauf die Rückführung der Kolben durch die durch das Rohr 33 eintretende Preßluft bewirkt wird. In dem Moment der Zündung befindet sich der Kolben 3 des Ansaugezylinders 2 .ebenfalls in der äußersten Lage gegenüber den Ventilen 7 und 9. Sollten nun durch irgendeine Ursachei die Ventile nicht dicht halten, so hält dennoch, der vordere Teil 3 des Kolbens 3, 4 die Öffnungen im Zylinder 2 dicht, und zwar auch dann noch, wenn die Kolbenstange 5 schon wieder zurückgeht, da der Tei13 verschiebbar zu dem Kolbenteil 4 angeordnet ist. Die Umsteuerung der Preßluftzufuhr für die Zylinder 12 und 23 erfolgt selbsttätig durch die oben beschriebene Knaggensteuerung 18 bis 22.When the device is put into operation, the compressed air line is opened and first the piston i i is driven forward by the compressed air, so that the piston 3 is also moved to the far end of the cylinder. The before the piston i i compressed air escapes through the hollow piston rod 5 and finally through the opening = 54 of the control housing 55. During the return stroke of the piston that now takes place by the spring 13 air or gas is sucked in through the pipe 8 and valve 7, see above sat the cylinder 2 is filling. When the piston i i pushes forward again, this becomes Gas mixture located in the cylinder 2 through the pipe io into the cylinder 29 driven and presses here on the piston 30, which together with the piston 32 is moved to the lowest position. Since the cylinder space 29 is smaller than that Cylinder 2, the gas mixture is compressed. At the same time when advancing of the piston 3o also the flint container 39 is driven forward by the action of the springs 38. However, they move for a long time. The steel piece 41 sat closer to the piston 3o rubs against the flints 39 and generates an ignition spark. By almost at the end the explosion resulting from the piston stroke reach the pistons 30, 32 in their lowest Location, whereupon the return of the pistons by entering through the pipe 33 Compressed air is effected. At the moment of ignition, the piston 3 of the Suction cylinder 2. Also in the outermost position opposite the valves 7 and 9. If the valves do not hold tight for any reason, hold nevertheless, the front part 3 of the piston 3, 4 tightens the openings in the cylinder 2, even if the piston rod 5 is already going back, because the Partly arranged to be displaceable relative to the piston part 4. The reversal of the compressed air supply for the cylinders 12 and 23 takes place automatically by the lug control described above 18 to 22.

Die Abstimmung der drei Schieberventile 42, 43, 44 erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß das letztgenanntd Ventil 44 bei einem Grubengasgehalt (Methan) von etwa i bis 1,5 Prozent anspringt, das mittlere Ventil 43 bei einem Grubengasgebalt von etwa 2 bis 3 Prozent und das dritte Ventil 42 bei einem Grubengasgehalt von über 3 bis 5 Prozent z ur N Virkung gelangt.The coordination of the three slide valves 42, 43, 44 is expedient in such a way that the last-mentioned valve 44 at a mine gas content (methane) from about 1 to 1.5 percent starts, the middle valve 43 in a mine gas situation from about 2 to 3 percent and the third valve 42 at a mine gas content of More than 3 to 5 percent has an effect.

Befinden sich in dem komprimierten Luft-und Gasgemisch keine explosiblen Gase, so findet naturgemäß keine Entzündung statt, und es wird gegebenenfalls nur das am schwächsten belastete Ventil 44 geöffnet. Im andern Falle wird einer der Auspuffkanäle 46 beim Wiederhochgeh.en des Kolbens 3o geöffnet. War das komprimierte Gasgemisch an Grubengasen reicher, so erfolgt eine stärkere Explosion, so saß sich neben dem ersten 44 auch das zweite Ventil 43 und gegebenenfalls auch alle drei Ventile 42, 43, 44 öffnen. Gleichzeitig ertönen beim Öffnen der jeweiligen Ventile eine Alarmglocke oder hell und tief abgestimmte Sirenen, so saß der Grubenbeamte wie auch die übrigen Bergleute schon an dem Ton hören können, ob Gefahr im Verzuge ist.If there are no explosives in the compressed air and gas mixture Gases, then naturally no ignition takes place, and there will only be the most lightly loaded valve 44 is open. Otherwise one of the Exhaust ducts 46 open when the piston 3o rises again. Was that compressed Gas mixture richer in mine gases, so there is a stronger explosion, so sat down in addition to the first 44 also the second valve 43 and possibly also all three Open valves 42, 43, 44. At the same time, they sound when the respective valves are opened an alarm bell or high and low tuned sirens, that was how the mine official sat just like the other miners can already hear from the tone whether there is imminent danger is.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for checking the pit air for flammable Admixtures and for the prevention of firedamp and coal dust explosions, whereby the gas mixture sucked into a cylinder and compressed by an ignition device is made to explode and signals are activated by means of suitable devices set, characterized, sat in the upper part of the explosion chamber (29) a number of valves or slides (42, 43, 44) of different sizes Passage cross-section and spring loading of different strengths is arranged, the Depending on the strength of the explosion pressure, they can be advanced individually or simultaneously and thereby trigger signals as well as sprinkler and rock dust extinguishing devices put into action.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that sat the exhaust space of the explosion chamber (29) is filled with a rock dust layer (50) is.