Шахтная установка для получения инертного газа

(51)4 Е 21 Р 5 ИСАНИЕ ЕТЕНИ есоюзн нститу утин,.Стифеев во СССР1981.СССР1983. ЛУЧЕ НИЯ . к горному ушения подель иэобрености проазота и ил ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ШАХТНАЯ УСТАНОВКА ДЛ ИНЕРТНОГО ГАЗА(57) Изобретение относитсделу и предназначено для земных пожаров в,шахтах. тения - повышение эффекти цесса газификации жидкого снижение энергоемкости за 305387 А зации бросового тепла вентиляционного потока горной выработки. Установка содержит резервуары 2 для перевозки и хранения жидкого азота с испарителями (И) 3 наддува резервуаров 2 газом, заключенными в направляющий кожух. Он выполнен из щитов 4. На боковой поверхности щитов 4 и направляющего воздуховода 9 выполнены люки 24 для отвода охлажденного воздуха. В воздуховод 9 заключен продукционный И 7 для выдачи готового продукта в виде плоских спиралей, соединенных с резервуарами и размещенных в шахматном порядке. В центральной части И 7 вдоль его продольной оси размещен а перфорированный воздухораспределительный стакан (ВС). С открытого торца ВС выполнен с фланцем, к которому крепится конфуэор. С его помощью часть отобранного теплового воздуха направляется в ВС, На боковой поверхности ВС выполнены отверстия перфорации,1305387 на входе которых закреплены закрылки. При помощи закрылок теплый воздух направляется в отверстия ВС и продувает пространство между спиралями. Это устраняет в витках спиралей образование застойных зон. Для обдува И 3 и 7 ис 1Изобретение относится к горномуделу и может быть использовано длягазификации жидкого азота, применяе 1мого в шахтах при тушении подземныхпожаров,Целью изобретения является повышение эффективности процесса газификации жидкого азота и снижение энергоемкости за счет утилизации бросовоготепла вентиляционного потока горнойвыработки.На фиг,1 показаны резервуарыдляжидкого азота с испарителями наддував кожухе и воздухоэаборным раструбом;на фиг,2 - продукционный испаритель,размещенный в направляющем воздуховоде со средством обдува, продольныйразрез; на фиг.3 - то же, вид сверхув разрезе.Шахтная установка для полученияинертного газа содержит размещенныена колесной платформе 1 резервуары 2для перевозки и хранении жидкого азота с испарителямй 3 наддува резервуаров 2 газом. Испарители 3 заключеныв кожух, выполненный в виде щитов 4и служащий для направления вентиляционного потока на витки испарителей 3.При этом резервуары 2 посредствомтрубопровода 5 подачи жидкого азотасоединены с установленным на тележке6 продукционным испарителем 7, предназначенным для газификации жидкогоазота и выдачи готового продукта.Продукционный испаритель 7 выполнен в виде блока плоских спиралей 8,размещенных в пространстве между направляющим воздуховодом 9 и перфорированным воздухораспределительным стаканом 10, Причем плоскости спиралей8 расположены перпендикулярно основному воздушному потоку, проходящемув воздуховоде 9 так, что витки каждойпары смежных спиралей образуют одна пользуется средство, выполненное ввиде эластичных раструбов 29 с воздухопроводными рукавами 28, свободныеконцы которых подсоединяются соответственно к кожуху и к воэдуховоду 9.1 з.п. ф-лы, 3 ил,относительно другой шахматный порядок,Спирали 8 испарителя 7 сообщаютсяодном концом с коллекторной трубой11 распределения жидкого азота, адругим - с коллекторной трубой 12приема гаэифицированного азота, с которой сообщен распределительный коллектор 13, имеющий патрубки 14 дляЮ .подключения потребителей.Воздухораспределительный стакан10 с открытого торца выполнен с фланцем 15, на который крепится съемныйконфузор 16 или, при необходимости,15 подсоединяется магистральный газопровод 17 шахты через отвод 18 при помощи трубопровода (не показан). На днище .такана 10 имеется патрубок 19 дляподключения гибкого шланга (не пока 20 зан) на обдув испарителей 7 и 3 приочистке их от снежной "шубы", а набоковой поверхности стакана 10 выполнены отверстия 20 перфорации, распо 1ложенные в промежутках между спиралями 8. На входе отверстий 20 закреплены воздухозаборные закрылки 2 1 дляотражения и направления воздушногопотока в пространство между спиралями8. Коллекторная труба 11 выполнена с патрубком,22 для подключения трубопровода 5 нри помощи накидной гайки23. На направляющем воздуховоде 9 ищитах 4 выполнены люки 24 для отводачасти охлажденного воздуха в зону обслуживания пультов 25 и 26 управлений,Люки перекрываются крышками 27, которые при открывании вдвигаются внутрьлюков 24 с возможностью устанавливаться поперек .воздушного потока. 40, Шахтная установка содержит также средство для концентрации теплого воздушного потока горной выработки, выполненное в виде воздухопроводных рукавов 28 с раструбами 29 на воздухо 1305387заборном конце, Противоположные концы рукавов 28 подсоединены соответственно на переднюю часть щитов 4 и к входу направляющего воздуховода 9,Шахтная установка для получения инертного газа работает следующим образом. Для получения газообразного азота, используемого, например, при тушении подземного пожара инертной пеной, шахтная установка транспортируется к месту производства работ. Затем в горной выработке 30 разворачивают рукава 28 с раструбами 29 и закрепляют их посредством растяжек 31 на крепь горной выработки в верхней части так, что они не препятствуют свободному продвижению оборудования, Рукава 28 позволяют размещать воздухозаборные раструбы 29 в местах с наиболее теплым вентиляционным потоком, который концентрируется ими и направляется . На обдув продукционного испарителя 7 и испарителей 3 наддува. 25Инертный газ, образующийся в испарителях 3 наддува, под давлением поступает в резервуары 2 и выдавливаетиз них жидкий азот, который по трубо проводу 5 поступает в коллекторнуютрубу 11 и далее в спирали 8 испарителя 7, Здесь происходит интенсивныйтеплообмен и испарение жидкого азота,который в виде газа подается в коллек 35торную трубу 12 и далее через коллектор 13 и патрубки 14 направляетсяпотребителям, например, в пеногенератор.При движении воздушного потока по 40направляющему воэдуховоду 9 он обтекает витки плоских спиралей 8 и турбулизируется эа счетих шахматногорасположения, При этом происходит интенсификация процесса теплообмена, авоздушный поток сильно охлаждается,отдавая тепло на испарение жидкогоазота, температура которого 195,8 С.Сильно охлажденный воздух имеетВысокую плОтнОсть и пОэтОму Он спосо 50бен образовывать в витках испарителейзастойные буферные зоны, в которыетеплый воздушный поток не проникает,Опасность образования застойных эонусугубляется наличием большого количества влаги в воздушном потоке, ведущей к интенсивному снегообразованию, особенно в центральных областяхиспарителя,Для устранения этого часть теплого воздуха отбирается от общего потока при помощи конфуэора 16 и направляется в воздухораспределительный стакан 1 О. При помощи воэдухозаборных закрылков 21 теплый воздух направляется в отверстия 20 перфорации и продувает пространство между спиралями 8, Таким образом достигается равномерное распределение теплого воздуха по всему объему продукционного испарителя 7. Это исключает появление холодных застойных эон и позволяет сдувать с витков спиралей 8 образующийся на них иней, что дает возможность повысить эффективность газификации жидкого азота. Обслуживание шахтной установки производится с пультов 25 и 26 управления,На период обслуживания в условиях высокой температуры атмосферы горной выработки крышки 27 с люков 24 снимают и устанавливают в люки поперек движения воздушного потока, обеспечивая обдув охлажденным воздухом обслуживающего персонала установки, что способствует повышению комфортабельности условий работы.Это важно при наличии подземного пожара, когда атмосфера горных выработок нагревается. При наличии в горной выработке магистрального газопровода 17 в шахтной установке предусмотрена возможность его использования для продувки продукционного испарителя 7.Сжатый воздух, поступающий из газопровода 17, дает возможность повысить интенсивность теплообмена и уменьшить снегообразование в пространстве испарителя 7,Для подключения на магистральныйгазопровод 17 воздухораспределительного стакана 10 снимают конфузор 16,а к фланцу 15 подсоединяют трубопровод (не показан), который другим концом соединяют с отводом 18, Для пропуска трубопровода в воздухопроводномрукаве 28 предусмотрено отверстие (непоказано),При ручном снятии с испарителей 7 и 3 снежной шубы на патрубок 19 одевается гибкий шланг с наконечником (не показан), при помощи которого осуществляют снятие снега или производят профилактическую обработку и чистку узлов конструкции шахтной установки.Ф о р м у л а, и з о б р е т е н и я 1, Шахтная установка для получения инертного газа, включающая резервуары для жидкого азота, заключенный в нап равляющий воздуховод продукционный испаритель для выдачи готового продукта, выполненный в виде блока плоских спиралей, расположенных перпендикулярно к потоку воздуха и соединенных с резервуарами, и средство обдува теплым воздухом, о т л и ч а ю щ а - я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса газификации жидкого азота и снижения энергоемкос ти за счет утилизации бросового тепла вентиляционного потока горной выработки, продукционный испаритель снабжен размещенным в его центральной части вдоль продольной оси перфориро ванным воздухораспределительным стаканом, имеющим воздухозаборные закрылки, расположенные над отверстиями перфорации, фланец, закрепленный наодном его торце, и патрубок на другомторце, и конфузор, закрепленный нафланце, при этом спирали продукционного йспарителя расположены с внешнейстороны воздухораспредслительного стакана, причем витки каждой пары смежных спиралей размещены в шахматномпорядке, резервуары для жидкого азотаснабжены дополнительными испарителями, заключенными в направляющий кожух, выполненный из щитов, при этомна боковой поверхности щитов и направляющего воздуховода выполнены люкидля отвода охлажденного воздуха. 2,.установка по п.1, о т л и ч а - ю щ г я с я тем, что средство обдува выполнено в виде эластичных раструбов с воздухопроводными рукавами, свободные концы которых подсоединены соответственно к кожуху и направляющемувоздуховоду.1.Лангазо Техред А.Кравчук Корре Редак Шек раж 430 Подписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5 409/32ВНИИПИ а Государственного по делам изобретений3035, Москва, Ж, Рау ктна Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,