Устройство для газопылеподавления в карьерах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ив Ы 2 по 1810581 А 1 02(51)5 Е 21 Р ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) РЕТЕНИЯ ИСАНИЕ ЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ СВ Изобретение относится к горнодобыва- ное сопло расположено между диффузоромющему оборудованию и может быть исполь- и газожидкостным соплом. Яэовано для осаждения пыли и токсичных . Поставленная цель может также реалигазов, образующихся при проведении эовываться с помощью камеры смешения и взрывных работ,установленного эа турбовентиляторным аЦелью изобретения является увеличе- двигателем диффузора, при этом распыли- (Оние дальнобойности генерируемой устрой- тельное сопло расположено между камеройд ством газожидкостной струи. смешения и газожидкостным соплом.Указанная цельдостигаетсятем,чтоиз-Установка распылительного сопла вовестное устройство газопылеподавлсния, внешнем контуретурбовентиляторногодвивключающее турбовентиляторный двига-: . гатсля сразу за вентилятором позволяет Оф тель, во внешнем контуре которого установ-: . снизить потери кинетической энергии газолен вентилятор, и систему подачи жидкости ваго потока вследствие уменьшения скорос распылительнымсоплом, снабжено газо- сти потока, обтекающего распылительное жидкостным соплом, а распылительное со- сопло. Снижение гидросопротивления рас- д пло установлено между вентилятором и пылительногосоплапосравнениюспротогазожидкостным соплом. типом достигает 1,6 раза.Кроме этого данная цель достигается за . В турбовентиляторных двигателях со стесчет того, что устройство снабжено диффу- пеньюдвухконтурности т=пи/а 1 импульс зором й переходником, установленными во газового потока на срезе сопла внешнего кон. внешнем контуре двигателя, а распылитель- тура превышает аналогичйую величину для(57) Использование: в горнодобывающейтехнике, в частности в устройствах, предназначенных для осуществления осажденияи газов во время проведения взрывных работ. Цель изобретения - повышение дально 2бойности генерируемой устройством газо- жидкостной 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 реализациирасйолагается 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.1810581кои формы удет вЫше. Дополнивнутреннего контура. Выигрыш растет по линдрической ф бмере увеличения в. Поскольку дальнобой- тельная установвка диффузора перед распыность свободной струи зависит от импульса лительным соь соплом снижает скОростьпотока на срезе сопла, целесообразно осу- газового пото . К бка. ак ыло отмечено ранее,ществить подачу жидкости во внешний кон. это дает возможность е е бтур двигателя,можность еще больше уменьшить потери энергии газового потока, свяи терями при обтеканииКроме этого, при установке распыли- эанные с гидропоте бтельного сопла эа вентилятором существен- распылительного сог 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 вделяется величиной относительной скоро- . ства газопылепо аподавления практически нести между газом и жидкостью.Т.к. при вводе используют энер июг газового потока внутжидкости в газовый поток за турбиной ско- реннего контура. Й и на. ри низких значениях вчительна. аким образом,рость ее впрыска меняется незначительно по ее величина значител . Т бсравнению с прототипом, а скорость-движе перспективным являе сявляется устройство газония газа существенно ниже, то уменьшение подавления на б е баз тур овентиляторногоотносительной скорости составило более 2,5 двигателя со смешенраза,мешением потоков газа внутреннего и внешнего контуров, Для болееения давление газа заДавление газа после контакта с жидко- эффективного смешениавливают в диффузоре достью еще достаточно высокое, и их совмест турбиной восстанавливаное расширение до давления окружающей величины давленния воздуха во внешнемП исреды происходит в газожидкостном сопле. контуре. При этом ском корость продуктов сгори этом качестве последнего не может ис- рания снижается пр бя, при лижаясь к скоростилято ром. то дает возможпользоваться газовое сопло внешнего конту- воздуха эа вентилято ом. Этошение потоков с низра исходного турбовентиляторного двигателя, 25 ность произвести смешение ив камере смешения. Вт.к. из-за увеличения расхода через него и из- кими потерями в кая смесь воздуха с продуктаменения теплофиэических свойств образовав- образовавшуюся смесь вщью распылительногошейся газожидкостнойсмесипосравнениюс ми сгорания с помощью ртся жидкость, предназнавоздухом геометрия сопла существенно меня- сопла впрыскивается жи кения газопылевого облака.ется, Отрицательный градиентдавления обус ченная для орошения газлавливает ускорение как газа, так и Разгонгазожидкостногопотокапо-прежнераспределенных в ней капель жидкости, му происходит в специально спрофилироВследствие более высокой плотности капли ванном двухфазном сопле.ускоряются медленнее, чем газ. Следователь-Изобретение оние поясняется схемами устно, совместный разгон жидкости и газа в со ройств газопылеподаылеподавления, представленпле характеризуется всегда наличием ными на чертежеотносительной скорости движения, которая Устройство, изображенное на фиг,Ф,2,обуславливает силовое аэродинамическое содержит турбовентиляторный двигатель 1,ти ы,Этвоздействие газового потока на жидкие час- внутренний контур кототицы, то воздействие является источником "0 ет изменений. Во внешнем ошнем контуреустанавдополнительного ускорения капель жидко- ливается распылительное сопло 2 исти. Путем специального профилирования газожидкостное сопло 3 за вентилятором 4.газожидкостного сопла можно осуществить Распылительное ссопло соединено с насосовместный разгон газа и капель с невысо- сом подачи водь (и воды (на рисунке не показа 1кими значениями относительной скорости, 45 посредством трубопровода 5,снижения тем самым трения на границе раз-Работа устройства иу троиства происходит следуюдела сред., щим образом. Воздух, поступающий в двиется вентилятором 4 вБолее перспективным по сравнению с гатель, сжимается в 4ранее рассмотренным будет устройство, в результате чего его давление растет, Орокотором газожидкостная струя имеет не 50 шающая жидкость подаетс нется насосом черезую, 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 жидкихповерхности взаимодействия с окружаю- частиц; сопровождающееся их разгоном,щей средой, Силы трения, обусловленные 55 имеет место в двухфазном сопле 3, Высоковая газожидкостная струявязкостью среды и градиентом скорости на скоростная кольцевая газожи кгранице двухфазной струи, ведут к ее тормо направляется на газопылевое облако.жению. Соответственно, при одинаковых Другая модификад икация устройства предзначениях импульса газожидкостной струи ставлена на рис.1 б. П о сравнению с ранеена срезе сопла дальнобойность струи ци- рассмотренным вариантомв риантом она дополни1810581 жидкостный поток капельной структуры в протельно содержит установленные последовательно эа вентилятором переходник 8 и диффуэор 7.Устройство работает по следующему цессе расширения до давления окружающей среды ускоряется в двухфазном сопле 3, Пода ча воды в распылительноесопло 2 производитпринципу. 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 на гаэопылевое 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, гдеустановлен жидкости и газа; определяющий дальнобойдиффузор 7. В диффузоре давление воздуханостьдвухфазнойструи,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.гаэопылевом облаке, подается 1,45 раза.1 акимобразом,использованиезачереэ 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-. тактируютсвоэдушнымпотокомиобразовав- ющйх при проведении взрывных работ в шаяся газожидкостная смесь разгоняется в . карьерах.двухфазном сопле 3, Генерируемая устройством газожидкостная цилиндрическая струя 6, Ф ормул а из об рете н и я направляется на гаэопылевое облако,: . 25 1. Устройство для газопылеподавленияПоследний вариантустройства,схемако- в карьерах; включающее турбовентилятор-, торого приведена на рис.1,в; отличается от ный двигатель, во внешнем контуре которо- предыдущего тем, что вместо переходника гоустановлен вентилятор, исистемуподачи содержит камеру смещения 9, .: :. жидкости с распылительным соплом, от л иРабота устройства осуществляется в сле ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюувеличения дующем порядке, Постуйающий в двигагель: .дальнобойности гейерируемой устройством воздух направляется в два контура. Во внеш-. газожидкостной струи, устройство снабже-нем контуре после сжатия в вентиляторе 4 он .: . но газожидкостнымсоплом, а распылитель- имеет повышенное давление и направляется :ное сОпло установлено междувентилятором в камеру смешения 9 с относительно невысо 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 внешростьи пониженноедавление. 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 диффуэоре 7. При этом скорость . 3. Устройство по п.1, о т л й ч а ю щ е епродуктов сгорания уменьшается, поэтому с я тем, что оно снабженокамерой смепри подаче их в камеру смещения 9 потери . шения и установленным эа турбовентипри смешении потоков внешнего и внутрен ляторным двигателем диффузором, а него контуров двигателя невелики. В образо- распылительное Сопло расположено между вавшуюся газовую смесь из распылительного камерой смешения и газожидкостным сосопла 2 направляется жидкость. Далее газо"плом.роизводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул. Гагарина Вода от оаоаоа Заказ 1431 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобрет 113035, Москва, Ж, РаушскПодписноеям и открытиям при ГКНТ СССнаб 4/5