PL180585B1 - Urządzenie zraszające - Google Patents

Abstract

1. Urządzenie zraszające stanowiące rozpylacz w postaci elementu przewodowego z zestawem wylotowych otworów wykonanych parami i tak usytuowanych, że ich osie przecinają się na zewnątrz tego elementu przewodowego, znamienne tym, że pary wylotowych otworów (6) są rozmieszczone na obwodzie stożkowego przewodowego segmentu (1) tak, że główne osie wylotowych otworów (6) poszczególnych par leżą w oddzielnych płaszczyznach przechodzących przez jedną z tworzących bocznej ścianki (4) stożkowego przewodowego segmentu (1) i jego główną oś, przy czym korzystnie punkty przecięć głównych osi wszystkich par wylotowych otworów (6) leżą w tej samej płaszczyźnie prostopadłej do głównej osi stożkowego przewodowego segmentu (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zraszające przeznaczone do redukcji zapylenia zarówno przez ograniczenie emisji pyłu z jego źródeł, jak i wytrącanie go z powietrza, do którego został wyemitowany podczas wymuszonego przepływu tego powietrza w tunelach i kanałach o większych przekrojach, zwłaszcza w górnictwie, szczególnie w miejscach urabiania pokładów węglowych oraz drążenia wyrobisk korytarzowych.

Z katalogu urządzeń do zwalczania zagrożeń pyłowych w górnictwie, wydanego przez CMG KOMAG w Gliwicach w roku 1984, znane są urządzenia zraszające stosowane przy kombajnach ścianowych i chodnikowych oraz do wytrącania pyłu z powietrza przepływającego wyrobiskami górniczymi, składające się z zestawów kilku do kilkunastu typowych dysz zraszających usytuowanych na wygiętych w kabłąk przewodach rurowych. Po doprowadzeniu do takich urządzeń wody pod ciśnieniem, woda ta wypływa przez zestaw dysz zraszających w postaci zasłony mgłowej obejmującej stosunkowo duże przestrzennie zarówno źródła wytwarzania pyłu, jak i przekroje przepływu zapylonego powietrza wyrobiskiem górniczym. Niedogodnością tych urządzeń jest konieczność utrzymywania prawie stałej uciążliwej obsługi eksploatacyjnej ich dysz zraszających. Typowe dysze zraszające dla właściwego rozpylania wody mają bowiem odpowiednio małe wewnętrzne kanały przepływowe i otwory wylotowe (średnicy do 2 mm), co przy zanieczyszczeniach, jakie z reguły zawiera woda kopalniana, powoduje ich uniedrożnianie. Ponadto kształt konstrukcyjny całego zestawu urządzenia jest często niedogodny do lokalizacji w warunkach górniczych.

Z polskiego opisu patentowego nr 161 355 znane jest urządzenie do odpylania przez zraszanie, wyposażone w odśrodkowy rozpylacz w postaci elementu rurowego, który ma w stożkowych wgłębieniach usytuowanych od zewnętrznej strony swojej ścianki pary

180 585 wylotowych otworów łączących jego przewodową przestrzeń z przestrzenią zewnętrzną. Wyszczególnione wgłębienia są rozmieszczone wzdłuż śrubowo przebiegających linii, a wykonane we wgłębieniach pary wylotowych otworów są tak usytuowane, że ich osie przecinają się na zewnątrz elementu rurowego. Doprowadzona do takiego zraszacza woda pod ciśnieniem jest rozdzielana za pośrednictwem wylotowych, otworów na małe strugi, które po wypływie na zewnątrz zderzają się parami, w następstwie czego rozdrabniają się na krople przemieszczające się z dużą prędkością w stronę odśrodkową i tworzą śrubowo przebiegające warstwy ruchomych kropel o dużej energii kinetycznej.

Zraszanie za pomocą opisanego urządzenia jest wysoko efektywne, gdy dotyczy powietrza przepływającego przewodem odpylacza bądź wyrobiskiem z odpowiednio dużą prędkością, rzędu kilkunastu m/s, a długość śrubowo przebiegających warstw wytwarzanej mgły jest znaczna. Jeżeli jednak prędkość przepływającego powietrza jest nieduża, do kilku m/s, to efektywność zraszania za pośrednictwem opisanego urządzenia jest zdecydowanie niezadowalająca. Występujący w tym przypadku spadek efektywności zraszania wynika z małej bezwładności cząstek pyłu zawartego w przepływającym powietrzu. Wtedy bowiem nie ma dostatecznego wymuszania zderzeń cząstek pyłu z wytworzonymi warstwami kropel, a nie zraszane przestrzenie między tymi warstwami stanowią wygodną drogę ucieczki pyłu przed kroplami wody. Podobne zjawisko występuje w przypadku zraszania za pomocą opisanego urządzenia miejsc stanowiących źródła wytwarzania i emisji pyłu, co sprawia, że również tam efektywność zraszania jest niezadowalająca.

Istota urządzenia zraszającego stanowiącego rozpylacz w postaci elementu przewodowego z zestawem otworów wylotowych wykonanych parami tak, że ich osie główne przecinają się na zewnątrz elementu przewodowego polega na tym, że pary wylotowych otworów są rozmieszczone na obwodzie stożkowego przewodowego segmentu tak, że główne osie poszczególnych par otworów wylotowych leżą w oddzielnych płaszczyznach przechodzących przez jedną z tworzących bocznej ścianki stożkowego przewodowego segmentu i jego główną oś.

Korzystne jest, aby punkty przecięć głównych osi wszystkich par otworów wylotowych usytuowane były w tej samej płaszczyźnie, prostopadłej do głównej osi stożkowego przewodowego segmentu oraz aby osie główne wszystkich par otworów przecinały się pod takim samym kątem.

Celowe jest również umieszczenie opisanego urządzenia zraszającego w dwustronnie otwartej osłonie, w jednej z jej skrajnych części, w pobliżu otwarcia osłony. Istotne jest przy tym, aby boczna ścianka stożkowego przewodowego segmentu była zbieżna w stronę otwarcia tej części osłony. Ważne jest ponadto, aby urządzenie zraszające było osadzone w osłonie przesuwnie, w kierunku jej głównej osi. Równocześnie korzystne jest, aby wewnętrzna pobocznica osłony w tej skrajnej części, w której usytuowany jest stożkowy przewodowy segment z parami wylotowych otworów, była rozwarta w stronę otwarcia.

Dodatkowo korzystne jest, aby osłona miała wewnętrzną pobocznicę rozwartą z obu stron otwarcia.

Przedmiot wynalazku zilustrowano w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment przekroju wzdłużnego urządzenia zraszającego, fig. 2 - widok urządzenia zraszającego od strony jego mniejszej podstawy stożkowej, a fig. 3 - układ zestawczy urządzenia zraszającego i osłony w przekroju wzdłużnym.

Urządzenie zraszające składa się ze stożkowego przewodowego segmentu 1, który z jednej strony jest zamknięty ścianką 2, a z przeciwnej jest otwarty i połączony z rurowym przewodowym elementem 3, którym doprowadzana jest woda do zraszania.

Boczna ścianka 4 stożkowego przewodowego segmentu 1 ma od strony zewnętrznej rozmieszczony na obwodzie zestaw zbieżnych wgłębień 5, o zbieżności w stronę wewnętrznej części segmentu 1, prostopadle do ścianki 4. W pobocznicy każdego wgłębienia 5 jest wykonana para wylotowych otworów 6 tak, że ich osie główne leżą w płaszczyźnie przechodzącej przez jedną z tworzących bocznej ścianki 4 oraz główną oś segmentu 1 i przecinają się od zewnętrznej strony ścianki 4. Ponadto wgłębienia 5 z parami wylotowych otworów 6 są tak usytuowane, że osie wszystkich par otworów 6 przecinają się pod takim samym

180 585 kątem, a punkty tych przecięć leżą w tej samej płaszczyźnie, prostopadłej do głównej osi stożkowego przewodowego segmentu 1. Jak pokazano w przykładzie wykonania na fig.3 rysunku, przewodowy segment 1 jest osadzony przesuwnie wewnątrz otwartej z obu stron cylindrycznej osłony 8, za pośrednictwem rurowego przewodowego elementu 3, w usytuowanej koncentrycznie tulei 7, która jest sztywno połączona z osłoną 8 za pośrednictwem żebra 9.

Stożkowy przewodowy segment 1 jest usytuowany wzdłuż cylindrycznej osłony 8, w pobliżu jednej z krańcowych części tej osłony, przy czym zbieżność bocznej ścianki 4 segmentu 1 przebiega w stronę otwarcia tej krańcowej części osłony 8. Ponadto cylindryczna osłona 8 ma na swych obydwu krańcach wewnętrzną pobocznicę 10 rozszerzającą się stożkowo w kierunku krańców osłony.

Działanie urządzenia przedstawia się następująco. Po doprowadzeniu wody do urządzenia zraszającego dzięki opisanemu usytuowaniu wylotowych otworów 6 na pobocznicy stożkowego przewodowego segmentu 1 uzyskuje się na zewnątrz tego segmentu 1 zestaw w zasadzie płaskich strug kropel przemieszczających się na dużą odległość od miejsca wytwarzania, w zasadzie prostopadle do bocznej ścianki 4 stożkowego segmentu 1.

W przypadku gdy pary otworów 6 są rozmieszczone wokół bocznej ścianki 4 tak, że osie wszystkich ich par przecinają się pod takim samym kątem, a punkty przecięć leżą w tej samej płaszczyźnie prostopadłej do głównej osi stożkowego segmentu 1, to wytwarzany zestaw strug kropel stanowi szczelną zasłonę mgiowąw kształcie zbliżonym do rozwartego dużych rozmiarów parasola. Przy czym, jak wynika z przeprowadzonych badań urządzenia w takim wykonaniu, kąt rozwarcia zasłony jest zależny od kąta zbieżności stożkowego segmentu 1; im większy kąt zbieżności segmentu 1, tym mniejszy kąt rozwarcia wytwarzanej zasłony mgłowej.

Wgłębienia 5 wraz z przynależnymi im parami wylotowych otworów 6 mogą być rozmieszczone tylko na części obwodu stożkowego segmentu 1. Zasłona mgłowa ma wtedy kształt wycinka rozwartego parasola.

Usytuowanie stożkowego segmentu 1 w osłonie 8, w jednej z jej krańcowych części, o wewnętrznej pobocznicy 10 rozwierającej się w kierunku otwarcia sprawia, że --kerunek rozwarcia zasłony mgłowej jest zgodny z kierunkiem rozwarcia tej części osłony 8. '

Rezultat takiego rozwiązania jest następujący. Podczas wytwarzania mgły, przez otwarcie osłony 8 od strony przeciwległej do miejsca zraszania występuje zasysanie powietrza z otoczenia do wewnętrznej przestrzeni tej osłony oraz napływ zassanego powietrza na wytwarzaną zasłonę mgłową. Zjawisko takie okazuje się bardzo korzystne dla wytwarzania zasłony mgłowej, gdyż umożliwia właściwe rozdrobnienie rozpylanej wody oraz poprawia równomierność zagęszczenia kropel w wytwarzanej zasłonie mgłowej, a to zwiększa jej skuteczność w zwalczaniu zapylenia.

Ponadto wyszczególniona właściwość zasysania powietrza występująca podczas działania urządzenia zraszającego z osłoną 8 może być wykorzystana zwłaszcza w zastosowaniu w górniczych wyrobiskach ścianowych urabianych kombajnami, dla takiego usytuowania tego urządzenia, aby zasysanie odbywało się z otoczenia stanowiska kombajnisty, a wytwarzana zasłona mgłowa była skierowana na roboczy organ kombajnu. Należy przy tym zaznaczyć, że dla intensywności zasysającego działania urządzenia zraszającego korzystne jest takie ukształtowanie skrajnej części osłony od strony zasysania, aby wewnętrzna pobocznica 10 tej części była rozwarta w stronę tego otwarcia, w którym występuje zasysanie.

Ponadto na intensywność zasysania można wpływać także przez zmianę położenia wytwarzanej zasłony mgłowej na długości osłony, którą to zmianą można równocześnie regulować, w pewnym zakresie, kąt rozwarcia tej zasłony mgłowej. W ten sposób można daną wielkość urządzenia zraszającego dostosować do różnych warunków eksploatacyjnych.

180 585

Fig.2

Fig. 3

180 585

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie zraszające stanowiące rozpylacz w postaci elementu przewodowego z zestawem wylotowych otworów wykonanych parami i tak usytuowanych, że ich osie przecinają się na zewnątrz tego elementu przewodowego, znamienne tym, że pary wylotowych otworów (6) są rozmieszczone na obwodzie stożkowego przewodowego segmentu (1) tak, że główne osie wylotowych otworów (6) poszczególnych par leżą w oddzielnych płaszczyznach przechodzących przez jedną z tworzących bocznej ścianki (4) stożkowego przewodowego segmentu (1) i jego główną oś, przy czym korzystnie punkty przecięć głównych osi wszystkich par wylotowych otworów (6) leżą w tej samej płaszczyźnie prostopadłej do głównej osi stożkowego przewodowego segmentu (1).
2. 2. Urządzenie zraszające według zastrz. 1, znamienne tym, że osie główne wszystkich par wylotowych otworów (6) przecinają się pod takim samym kątem.
3. 3. Urządzenie zraszające według zastrz. 1, znamienne tym, że stożkowy przewodowy segment (1) jest umieszczony w jednej ze skrajnych części dwustronnie otwartej osłony (8), przy czym tworzące bocznej ścianki (4) stożkowego przewodowego segmentu (l) są zbieżne w stronę otwarcia tej skrajnej części osłony (8).
4. 4. Urządzenie zraszające według zastrz, 3, znamienne tym, że stożkowy przewodowy segment (1) jest osadzony w osłonie (8) przesuwnie w kierunku tej osi głównej.
5. 5. Urządzenie zraszające według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że wewnętrzna pobocznica (10) osłony (8), w tej skrajnej części, w której umieszczony jest stożkowy przewodowy segment (1) jest rozwarta w stronę otwarcia tej części osłony (8).
6. 6. Urządzenie zraszające według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że wewnętrzna pobocznica (10) osłony (8) jest rozwarta w stronę obydwu otwarć osłony (8).