Устройство для газопылеподавления в карьерах

Устройство для газопылеподавления в карьерах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в горнодобывающей технике, в частности в устройствах, предназначенных для осуществления осаждения и газов во время проведения взрывных работ . Цель изобретения -повышение дальнобойности генерируемой устройством Га зоясидкЪстной струиi за счёт более эффективного использования энергий газового потока. Сущность изобретения: устройство содержит турбовентиляторный двигатель и систему подачи жидкости, состоящую из нагнетательного насоса, трубопровода подачи и распылительного сбпла. Новым является место установки распылительного сопла, которое в зависимости от варианта реализации располагается либо во внешнем контуре турбовентиляторного двигателя, либо за камерой смещения, в которой происходит перемешивание потока газа внутреннего и внешнего контура турбовентиляторного двигателя . 2 з.п.ф-лы, 1 ил..

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 F 5/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4918031/03 (22) 11.03.91 (46) 23.04.93. Бюл. М 15 (71) Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского (72) В.И.Кобрина, В.В.Романенко и В.Г.Селиванов (56) Авторское свидетельство СССР и 945477, кл. Е 21 F 5/02, 1981. (54)УСТРОЙСТВОДЛЯ ГАЗОПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ В КАРЬЕРАХ (57) Использование: в горнодобывающей технике, в частности в устройствах, предназначенных для осуществления осаждения и газов во время проведения взрывных работ. Цель изобретения — повышение дально. Изобретение относится к горнодобывающему оборудованию и может быть использовано для осаждения пыли и токсичных газов, образующихся при проведении взрывных работ, Целью изобретения является увеличение дальнобойности генерируемой устройством газожидкостной струи.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство газопылеподавлсния, включающее турбовентиляторный двигатель, во внешнем контуре которого установлен вентилятор, и систему подачи жидкости с распылительным „соплом, снабжено газожидкостным соплом, а распылительное сопла установлено между вентилятором и газожидкостным соплом.

Кроме этого данная цель достигается за счет того, что устройство снабжено диффузором и переходником, установленными во . внешнем контуре двигателя, а распылительЫ2, 1810581 А1

2 бойности генерируемой устройством газожидкостной струи за счет более эффективного использования энергии газового потока. Сущность изобретения: устройство содержит турбовентиляторный двигатель и систему подачи жидкости, состоящую из нагнетательного насоса, трубопровода подачй и распылительного сопла. Новым является место установки распылительного сопла, которое в зависимости от вариайта реализации расйолагается либо во внешнем контуре турбовентиляторного двигателя, либо эа камерой смещения, в которой происходит: перемешивание потока газа внутреннего и внешнего контура турбовентиляторного двигателя. 2 з, п.ф-лы, 1 ил. ное сопло расположено между диффузором и газожидкостным соплом.

Поставленная цель может также реализовываться с помощью камеры смешения и установленного эа турбовентиляторным двигателем диффузора, при этом распылительное сопло расположено между камерой: смешения и газожидкостным соплом.

Установка распылительного сопла во внешнем кон уре турбовентиляторного двигателя сразу за вентилятором позволяет снизить потери кинетической энергии газоsoro потока вследствие уменьшения скорости потока, обтекающего распылительное сопло. Снижение гидросопротивления распылительного сопла по сравнению с прототипом достигает 1,6 раза.

B турбовентиляторных двигателях со степенью двухконтурности m = п ц/mi > 1 импульс газового потока на срезе сопла внешнего контура превышает аналогичйую величину для

1810581 кои формы удет вйше. Дополнивнутреннего контура. Выигрыш растет по линдрической ф б мере увеличения m. Поскольку дальнобой- тельная установ вка диффузора перед распыность свободной струи зависит от импульса лительным со ь соплом с . ижает скОрость потока на срезе сопла, целесообразно осу- газового пото . К б ка ак ыло отмечено ранее ществить подачу жидкости во внешний кон- 5. это дает возможность е е б тур двигателя. можность еще больше уменьшить потери энергии газового потока, свяи терями при обтекании

Кроме этого, при установке распыли- эанные с гидропоте б тельного сопла эа вентилятором существен- распылительного со г сопла и ударными потеряно уменьшаются ударные потери при вводе ми при вводе жидкости. тренные выше варианты устройжидкости в газовый поток. Их уровень опре- "0 Рассмотренные в деляется величиной относительной скоро- . ства газопылепо а подавления практически не сти между газом и жидкостью.Т.к. при вводе используют энер ию г газового потока внутжидкости в газовый поток за турбиной ско- реннего контура. fl и н а. ри низких значениях m чительна. аким образом, ростьеевпрыскаменяетсянезначительнопо ее величина значител . Т б сравнению с прототипом, а скорость движе- 15 перспективным являе с является устройство гаэония газа существенно ниже, то уменьшение подавления на б е б аз тур овентиляторного относительной скорости составило более 2 5 двигателя со смешен раза. мешением потоков газа внутреннего и внешнего контуров, Для более ения давление газа за

Давление газа после контакта с жидко- эффективного смешени авливают в диффузоре до стью еще достаточно высокое, и их совмест- 20 турбиной восстанавлива ное расширение до давления окружающей величины давлен ния воздуха во внешнем

П и среды происходит в газожидкостном сопле. контуре. При этом ско м корость продуктов сгори этом качестве последнего не может ис- рания снижается пр б я, при лижаясь к скорости лято ром. то дает возможпользоваться газовое сопло внешнего конту- воздуха эа вентилято ом. Это шение потоков с низра исходного турбовентиляторного двигателя, 25 ность произвести смешение и в камере смешения. В т.к. из-за увеличения расхода через него и из- кими потерями в ка я смесь воздуха с продуктаменения теплофиэических свойств образовав- образовавшуюся смесь в щью распылительного шейся газожидкостнойсмеси-посравнениюс ми сгорания с помощью р тся жидкость, предназнавоздухом геометрия сопла существенно меня- сопла впрыскивается жи к ения газопылевого облака. ется. Отрицательный градиент давления обус- 30 ченная для орошения газ лавливает ускорение как газа, так и Разгонгазожидкостногопотокапо-прежнераспределенных в ней капель жидкости. му происходит в специально спрофилиро-.

Вследствие более высокой плотности капли ванном двухфазном сопле. ускоряются медленнее, чем газ. Следователь- .. Изобретение о ние поясняется схемами устно, совместный разгон жидкости и газа в со- 35 ройств газопылепода

ылеподавления, представленпле характеризуется всегда наличием ными на чертеже,. относительной скорости движения, которая Устройство, изображенное на фиг,t,2, обуславливает силовое аэродинамическое содержит турбовентиляторный двигатель 1, ти ы. Эт воздействие газового потока на жидкие час- внутренний контур кото тицы. то воздействие является источником "0 ет изменений. Во внешнем о шнем контуреустанавдополнительного ускорения капель жидко- ливается распылительное сопло 2 и сти. Путем специального профилирования газожидкостное сопло 3 за вентилятором 4. газожидкостного сопла можно осуществить Распылительное с сопло соединено с насосовместный разгон газа и капель с невысо- соМ подачи водь ( и воды (на рисунке не показа 1) кими значениями относительной скорости, 45 посредством трубопровода 5, снижения тем самым трения на границе раз- Работа устройства и у троиства происходит следуюдела сред.. щим образом. Воздух, поступающий в двиется вентилятором 4 в

Более перспективным по сравнению с гатель, сжимается в 4 ранее рассмотренным будет устройство, в результате чего его давление растет. Qpoкотором газожидкостная струя имеет не -50 шающая жидкость подаетс н ется насосом через ую, цилиндрическую форму, При трубопровод 5 в распылительное сопло 2, прочих равных условиях скорость затухания откуда в виде капель попадает в поток воздукольцевой струи будет выше из-эа большей ха. Совместное расширение газа и жидких поверхности взаимодействия с окружаю-; сопровождающееся их разгоном, щей средой. Силы трения, обусловленные 55 имеет место в двухфазном сопле 3. Высоковая газожидкостная струя вязкостью среды и градиентом скорости на скоростная кольцевая газожи к границе двухфазной струи, ведут к ее тормо- 6 направляется на газопылевое облако. жению. Соответственно, при одинаковых Другая модифика д икация устройства предзначениях импульса газожидкостной струи ставлена на рис.1 б. П о сравнению с ранее на срезе сопла дальнобойность струи ци- рассмотренным вариантом в риантом она дополни1810581 жидкостный поток капельной структуры в протельно содержит установленные последовательно эа вентилятором переходник 8 и диффузор 7.

Устройство работает по следующему цессе расширения до давления окружающей среды ускоряется в двухфазном сопле 3. Пода5 ча воды в распылительноесопло2 производитна гаэбпылевое облако двигателя. При этом давление его растет. Из

10 Проведенные оценки показали, что по кольцевого тракта внешнего контура поток воздуха с помощью переходника 8 направля- сравнеййю с прототйпом суммарный импульс ется в канал круглого сечения, где установлен жидкости и газа; определяющий дальнобойдиффузор 7. В диффузоре давление воздуха :ностьдвухфазнойструи,для рассматриваемых еще больше увеличивается, а скорость пада- : вариантов устройства пылегазоподавления оказался выше соответственно в 1,2; 1,37 и ет, Жидкость, предназначенная для Осаждения пыли в.газопылевом облаке, подается 1,45раза.1акимобразом,использованиеэачереэ трубопровод 5 в распылительное со- : являемогоизобретениядаетвоэможность попло 2, Последнее установлено в цилиндриче- высить дальность действия устройства ском канале за диффуэором 7. Истекающие из газопылеподавления и использовать его для

20 осаждения газопылеобразованйй, возникараспылительного сопла 2 жидкие струи кон-. тактируютсвоздушнымпотокомиобразовав- ющйх при проведении взрывных работ в шаяся газожидкостная смесь разгоняется в . карьерах. двухфазном сопле 3. Генерируемая устройством газожидкостная цилиндрическая струя 6, Ф ормул а и э о 6 рете н и я направляется на газопылевое облако,,: . 25 1. Устройство для газопылеподавления

Последний вариантустройства,схемако- в карьерах; включающее турбовентилятор-. торого приведена на рис.1,в; отличается от ный двигатель, во внешнем контуре которопредыдущего тем,. что вместо переходника: ro установлен вентилятор, и систему подачи содержит камеру смещения 9, .: : жидкости с распылительным соплом, от л иРабота устройства осуществляется в ciie- 30 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью Увеличения дующем порядке, Постуйающий в двигагель: .дальнобойности гейерируемой устройством воздух направляется в два контура; Во внеш- газожидкостной струи, устройство снабженем контуре после сжатия в вентиляторе 4 он .- но газожидкостным соплом, а распылительимеет повышенное давление и направляется " :: ное сОпло уСтановлено между вентилятором в камеру смешения 9 с относительно невысо- 35 и газожидкостным соплом. кой скоростью. Образовавшиеся во внутрен-":.": 2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е енем контуре продукты сгорания. после с я тем; что оно снабжено диффузором и расширения на турбине имеют высокую ско-: переходником, установленными во внешрость и пониженное давление. Восстановле-: . нем контуре двигателя, а распылительное ние.его до величины, соответствующей 40 сопло расположено между диффузором и давлению воздуха за вентилятором, осущест- гаэожидкастным соплом. вляетса в диффузоре 7. При этом скорость . 3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е епродуктов сгорания уменьшается, поэтому:: с я тем, что оно снабжено камерой смепри подаче их в камеру смещения 9 потери . шения и установленным эа турбовентипри смешении потоков внешнего и внутрен- 45 ляторным двигателем диффузором, а него контуров двигателя невелики. В образо- распылительное сопло расположено между вавшуюся газовую смесь иэ распылительного камерой смешения и газожидкостным сбсопла 2 направляется жидкость. Далее газо- плом. принципу. Засасываясь в двигатель, воздух ся насосом с помощью трубопровода 5; сжимается вентилятором 4, расположенйым Истекающая из двухфазного сопла 3 газожидво внешнем контуре турбовентиляторного костйая цилийдрическая струя 6 направляется

1810581

1 4- 2

Вада om масочка

Составитель В. Кобрина

Редактор Л, Полионова Теехред М.Моргентал Корректор С. Патрушева

Заказ 1431 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101