PL236283B1

PL236283B1 - Device for testing the mechanical coal miner spraying nozzles

Info

Publication number: PL236283B1
Application number: PL421452A
Authority: PL
Inventors: Edward Żak; Jan GULAN; Jan Gulan
Original assignee: Gulan Jan Zakl Slusarsko Mechaniczny
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2020-12-28
Also published as: PL421452A1

Abstract

Zgłoszenie dotyczy przyrządu do badania dysz zraszających, stosowanych w organach urabiających kombajnów górniczych. Przyrząd (1) ma korpus (2) w postaci tulei wyposażonej w środkowej części w podłużne, wykonane od góry wycięcie (3) w płaszczu. Jeden koniec (2') wyposażony jest w tarczowy uchwyt (4), w którym mocowana jest badana dysza zraszająca, a z drugiego końca (2") zamknięta jest głowicą pomiarową (6), we wnętrzu której osadzone są wkłady kontrolne (7a, 7b, 7c). Wkłady kontrolne (7a, 7b, 7c) swoimi zwróconymi ku dyszy zraszającej powierzchniami stożkowymi wyznaczają krawędzie (10), między którymi tworzą się kanały (11) dla rozpylonego pod różnymi kątami strumienia wody (14). Między tarczowym uchwytem (14) a głowicą pomiarową (6) w korpusie (2) wykonany jest otwór odpływowy (8). Każdy z kanałów (11) ma połączenie z przynależnym mu króćcem odpływowym. Przy znanym wydatku strumienia wody (14), ilości wody z kanałów (11) ujęte w króćcach odpływowych i otworze odpływowym (8) tworzą charakterystykę dyszy zraszającej.The application concerns a device for testing spray nozzles used in mining heads of mining shearers. The device (1) has a body (2) in the form of a sleeve equipped in the central part with a longitudinal cut-out (3) in the jacket made from above. One end (2') is equipped with a disc holder (4) in which the tested spray nozzle is mounted, and at the other end (2') there is a measuring head (6) inside which control cartridges (7a, 7b, The control cartridges (7a, 7b, 7c) with their conical surfaces facing the spray nozzle define the edges (10), between which channels (11) are formed for the water stream (14) sprayed at different angles. and the measuring head (6) there is an outflow hole (8) in the body (2). Each of the channels (11) has a connection with the corresponding outflow connector. With a known water flow rate (14), the amount of water from the channels (11) is included in the drain connectors and the drain hole (8) form the characteristics of the spray nozzle.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do badania kombajnowych dysz zraszających, znajdujący zastosowanie przy produkcji i robotach remontowych kombajnów urabiających do górnictwa podziemnego.The subject of the invention is an apparatus for testing combine-spraying nozzles, used in the production and repair works of cutting combines for underground mining.

Organy urabiające kombajnów górniczych uzbrojone są nożami na płatach ładujących. Dla zmniejszenia zapylenia, powstającego w trakcie urabiania calizny, nożom towarzyszą dysze zraszające, które kierują strugi rozpylanej wody na nóż i urabianą caliznę. Dodatkowym efektem zraszania jest chłodzenie noży kombajnowych i izolowanie iskrzenia powstającego w trakcie urabiania skały. Dysze zraszające w trakcie pracy tworzą strugę rozpylonej wody w postaci stożkowej, przy czym część strumienia nie jest równomierna. Najbardziej zniekształcona struga występuje w środkowej części stożka, przy jego osi wzdłużnej, natomiast w kierunku ku tworzącej stożka gęstość strumienia ulega zmniejszeniu. W praktyce wykorzystywane są dysze zraszające o kącie wierzchołkowym tworzącej zbliżonym do 30°. Rozmieszczenie i ukierunkowanie strugi rozpylanej cieczy znane jest przykładowo z opisu zgłoszeniowego polskiego W.124204.The cutting bodies of mining combines are armed with knives on loading blades. In order to reduce the dust generated during the cutting of the flake, the knives are accompanied by spraying nozzles which direct the water spray onto the knife and the flake being cut. An additional effect of sprinkling is to cool the shearer's knives and to isolate the sparking generated during rock mining. During operation, the spray nozzles create a conical spray of water, with a part of the stream not even. The most distorted stream occurs in the central part of the cone, at its longitudinal axis, while towards the cone the density of the stream decreases. In practice, spraying nozzles with a forming apex angle close to 30 ° are used. The distribution and orientation of the sprayed liquid is known, for example, from the Polish application W.124204.

Znane są różne metody pomiaru parametrów rozpylanej przez dysze zraszające strugi wody, co zostało przedstawione w książce pt.: „Wytwarzanie i zastosowanie rozpylonej cieczy” Zdzisław Orzechowski, Jerzy Prywer, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 2008, str. 202:208. Spośród wymienionych metod praktycznie najprostszą wydaje się metoda promieniowego i obwodowego rozkładu gęstości zroszenia, polegająca na tym, że dyszę zraszającą ustawia się współśrodkowo do naczynia podzielonego na promieniowe segmenty i mierzy się ilość cieczy w poszczególnych segmentach, co obrazuje rozkład gęstości strugi. Osiągnięcie powtarzalności wyników zależy jednak od wielu parametrów, co może zapewnić jedynie odpowiednio skonstruowany przyrząd, pracujący w warunkach przemysłowych.There are various methods of measuring the parameters of water jets sprayed by nozzles, which was presented in the book entitled: "Production and use of the sprayed liquid" Zdzisław Orzechowski, Jerzy Private, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warsaw 2008, pp. 202: 208. Among the methods mentioned, the simplest method seems to be the radial and circumferential distribution of the spray density, where the spraying nozzle is positioned concentrically to the vessel divided into radial segments and the amount of liquid in individual segments is measured, which is illustrated by the stream density distribution. However, achieving the repeatability of results depends on many parameters, which can only be ensured by a properly constructed instrument operating in industrial conditions.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji przyrządu do badania kombajnowych dysz zraszających, umożliwiającego dokładne określanie parametrów konkretnych dysz zraszających przed ich zamontowaniem w organie urabiającym.The aim of the invention is to develop a construction of an apparatus for testing combine-spraying nozzles, which enables precise determination of parameters of specific spraying nozzles before their installation in the mining head.

Przyrząd do badania kombajnowych dysz zraszających według wynalazku ma dyszę zraszającą usytuowaną w sztywnym korpusie w określonej odległości od położonej naprzeciw i współosiowo z nią tarczowo-segmentowej głowicy pomiarowej, będącej odwzorowaniem przewidywanej odległości wierzchołka dyszy zraszającej od ostrza noża urabiającego, przy czym dysza zraszająca połączona jest z kanałem dopływowym cieczy, a głowica pomiarowa ma przynajmniej jeden kanał odpływowy.The device for testing combine-spraying nozzles according to the invention has a spraying nozzle situated in the rigid body at a predetermined distance from the disc-segment measuring head opposite and coaxial with it, representing the predicted distance of the spray nozzle tip from the cutting knife blade, the spraying nozzle being connected to a fluid inlet channel and the measuring head has at least one discharge channel.

Istota wynalazku polega na tym, że przyrząd ma korpus w postaci tulei z częściowym, wzdłużnym, zlokalizowanym od góry wycięciem w środkowej części, która to tuleja zamknięta jest z jednego końca tarczowym uchwytem do mocowania badanej dyszy zraszającej, a z drugiego końca zamknięta jest głowicą pomiarową, posiadającą rozłącznie mocowany więcej niż jeden wkład kontrolny, przy czym zamocowane w głowicy pomiarowej współosiowo wkłady kontrolne mają postać tulejek z jednego końca, od strony dyszy zraszającej, wyposażonych w powierzchnie stożkowe, między którymi utworzone są kanały do wypływu rozpylanej cieczy, każdy połączony z przynależnym mu króćcem odpływowym, a z drugiego końca mają część pierścieniową mocującą ją w głowicy pomiarowej, natomiast między tarczowym uchwytem, a głowicą pomiarową korpus posiada otwór odpływowy.The essence of the invention consists in the fact that the device has a body in the form of a sleeve with a partial, longitudinal cut-out located at the top in the central part, which sleeve is closed at one end with a disk holder for mounting the spray nozzle under test, and at the other end it is closed with the measuring head, having more than one control cartridge detachably attached, the control cartridges mounted coaxially in the measuring head are in the form of sleeves at one end, from the spray nozzle side, equipped with conical surfaces, between which there are channels for outflow of the sprayed liquid, each connected to its associated with a drain pipe, and on the other end they have an annular part that fixes it in the measuring head, while the body has a drain hole between the disc holder and the measuring head.

Korzystnym jest, gdy głowica pomiarowa wyposażona jest w zamocowane w niej współosiowo trzy wkłady kontrolne, wyznaczające swymi usytuowanymi od strony dyszy zraszającej ostrymi krawędziami, utworzonymi przez stożkowo zbieżne powierzchnie, kanały między wkładami kontrolnymi, przy czym te krawędzie wyznaczają obwody podstawy stożków cieczy o wierzchołku zgodnym z wlotem dyszy zraszającej.It is advantageous if the measuring head is equipped with three coaxially mounted control inserts, delimiting with sharp edges, formed by conically converging surfaces on the side of the spraying nozzle, channels between the control inserts, these edges defining the perimeters of the base of the cones of liquids with a conical apex. with spray nozzle inlet.

Najlepiej jest, gdy wkład kontrolny zewnętrzny ma wewnętrzną powierzchnię stożkową zbieżną w kierunku dyszy zraszającej pod największym kątem, wkład kontrolny pośredni ma zewnętrzną powierzchnię stożkową zbieżną również w kierunku dyszy zraszającej pod średnim kątem, natomiast wkład kontrolny środkowy ma zewnętrzną powierzchnię stożkową zbieżną w kierunku dyszy zraszającej pod najmniejszym kątem, a więc zachowana jest zbieżność wartości kątowych. Wkład kontrolny zewnętrzny wkręcany jest zewnętrznie nagwintowaną częścią pierścieniową od zewnątrz przyrządu w wewnętrzny gwint głowicy pomiarowej, wkład kontrolny pośredni wkręcany jest zewnętrznie nagwintowaną częścią pierścieniową od zewnątrz do wkładu kontrolnego zewnętrznego, a wkład kontrolny środkowy wkręcany jest zewnętrznie nagwintowaną częścią pierścieniową w nagwintowaną wewnętrznie część pierścieniową wkładu kontrolnego pośredniego, co realizowane jest od s trony badaIdeally, the outer test cartridge has an inner conical surface tapering towards the spray nozzle at the greatest angle, the intermediate control cartridge having an outer conical surface also tapering toward the medium-angle spray nozzle, and the middle control cartridge having an outer conical surface tapering toward the spray nozzle. at the smallest angle, so the convergence of the angular values is maintained. The external control cartridge is screwed with an externally threaded ring part from the outside of the instrument into the internal thread of the measuring head, the intermediate control cartridge is screwed externally with a threaded ring part from the outside into the external control cartridge, and the middle control cartridge is screwed by an externally threaded ring part into the internally threaded ring part of the cartridge indirect control, which is carried out from the throne of research

PL 236 283 B1 nej dyszy zraszającej. Każdy z wkładów kontrolnych połączony jest z odpowiadającym mu jednym z trzech króćców odpływowych.From a spray nozzle. Each of the control cartridges is connected to the corresponding one of the three outlet nozzles.

W konkretnym przypadku badania dyszy zraszającej o kącie rozwarcia strugi cieczy zbliżonym do 30° wkład kontrolny zewnętrzny ma powierzchnię stożkową o zbieżności równej 30°, wkład kontrolny pośredni ma powierzchnię stożkową o zbieżności równej 25°, a wkład kontrolny środkowy ma powierzchnię stożkową o kącie zbieżności równym 20°, przy odległości między wierzchołkiem dyszy zraszającej a ostrzem noża urabiającego w przykładowym usytuowaniu równym 120 mm.In the specific case of testing a spray nozzle with a spray angle close to 30 °, the external test cartridge has a conical surface with a taper of 30 °, the intermediate control cartridge has a conical surface of 25 °, and the central control cartridge has a conical surface with a taper angle equal to 20 °, with the distance between the tip of the spraying nozzle and the blade of the cutting knife in the exemplary positioning equal to 120 mm.

Zasadniczą zaletą przyrządu według wynalazku jest jego uniwersalność, umożliwiająca badanie różnych dysz zraszających w powtarzalnych warunkach. Dobór odpowiedniej ilości wkładów kontrolnych zależy od konkretnego celu i przeznaczenia badania, a więc mogą być więcej niż trzy wkłady kontrolne, względnie mniejsza ich ilość, co ukierunkowane jest na stwierdzenie gęstości strumienia rozpylonej cieczy w konkretnym zakresie kątowym tej strugi. Szczególnie ważnym jest możliwość badania strugi wytwarzanej przez dyszę zraszającą w jej strefie zbliżonej do badanej powierzchni stożka, gdzie gęstość strumienia jest najmniejsza.The main advantage of the device according to the invention is its versatility, enabling the testing of various spray nozzles under reproducible conditions. The selection of the appropriate number of control cartridges depends on the specific purpose and purpose of the test, so there may be more than three control cartridges, or a relatively smaller number of them, which is aimed at determining the density of the sprayed liquid stream in a specific angular range of this stream. It is particularly important to be able to test the stream generated by the spraying nozzle in its zone close to the cone surface being tested, where the stream density is the lowest.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia przyrząd do badania kombajnowych dysz zraszających w widoku przestrzennym, a fig. 2 - ten przyrząd w przekroju płaszczyzną pionową, przechodzącą przez oś wzdłużną.The invention is explained in more detail in the embodiment in the drawing, where Fig. 1 shows a device for testing combine sprinkler nozzles in a spatial view, and Fig. 2 - this device in a vertical section through the longitudinal axis.

Przyrząd 1 ma sztywny korpus 2 o postaci poziomej tulei z częściowym, wzdłużnym, zlokalizowanym w środkowej części wycięciem 3 pobocznicy. Z jednego końca 2’ korpus 2 zamknięty jest tarczowym uchwytem 4 z doprowadzeniem wody pod ciśnieniem, a z drugiego końca 2” zamknięty jest głowicą pomiarową 6, w której zamocowane są wkłady kontrolne 7a, 7b, 7c. Między tarczowym uchwytem 4 a głowicą pomiarową 6 w dnie korpusu 2 wykonany jest przelotowy otwór odpływowy 8. Głowica pomiarowa 6 wyposażona jest w trzy zamocowane w niej współosiowo w osi wzdłużnej O (fig. 2) wkłady kontrolne 7a, 7b, 7c, wyznaczające swoimi usytuowanymi od strony dyszy zraszającej 9 zamocowanej w tarczowym uchwycie 4 ostrymi krawędziami 10 kanały 11 dla wpływu rozpylonej wody do wnętrza głowicy pomiarowej 6. Ostre krawędzie 10 utworzone są przez stożkowo zbieżne ze sobą powierzchnie 12’, 12”, 13’, 13”, 15’ wkładów kontrolnych 7a, 7b, 7c, dzięki czemu strumień 14 rozpylonej wody wchodzi w odpowiednie kanały 11. Wkłady kontrolne 7a, 7b, 7c mają postać tulejek z jednego końca wyposażonych w powierzchnie stożkowe 12’, 12”, 13’, 13”, 15’, a z drugiego końca mające części pierścieniowe 7’, 7”, 7”’.The device 1 has a rigid body 2 in the form of a horizontal sleeve with a partial, longitudinal cutout 3 in the middle part of the side surface. At one end 2 "the body 2 is closed with a disk holder 4 with water under pressure, and at the other end 2" it is closed with the measuring head 6 in which the control inserts 7a, 7b, 7c are mounted. Between the disc holder 4 and the measuring head 6 in the bottom of the body 2, a through drain hole 8 is made. The measuring head 6 is equipped with three control inserts 7a, 7b, 7c mounted therein coaxially in the longitudinal axis O (Fig. 2), defining their positioned from the side of the spraying nozzle 9 fixed in the disc holder 4 with sharp edges 10 channels 11 for the inflow of sprayed water into the measuring head 6. The sharp edges 10 are formed by conically converging surfaces 12 ', 12 ", 13', 13", 15 ' control cartridges 7a, 7b, 7c, thanks to which the stream 14 of sprayed water enters the appropriate channels 11. Control cartridges 7a, 7b, 7c are in the form of sleeves at one end equipped with conical surfaces 12 ', 12 ", 13', 13", 15 'and at the other end having ring portions 7', 7 ", 7" ".

Wkład kontrolny zewnętrzny 7a ma wewnętrzną powierzchnię stożkową 15’ zbieżną w kierunku dyszy zraszającej 9 pod największym kątem a1 równym korzystnie 30°, natomiast częścią pierścieniową 7’ wkręcany jest od zewnątrz gwintem w nagwintowaną wewnętrznie głowicę pomiarową 6. Wkład kontrolny pośredni 7b ma zewnętrzną powierzchnię stożkową 13’ zbieżną w kierunku dyszy zraszającej 9 pod kątem a2, korzystnie 25°, a wkład kontrolny środkowy 7c ma zewnętrzną powierzchnię stożkową 12’ o zbieżności a3 równej korzystnie 20°. Wkład kontrolny pośredni 7b wkręcany jest swoją nagwintowaną częścią pierścieniową 7” od zewnątrz we wkład kontrolny zewnętrzny 7a wewnętrznie nagwintowany, natomiast wkład kontrolny środkowy 7c wkręcany jest od wnętrza przyrządu 1 w nagwintowaną wewnętrznie część pierścieniową 7” wkładu kontrolnego pośredniego 7b swoją zewnętrznie nagwintowaną częścią pierścieniową 7”’. Każdy z wkładów kontrolnych 7a, 7b, 7c połączony jest swoim kanałem 11 z przypisanym mu króćcem odpływowym 16.The outer test cartridge 7a has an internal conical surface 15 'converging towards the spraying nozzle 9 at the largest angle a1, preferably equal to 30 °, while the ring part 7' is threaded from the outside into an internally threaded measuring head 6. The intermediate control cartridge 7b has an external conical surface 13 'tapering towards spray nozzle 9 at an angle a2, preferably 25 °, and the central control cartridge 7c has an outer conical surface 12' with a taper a3 preferably equal to 20 °. The intermediate control cartridge 7b is screwed with its threaded ring part 7 "from the outside into the outer control cartridge 7a internally threaded, while the middle control cartridge 7c is screwed from the inside of the device 1 into the internally threaded ring part 7" of the intermediate control cartridge 7b with its external threaded ring part 7 "'. Each of the control cartridges 7a, 7b, 7c is connected by its channel 11 with the associated drain pipe 16.

Między tarczowym uchwytem 4 a głowicą pomiarową 6 występuje odległość L, w tym, przykładowym wykonaniu równa 120 mm, odpowiadająca przewidywanej odległości między wierzchołkami 9’ dyszy zraszającej 9 a ostrzem noża urabiającego po zamontowaniu na nie pokazanym organie urabiającym. Po zmontowaniu przyrządu 1 i włożeniu dyszy zraszającej 9 w tarczowy uchwyt 4 dokonuje się podłączenia przewodów wodnych do otworu odpływowego 8 i króćców odpływowych 16, po czym doprowadza się doprowadzeniem 5 wodę pod ciśnieniem do dyszy zraszającej 9. Z wierzchołka 9’ dyszy zraszającej 9 wypływa rozpylony strumień wody 14, który skierowany jest na głowicę pomiarową 6, gdzie jego część trafia do kanałów 11, a pozostałość spada na dno korpusu 2 i spływa otworem odpływowym 8. Znając wydatek całego strumienia 14, poprzez ujęcie wody z króćców odpływowych 16 poszczególnych kanałów 11 i otworu odpływowego, można określić strukturę gęstości strumienia 14 w jego przekroju poprzecznym, co tworzy charakterystykę dyszy zraszającej 9.Between the disc holder 4 and the measuring head 6 there is a distance L, in this exemplary embodiment equal to 120 mm, corresponding to the intended distance between the tips 9 'of the spraying nozzle 9 and the cutting knife blade when mounted on a cutting organ, not shown. After assembling the device 1 and inserting the spraying nozzle 9 into the disk holder 4, the water lines are connected to the drain 8 and drain nozzles 16, and then pressurized water is supplied to the spraying nozzle 9. From the top 9 'of the spraying nozzle 9 the spray flows out the stream of water 14, which is directed at the measuring head 6, where part of it goes to the channels 11, and the remainder falls to the bottom of the body 2 and flows down through the drainage opening 8. Knowing the expenditure of the entire stream 14, by taking water from the drain connectors 16 of individual channels 11 and the discharge opening, the density structure of the stream 14 in its cross-section can be determined, which forms the characteristics of the spray nozzle 9.

Claims

Patent claims

1. Apparatus for testing combine-spraying nozzles, in which the spraying nozzle is located in a rigid body at a specific distance from the segment-disc-segment measuring head located opposite and coaxial with it, representing the predicted distance of the spraying nozzle tip from the cutting knife blade, the spraying nozzle is connected to the liquid inflow channel, and the measuring head has at least one drainage channel, characterized in that its body (2) has the form of a sleeve with a partial, longitudinal cutout (3) located at the top in the middle part, which at one end (2) ') is closed with a disk holder (4) for mounting the spraying nozzle (9), and on the other end (2 ") it is closed with a measuring head (6) having detachably mounted more than one control cartridge (7a, 7b, 7c). in the measuring head (6), the coaxial control inserts (7a, 7b, 7c) have the form of sleeves at one end, from the side of the spraying nozzle (9), equipped with conical surfaces (12 ', 12 ", 13', 13", 15 '), between which channels (11) are formed for the outflow of the sprayed liquid, each connected to its associated discharge spigot (16), and at the other end have ring (7 ', 7 ", 7"), fixing it in the measuring head (6), while between the disk holder (4) and the measuring head (6) the body (2) has a drainage hole (8).

2. Apparatus according to claim A method according to claim 1, characterized in that the measuring head (6) is equipped with three control inserts (7a, 7b, 7c) mounted therein coaxially, defining with their sharp edges (10) located on the side of the spraying nozzle (9), formed by conically converging surfaces (12 ', 12 ", 13', 13", 15 ') channels (11) between the control inserts (7a, 7b, 7c), the edges (10) defining the circumferences of the base of the cones with an apex coinciding with the outlet of the spray nozzle ( 9).

3. Apparatus according to claim The method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the external control cartridge (7a) has an internal conical surface (15 ') converging towards the spray nozzle (9) at the greatest angle (ai), the intermediate control cartridge (7b) has an external conical surface (13') ) converging towards the spray nozzle (9) at a medium angle (a2), and the central control cartridge (7c) has an outer conical surface (12 ') converging towards the spray nozzle (9) at the smallest angle (ae), maintaining the relation a1 > a2> ae, where the outer control insert (7a) is screwed externally with a threaded ring part (7 ') from the outside into the internal thread of the measuring head (6), the intermediate control insert (7b) is screwed externally with a threaded ring part (7 ") from the outside into the internally threaded ring part (7 ') of the external control cartridge (7a), and the central control cartridge (7c) is screwed externally into the internally threaded ring part (7 ") into the internally threaded ring part (7") the intermediate control cartridge (7b) from the side of the spray nozzle (9), while each control cartridge (7a, 7b, 7c) is connected to the corresponding one of the three outlet nozzles (16).

4. Apparatus according to claim 3. The device according to claim 3, characterized in that the external control cartridge (7a) has a conical surface (15 ') with a taper (a1) equal to 30 °, the intermediate control cartridge (7b) has a conical surface (13') with a taper (a2) of 25 °, and the central control cartridge (7c) has a tapered surface (12 ') with a taper angle (a3) of 20 ° with a distance (L) between the tip (9') of the spray nozzle (9) and the cutting knife blade of 120 mm.