PL154454B1 - Urządzenie 00 zwalczania zapylenia przy kombajnie chodnikowym - Google Patents

Description

OPIS PATENTOWY

Patent dodatkowy do patentu nr-Zgłoszono: 87 02 19 (P.

Pierwszeństwo Zgłoszenie ogłoszono: 88 10

Opis patentowy opublikowano:

264235)

1991 11 29

154 454

Int. Cl ⁵

E21F 5/20 E21C 35/22 ©ΖνΤΕΙΠΪβ

GÓL O

Twórcy wynalazku: Eugeniusz Janik, Krzysztof Karowiec, Jerzy Pawelczyk,

Janusz Sedlaczek, Bernard Tomula, Krzysztof Kurek, Bernard Lampka

Uprawniany z patentu: Kopalnia Węgla Kamiennego Polska,

Świętochłowice (Polska)

URZĄDZENIE 00 ZWALCZANIA ZAPYLENIA PRZY KOMBAJNIE CHODNIKOWYM

Przedmiotem wynalazku jest urzędzenie do zwalczania zapylenia występującego w czasie pra cy kombajnu chodnikowego.

Znane jest z artykułu pt. Peabody Resolves Respirable Oust Emission at Camp 11 w czaso piśmie Mining Congres Journal marzec 1979 r. urzędzenie do zwalczania zapylenia występującego w czasie pracy kombajnu chodnikowego. Urządzenie to składa się z komory ssawnej, w której znajdują się otwory do zasysania powietrza wraz z pyłem, przegubowo-teleskopowego przewodu, do którego zamocowane są kolejno oddzielacz pyłu i wody, wykraplacz mgły, wentylator osiowy z napędem. Oddzielacz pyłu i wody składa się z obudowy, w której znajdują się wodne dysze zraszające oraz kilka warstw siatek wykonanych z cienkiego drutu. Wykraplacz mgły składa się z obudowy, w której znajdują się przegrody zmieniające wielokrotnie kierunek przepływu zawilgoconego powietrza i mgły. Całe urządzenie zabudowane jest na kombajnie chodnikowym w ten sposób, że komora ssawna zamocowana jest do ramienia kombajnu a pozostałe elementy urządzenia zamocowane są na kadłubie kombajnu.

Przewód przegubowo teleskopowy umożliwia kompensacje przesunięć i obrót komory ssawnej względem pozostałych elementów urządzenia odpylającego.

Znany jest również z prospektu G22 firmy Engart Fans Limited odpylacz do zwalczania zapylenia w górnictwie. Odpylacz ten składa się z wentylatora osiowego napędzanego silnikiem elektrycznym, dysz zraszających usytuowanych na wlocie do wentylatora oraz usytuowanych za wentylatorem warstw tkaniny lub siatek tworzących oddzielacz wody i pyłu, za którymi to siatkami znajduje się eliminator kropel wody i pyłu. Eliminator ten składa się z falistych płyt ułożonych równolegle ze skośnymi żeberkami, przy czym płyty te usytuowane są równolegle do przepływu powietrza zawierającego krople wody i pył.

154 454

154 454

Wadą rozwiązania przedstawionego w artykule z czasopisma Mining Congres Journal z marca 1979 r. oraz rozwiązania przedstawionego w prospekcie G22 firmy Engart jest to, że opory prze pływu powietrza przez urządzenie odpylające są duże, a wymiary urządzenia znaczne, co podraża koszty eksploatacji i utrudnia zabudowę urządzenia na kombajnie. Ponadto oczka gęstych siatek lub tkanin stosowanych w oddzielaczu urządzenia odpylającego ulegają szybkiemu zatkaniu szczególnie w przypadku awaryjnego zmniejszenia się lub przerwy dopływu wody do dysz zraszających siatkę.

Zgodnie z istotą wynalazku na ramieniu kombajnu zabudowany jest wentylator promieniowy wraz z silnikiem elektrycznym o osi prostopadłej do osi ramienia kombajnu. Oo wentylatora promieniowego doprowadzana jest woda pod ciśnieniem powodująca zwilżenie powietrza i pyłu. Na wylocie z wentylatora promieniowego zabudowane są znane łopatki kierujące, za którymi usytuowana jest komora wylotowa. M komorze wylotowej znajdują się, umieszczone prawie poziomo, rynny, przy czym każda rynna umieszczona jest naprzeciw łopatki kierującej. W przekroju płasz czyzną podłużną, prostopadłą do osi wentylatora promieniowego, zarys każdej rynny utworzony jest z pół-obwodu koła i dwu równoległych odcinków stycznych do tego koła, przy czym odcinki te są nierównej długości. Ograniczone tym zarysem wnętrze obszaru w rynnie skierowane jest w stronę łopatki kierującej. Mnętrze to tworzy otwarty kanał zbiorczy rynny, przy czym krawędź końcowa tej rynny, odsunięta najdalej od łopatki kierującej, jest usytuowana skośnie względem rynny. Zastosowanie kierujących łopatek powoduje zakrzywienie przepływu powietrza, przez co następuje odrzucanie zwilżonego pyłu i wody siłą odśrodkową wywołaną krzywizną łopatek kierujących. Zwilżony pył i krople wody gromadzą się głównie w warstwach powietrza płynącego tuż przy łopatkach kierujących. Warstwy tego powietrza wraz z kroplami wody i zwilżonym pyłem dostają się do skośnie usytuowanego kanału zbiorczego rynny, gdzie następuje wzrost ich prędkości. W wyniku powstałego pola ciśnień spowodowanego wzrostem prąokości i zakrzywienia torów części płynącego powietrza w okolicy rynien, następuje intensywne przechodzenie pyłu i kropel wody do kanału zbiorczego rynny. W rezultacie strumień powietrza płynący kanałem zbior czym rynny jest stale zasilany kroplami wody i zwilżonym pyłem tak, że zagęszczenie pyłu i kropel stale wzrasta w kierunku przepływu tego strumienia. Proces ten zachodzi na stosunkowo krótkiej drodze i w wyniku dużych prędkości powietrza płynącego rynną jest bardzo intensywny. Prowadzi to do bardzo skutecznego oczyszczania powietrza przy czym opory przepływu są niewielkie, a wymiary rynien są małe. Zagęszczony kroplami wody i zwilżonym pyłem strumień powietrza płynący kanałem zbiorczym rynny zostaje wyrzucony na zewnątrz poprzez pionowy kanał odpływowy połączony z atmosferą. W kanale odpływowym, który jest otwarty od strony łopatki kierującej następuje dalsze przyspieszenie strumienia powietrza i zagęszczanie kropel wody i zwilżonego pyłu w wyniku pochylenia ściany tylnej tego kanału w stosunku do powierzchni jego wylotu.

Zaletą wynalazku jest miniaturyzacja konstrukcji urządzenia, możliwość prostej zabudowy urządzenia odpylającego na ramieniu kombajnu, jak również uzyskanie wysokiej skuteczności odpylania przy zmniejszonym zapotrzebowaniu mocy, spowodowanym małymi oporami przepływu powietrza.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 jest widokiem z boku z częściowym przekrojem płaszczyzną podłużną, a fig. 2 jest widokiem urządzenia z góry, fig. 3 przedstawia szczegół z fig. 1, a fig. 4 - przekrój podłużny przez kanał odpływowy 9 pokazany na fig. 1.

Urządzenie do zwalczania zapylenia składa się z wentylatora promieniowego 1 napędzanego silnikiem elektrycznym 12, zabudowanych na ramieniu 11 kombajnu chodnikowego, przy czym oś 13 wentylatora promieniowego 1 jest prostopadła do osi 14 ramienia 11 kombajnu. Wentylator promieniowy 1 zabudowany jest w pobliżu organu urabiającego 25 kombajnu chodnikowego. Oo wentylatora promieniowego 1 doprowadzona jest pod ciśnieniem woda przewodem 6, a na wylocie z tego wentylatora zamocowane są wygięte łukowo łopatki kierujące 2. Za łopatkami kierującymi 2,

154 454 poruszającymi się zgodnie z kierunkiem przepływu 3 powietrza zwilżonego wodę i zawierającego pył, znajduje się komora wylotowa 4, w której umieszczone są, w przybliżeniu poziomo rynny 5 przy czym każda rynna 5 umieszczona jest naprzeciw łopatki kierującej 2.

W przekroju płaszczyzną podłużną, prostopadłą do osi 13 wentylatora promieniowego 1, zarys 15 każdej rynny 5 utworzony jest z półobwodu 16 koła i dwu równoległych odcinków stycznych -do tego koła, z których jeden odcinek jest dłuższy 17 a drugi 18 krótszy, przy czym wnętrze obszaru 19 rynny 5, ograniczanego tym zarysem 15, skierowane jest w stronę łopatki kierującej 2, tak że łopatka kierująca 2 wchodzi do wnętrza obszaru 19 i wnętrze to tworzy otwarty zbiorczy kanał 20 rynny 5. Najdalej odsunięta od łopatki kierującej 2 krawędź końcowa 7 rynny 5 jest skośna względem krawędzi wylotowej 8 łopatki kierującej 2, tak że zbiorczy kanał 20 rynny 5, biegnący wzdłuż krawędzi końcowej 7, usytuowany jest skośnie względem kierunku 3 przepływu powietrza zawierającego rozpylaną wodę i zwilżony pył.

Kanał zbiorczy 20 rynny 5, w miejscu, w którym krawędź końcowa 7 tej rynny jest najbliżej łopatki kierującej 2, połączony jest z kanałem odpływowym 21, usytuowanym w przybliżeniu pionowo, przy czym kanał odpływowy 21 jest otwarty od strony łopatek kierujących 2, a wylot tego kanału skierowany jest w kierunku spągu 22 i połączony z atmosferą. Podobnie kanał zbiorczy 20 rynny 5, od strony w której krawędź końcowa 7 rynny 5 jest najdalej odsunięta od łopatki kierującej 2, połączony jest z usytuowanym w przybliżeniu pionowo kanałem odpływowym 9, przy czym kanał odpływowy 9 jest otwarty od strony łopatek kierujących 2, a ścianka tylna 23 tego kanału jest pochylona i tworzy kąt ostry z płaszczyzną, połączonego z atmosferą wylotu 24 kanału odpływowego 9.

Oo komory wylotowej 4 połączony jest elastyczny lutniociąg 10 odprowadzający powietrze, pozbawione pyłu i wody, od czoła przodka w kierunku początku ślepego wyrobiska.

Powietrze wraz z pyłem zostaje zassane z przestrzeni znajdującej się w pobliżu organu 25 kombajnu chodnikowego do wnętrza wentylatora promieniowego 1, zabudowanego na ramieniu 11 tego kombajnu. W wentylatorze promieniowym 1 pył i powietrze zostają zwilżone wodą pod ciśnieniem dostającą się do wentylatora przewodem 26. Powietrze wraz ze zwilżonym pyłem i rozpyloną wodą przepływa wzdłuż łopatek kierujących 2, gdzie zwilżony pył i rozpylona woda zostają odrzucone siłą odśrodkową , wywołaną krzywizną łopatek kierujących 2, w kierunku powierzchni łopatek kierujących).

Zwilżony pył i rozpylona woda gromadzą się głównie w warstwach powietrza płynącego tuż w pobliżu powierzchni łopatek kierujących 2. Warstwy te intensywnie nasycone kroplami wody i zwilżonym pyłem przepływają do rynien 5 i wpływają do zbiorczego kanału 20 każdej z rynien 5. Skośnie usytuowany kanał zbiorczy 20 względem kierunku 3 przepływu powoduje zakrzywienie części linii prądu powietrza nasyconego zwilżonym pyłem i kroplami wody i powstanie przepływu wzdłuż kanału zbiorczego 20 o prędkości równoległej do krawędzi końcowej 7 skierowanej w stronę kanału odpływowego 9.

Powoduje to intensywne wytrącanie kropel wody i zwilżonego pyłu na ściankach kanału zbiorczego 20 i ich transport w kierunku kanału odpływowego 9 jak również intensywne porywanie do kanału odpływowego 20 zwilżonego pyłu i kropel wody z obszaru, w którym odbywa się przepływ powietrza nasyconego kroplami wody i zwilżonym pyłem.

Powietrze płynące wewnątrz kanału zbiorczego 20 stanowi mały procent powietrza przepływającego przez komorę wylotową 4. W czasie przepływu powietrza płynącego kanałem zbiorczym 20, w kierunku kanału odpływowego 9 intensywnie nasycone kroplami wody i zwilżonym pyłem powietrze zostaje stale zasilane nowymi kroplami wody i zwilżonym pyłem a następnie przepływa do kanału odpływowego 9 gdzie dodatkowo zostaje nasycone zwilżonym pyłem, kroplami wody i częściowo powietrzem, które płyną w kierunku 3 do otwartego kanału 9. W kanale 9 przepływa powietrze o znacznym zagęszczeniu kroplami wody i zwilżonym pyłem.

W wyniku pochylenia tylnej ścianki 23 kanału odpływowego 9 pod kątem O>C , następuje przyspieszenie zagęszczonego strumienia, a następnie wypływ tego powietrza z pyłem zwilżonym i kroplami wody przez wylot 24 do atmosfery w kierunku spągu 22.

154 454

Kanał odpływowy 21 połączony z kanałem zbiorczym 20 powoduje przede wszystkim gromadzenie kropel wody i pyłu płynącego przy ściance bocznej komory wylotowej 4 i krople te wraz ze zwilżonym pyłem i niewielką ilością powietrza zostają, poprzez wylot kanału odpływowego 21, wyrzucone do atmosfery w kierunku spągu 22. Wylatujące do atmosfery poprzez kanały odpływowe 9 i 21 powietrze stanowi niewielki procent powietrza płynącego przez komorę wylotową 4. Pozostałe w komorze wylotowej 4, płynące w kierunku 3 przepływu powietrze, pozbawione jest kropel wody i zwilżonego pyłu, dostaje się do lutniociągu elastycznego 10 i przepływa od czoła przodka w kierunku początku ślepego wyrobiska.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do zwalczania zapylenia przy kombajnie chodnikowym, składające się z wentylatora promieniowego wraz z silnikiem elektrycznym, zabudowanych na ramieniu kombajnu chodnikowego, za którym to wentylatorem znajdują się wygięte łukowo łopatki kierujące a następnie komora wylotowa, w której umieszczone są w przybliżeniu poziomo rynny, przy czym każda rynna umieszczona jest naprzeciw łopatki kierującej, znamienne tym, Ze w przekroju płaszczyzną podłużną, zarys (15) każdej rynny (5) utworzony jest z pół-obwodu (16) koła i dwu równoległych odcinków stycznych do tego koła i jeden z tych odcinków (17) jest dłuższy a drugi odcinek (18) jest krótszy, przy czym wnętrze (19) obszaru ograniczone zarysem (15) skierowane jest w stronę łopatki kierującej (2) tak, że łopatka kierująca (2) wchodzi do wnętrza obszaru (19), a najdalej odsunięta od krawędzi (8) łopatki kierującej (2) krawędź końcowa (7) rynny (5) jest skośna względem krawędzi wylotowej (8) łopatki kierującej (2).
2. 2. Urządzenie do zwalczania zapylenia przy kombajnie chodnikowym według zastrzeż. 1, znamienne tym, że kanał zbiorczy (20) rynny (5), w miejsce w którym krawędź końcowa (7) rynny (5) jest najdalej odsunięta od łopatki kierującej (2), połączony jest z kanałem odpływowym (9), który jest otwarty od strony łopatek kierujących (2) a ścianka tylna (23) kanału odpływowego (9) jest pochylona i tworzy kąt ostry (Ot) z płaszczyzną wylotu (24) kanału odpływowego (9).

   154 454

   154 454 fy·

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz. Cena 3000 zł