Взрывоподавляющее устройство

(57) Изобре горной пром ние относится к и и м.б. исполь ета в шахтах длв угольнойвоэникновен щения вспыше начальнои сль изобретен адиия - п ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 23.10.87. Бюл, В 39 (71) Государственный макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности(56) Авторское свидетельство СССР В 579810, кл. Е 2 1 Р 5/00, 1973,Авторское свидетельство СССР В 1101557, кл, Е 21 Р Г/00, 1982.(54) ВЗРЫВОПОДАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО вышение эффективности гашения взрываза счет снижения инерционности процесса создания пламегасяшего облакаи повышение надежности и безопасности эксплуатации. Для этого в устр-вевнутри его контейнера 1 с ингибитором соосно с ним жестко закрепленана его торцовой стенке (С) 3 успоко13 ительная камера (К) 4, Внутри К 4 установлен генератор 5 инертных газов, имеющий предохранительную К 7, выполненный в виде цилиндрического стакана с разрядной головкой 6.Размещена К 7 со стороны, противоположной головке 6, и посредством резьбового соединения закреплена в С 3 за пределами К 4, На рнешней поверхности К 4 перпендикулярно ее продольной оси симметрично установлено не менее шести патрубков (П) 9 с дросселирующими отверстиями 8, выполненными в стенке П 9, Последние установлены от С 3 на расстоянии, не превышающем два диаметра П 9, Углы наклона продальных осей отверстий 8 к плоскости С 3 у одной половины П 9 монотонно возрастают от 0 до 90, а у другой - убывают от 90 до 0 в направлении К 4. При этом П 9 с возрастающим, углом чередуются с убывающимуглом. Устр-во снабжено клеммной коробкой 10 со взрывозащитным кабельным сводом 11, установленной со стороны С 3. Возникшие при сгорании газы через сопла в головке 6 поступаютв К 4, а затем через отверстия 8 П 9в контейнер 1, где смешиваются с ингибитором, образуя пылегазовую смесь,которая выбрасывается в защитныйобъем выработки, образуя пламезащитное облако заданных форм и размеров,7 з.п, Ф-лы, 1 ил, 1Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в шахтах для гашения вспышек метана и угольной пыли в начальной стадиивозникновения,,)Цель изобретения - повышение эффективности гашения взрыва за счетснижения инерционности процесса создания пламегасящего облака. и повыше 10ние надежности и безопасности эксплуатации устройства.На чертеже показано взрывоподавляющее устройство, общий вид.Устройство содержит заполненныйингибитором цилиндрический контейнер1, выходное сечение которого снабжено легко разрушаемой пленочной диафрагмой 2 с предохранительной распыляющей решеткой. Противоположный то 20рец контейнера 1 закрыт массивнойторцовой стенкой 3. Внутри контейнера с ингибитором по его оси установлена цилиндрическая успокоительнаякамера 4, один торец которой жесткоукреплен на стенке 3, а противоположный торец наглухо закрыт, Внутри успокоительной камеры 4 по ее оси расположен генератор 5 инертных газов,выполненный в виде цилиндрического30стакана с разрядной головкой 6 и предохранительной камерой 7, которые навинчиваются на стакан генератора 5инертных газов с противоположных сторон. Генератор 5 инертных газов с 2предохранительной камерой 7 с помощью резьбового соединения крепятся к стенке 3, Таким образом, генератор 5 инертных газов, успокоительная камера 4 и контейнер 1 с ингибитором представляют собой систему вложенных друг в друга концентрических цилиндров, причем два последних имеют общую торцовую стенку, а генератор 5 инертных газов с разрядной головкой 6 и предохранительной камерой 7 крепится к этой же стенке.Объем успокоительной камеры 4 сообщается с объемом контейнера 1 с помощью ряда дросселирующих отверстий 8, выполненных в патрубках 9, установленных симметрично на цилиндрической стенке успокоительной камеры 4 и лежащих в плоскости, параллельной торцовой стенке контейнера 1, отстоящей от нее на расстоянии, не превышающем двух диаметров патрубков, и направленных радиально внутрь контейнера 1 с ингибитором. Число таких патрубков должно быть не меньше шести, а на каждом патрубке должно быть не менее двух дросселирующих отверстий. Оси этих дросселирующих отверстий направлены перпендикулярно осям патрубков и составляют с плоскостью торцовой стенки 3 на половине всех патрубков, расположенных через одиноЭ углы от 0 о 90 , а на остальных - углы от 90 до 0 в направлении от1346815 стенки успокоительной камеры 4 внутрконтейнераРазрядная головка 6 генератораинертных газов снабжена симметричнорасположенными на ее цилиндрическойповерхности двумя рядами сопел,предназначенными для выпуска газа.При этом продольные оси сопел каждого ряда составляют с осью генератора инертных газов, угол в 40-50 . Длякомпенсации возросшего из-за большейдлины наклонных дросселирующих отверстий сопротивления суммарная площадь поперечных сечений отверстийдолжна быть большей площади поперечного сечения цилиндрической камерыгенератора инертных газов, не менее,чем в 1,5 раза.Снаружи к торцовой стенке отсекакрепится клеммная коробка 10 со взрывозащищенным кабельным вводом 11,через который пропущен кабель 12,соединяющий взрывоподавляющее устройство с датчиком пламени,Устройство работает следующим образом. Электрический импульс от внешнего управляющего устройства воспламеняет заряд газогенерирующего состава, помещенный в генератор 5 инертных газов. Возникающие при сгорании этого состава инертные газы по достижении определенного давления разрушают срезной диск и через сопла в разрядной головке 6 генератора инертных газов поступают в успокоительную камеру 4, а затем через расположенные на патрубках 9 дросселирующие отверстия 8 поступают в контейнер 1 и смешиваются с тонкодисперсным порошкообразным ингибитором. Образующаяся при этом пылегазовая смесь под давлением разрушает пленочную диафрагму 2 и через распылительную предохранительную решетку выбрасывается в защищаемый объем выработки, образуя пламегасящее облако заданных форм и размеров.Величины суммарных площадей поперечных сечений сопел в разрядной головке генератора инертных газов и дросселирующих отверстий подобраны таким образом, чтобы максимально снизить сопротивление на пути движения инертных газов из генератора в контейнер с ингибитором, что позволяет соответственно уменьшить инерь ционность процесса создания пламегасящего облака,Благодаря регулярно изменяющимсяуглам между осями выполненных в патрубках дросселирующих отверстий иплоскостью торцовой стенки контейнера с ингибитором, инертные газы, поступающие под давлением из успокоительной камеры в контейнер, создаютсильно турбулизованный поток за счетобразования системы вихрей, Наличиетакого потока обеспечивает быстроеи полное перемешивание инертных га 15 зов с тонкодиспергированным порошкообразным ингибитором, что способствует более быстрому и полному еговыбросу из контейнера, т.е. снижаетинерционность устройства при одновре 20 менном обеспечении максимальной эффективности использования ингибитора.Благодаря конструкции предохранительной камеры и наличию дополни тельного уплотнения на взводе подводящих проводов электровоспламенителя газогенерирующего состава, атакже клеммой коробки со взрывозащищенным кабельным вводом, исключаетЗО ся возможность утечки горячих инертных газов в окружающую среду. В результате повышается эффективность использования энергии рабочих инертныхгазов, а также увеличивается безопасЗ 5 ность эксплуатации устройства.Компоновка устройства в отношениивзаимного расположения генератораинертных газов, успокоительной камеры и отсека с ингибитором, имеющих40 общее массивное торцовое основание,с одной стороны упрощает разборку исборку предлагаемой конструкции, иследовательно, его перезарядку, обслуживание и ремонт, а с другой сто 45 роны, существенно повышает безопасность его эксплуатации. Последнееобъясняется тем, что в случае нарушения целостности цилиндрическойстенки успокоительной камеры (как5 О более слабой по сравнению с массивным основанием) при срабатывании устройства, горячие инертные газы могутпрорваться в окружающую среду толькочерез отсек с ингибитором. В резуль 55 тате во внешнюю среду подают не высокотемпературные газы, способные служить источником воспламенения взрывчатой пылегазовой смеси, а поток пламегасящей смеси охлажденных инертныхб 815 З 5 рубки установлены от торцовой стенки контейнера на расстоянии, не превышающем два диаметра патрубка.3. Устройство по пп, 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно 40 имеет не менее шести патрубков, .4. Устройство по пп. 1 - 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в каждом патрубке выполнено не менее двухдросселирующих отверстий,45 5. Устройство по пп. 1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что суммарнаяплощадь поперечных сечений дросселирующих отверстий не менее суммарнойплощади поперечных сечений сопл раэ Рядной головки6. Устройство по пп. 1-5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что сопла вразрядной головке образуют два противоположно направленных симметрич 55 ных относительно оси генератора инертных газов ряда, при этом продольныеоси сопл каждого ряда наклонены кпродольной оси генератора инертныхфгазов под углом 40-50 5 134газов с порошкообразным ингибитором.Это обстоятельство, наряду с упомянутыми приспособлениями, исключающими возможность утечек горячих газовво внешнюю среду через уплотнения,обеспечивает высокую безопасностьэксплуатации предлагаемого устройства в шахтных условиях,1С другой стороны, при этом возникает возможность использования в таком устройстве более быстрогорящих иэффективных газогенерирующих составов, что совместно с указанными усовершенствованиями системы разрядныхи дросселирующих отверстий позволяетснизить инерционность процесса создания пламегасящего облака в 2-3 раза, т.е. обеспечить гашение предлагаемым устройством сильных пылегазовых взрывов, возникающих при взрывных работах , без использования длядиспергирования ингибитора весьмаопасных вышибных зарядов, напримердетонирующего шкура.Наклон продольных осей сопел разрядной головки генератора инертныхгазов к продольной оси генератораопод углом 40-50 обеспечивает соответствующие направления газовых струй,поступающих в успокоительную камеруиз генератора инертных газов. Этосущественно снижает ударную нагруз-ку на цилиндрическую поверхность успокоительной камеры по сравнению снагрузкой, возникающей при нормальном направлении выброса газовых струйк этой поверхности, При этом симметричное расположение разрядных отверстий и углы наклона их осей к осигенератора обеспечивают взаимную компенсацию реактивных сил, возникающихпри срабатывании устройства. формула изобретения 1. Взрывоподавляющее устройство, включающее генератор инертных газов, выполненный в виде цилиндрического стакана с разрядной головкой на конце, имеющей сопла, контейнер, заполненный ингибитором, имеющий с одной стороны легкоразрушаемую диафрагму, а с другой - торцовую стенку и успокоительную камеру, сообщенную с контейнером посредством патрубков с дросселирующими отверстиями, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения эффективности гашения взры 5 10 15 20 25 30 ва за счет снижения инерционности процесса создания пламегасящего облака и повьппения надежности и безопасности эксплуатации устройства, успокоительная камера размещена внутри контейнера с ингибитором соосно с ним и жестко прикренлена к его торцовой стенке, а генератор инертных газов установлен в успокоительной камере и снабжен предохранительной камерой, которая размещена со стороны, противоположной разрядной головке, и посредством.резьбового соединения закреплена в торцовой стенке контейнера за пределами успокоительной камеры, при этом патрубки с дросселирующими отверстиями установлены симметрично на внешней поверхности успокоительной камеры перпендикулярно ее продольной оси, а дросселирующие отверстия выполнены в стенке патруб- ков, причем углы наклона продольных осей дросселирующих отверстий к плоскости торцовой стенки контейнера у половины патрубков монотонно возрасотают от 0 до 90 ,а у другой убывают от 90 до Ов направленииот поверхностиоуспокоительной камеры, при этом патрубки свозрастающим угломнаклона осей отверстий чередуются с патрубкамис убывающим углом наклона осей отверстий. 2. Устройство по и, 1, о т л и -л и ч а ю щ е е с я тем, что патЗаказ 5107/33 Тираж 428 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 7. Устройство по пп. 1-6, о т л ич а ю щ е е с я тем, что суммарная площадь поперечных сечений сопел разрядной головки не менее 1,5 площадей поперечного сечения генератора инерт= ных газов. 15 88. Устройство по пп. 1-7, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено клемной коробкой со взрывозащитным кабельным вводом, установленной со стороны торцовой стенки контейнера