эжектор для проветривания горных выработок

Формула изобретения

Эжектор для проветривания горных выработок, включающий ресивер, выполненный в форме торообразной камеры с кольцевой щелью, приемный патрубок, перфорированный диффузор и штуцеры для подвода сжатого воздуха и воды, отличающийся тем, что для ускорения процесса передачи энергии и импульса от активной эжектирующей струи к пассивной эжектируемой струе, он снабжен установленной в районе выходного среза приемного патрубка аэродинамической решеткой, разбивающей обе струи на множество отдельных струй с формированием на выходе из камеры смешения истекающей струи с квазиравномерным профилем скорости, максимальным напором и повышенной дальнобойностью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано для проветривания горных выработок.

Известны эжекторы для проветривания тупиковых горных выработок без трубопровода (А.с. №259018, 1969, Е 21 F 1/08; A.c. №359415, 1972, E 21 F 5/2), использующие радиальный выпуск сжатого воздуха и эффект Коанда.

Общим недостатком данных эжекторов является относительно низкий коэффициент эжекции - до 20 единиц.

Наиболее близким по технической сущности заявленному эжектору является эжектор ЭДД-120 (А.с. №648741, 1979, Е 21 F 1/08) с коэффициентом эжекции в 40 единиц, включающий распределительное устройство, выполненное в виде торообразной камеры (точнее - ресивер) с кольцевой щелью, основной диффузор (чаще - прямоточный приемный патрубок), штуцер для подвода сжатого воздуха и дополнительный диффузор с перфорацией в области среза основного диффузора, создающий разрежение на срезе основного диффузора и обеспечивающий тем самым дополнительное эжектирование воздуха из окружающей среды через перфорацию в дополнительном диффузоре.

Недостатком данного эжектора является относительно низкая дальнобойность струи - 17-25 м. Аэродинамическая сущность указанного недостатка состоит в том, что в эксплуатационной практике используют относительно короткий (нерасчетный) дополнительный диффузор, являющийся одновременно камерой смешения. Длина расчетного диффузора должна составлять не менее 3 м, что утяжеляет конструкцию, вносит ограниченность в эксплуатационные возможности, снижает мобильность в применении. В коротком же диффузоре (до 1 м) не происходит достаточно полного перемешивания эжектирующей и эжектируемой струй, эпюра скорости не успевает выравниваться, не достигается максимально возможный напор истекающей струи и, как следствие, максимальная дальнобойность, а при относительно больших давлениях в ресивере (4-6 атм) возникает нестабильность в истечении - струя может прижиматься к одной из стенок диффузора, создавая возможность дополнительных подсосов в диффузор на конечном срезе, что также снижает дальнобойность.

Задачей заявляемого изобретения является повышение напора струи за счет ускорения процесса передачи энергии и импульса от активной (эжектирующей) струи к пассивной (эжектируемой) струе.

Это достигается тем, что обе струи: эжектирующую (пристеночную) и эжектируемую (занимающую, в основном, область турбулентного ядра) пропускают через аэродинамическую решетку, разбивающую обе струи на множество отдельных струек, которые легко и быстро перемешиваются между собой, формируя на выходе из камеры смешения истекающую струю с квазиравномерным профилем скорости, максимальным напором и, как следствие, повышенной дальнобойностью. Аэродинамическую решетку устанавливают в районе выходного среза приемного патрубка.

На чертеже изображен продольный разрез эжектора.

Эжектор состоит из ресивера 1, выполненного в форме торообразной камеры с кольцевой щелью 2, образованной за счет прокладки 3 между фланцами 4 и 5, приемного патрубка 6, перфорированного диффузора 7 с фланцем 8 и аэродинамической решетки 9, установленной в районе выходного среза приемного патрубка. Подвод сжатого воздуха осуществляют через штуцер 10, а воды (которую выпускают из отверстий 11) - через штуцер 12. Приемный патрубок 6 и фланец 8, а также этот фланец и перфорированный диффузор 7 скрепляют с помощью сварки, а фланцы 4, 5 и 8 - с помощью болтов.

Эжектор работает следующим образом.

Сжатый воздух из ресивера 1 истекает через кольцевую щель 2, огибает выпуклую поверхность фланца 5 и создает разрежение в горловине эжектора, вследствие чего под действием разности давлений в горловину эжектируется окружающий воздух.

В приемном патрубке 6 эжектирующая и эжектируемая струи частично смешиваются и, обладая большой скоростью при истечении из патрубка 6, сохраняют разрежение, в силу чего в район выходного среза приемного патрубка 6 дополнительно эжектируется окружающий воздух через перфорацию в диффузоре 7. Далее воздушный поток, проходя через отверстия в аэродинамической решетке 9, разбивается на множество отдельных струек, которые легко и быстро перемешиваются между собой в рабочем пространстве диффузора 7, играющем роль камеры смешения, и на выходе из диффузора 7 формируется истекающая струя с квазиравномерным профилем скорости, максимальным напором и, как следствие, повышенной дальнобойностью. Вода (в случае ее использования для пылеподавления) истекает через отверстия 11 в штуцере 12 в район горловины эжектора, где засасывается вместе с эжектируемым воздухом в приемный патрубок 6, разбивается на мелкие капли спутным потоком и проходит через отверстия в аэродинамической решетке 9 в форме водовоздушной смеси в камеру смешения, откуда после перемешивания и дополнительного дробления подается вместе с истекающей струей в забой в форме мелкодисперсной влаги, где создает эффективное пылеподавление в атмосфере забоя и гидроорошение его стенок.

Техническая характеристика предлагаемого эжектора

Длина, мм	675
Диаметр горловины, мм	50
Ширина кольцевой щели, мм	0,15
Производительность, м3/мин	22
Расход сжатого воздуха, приведенный к нормальным условиям, м3/мин	0,5
Коэффициент эжекции	44
Напор струи, создаваемой эжектором, даПа	250

Эжектор ЭПДМ (эжектор с перфорированным диффузором, малогабаритный) может применяться для проветривания тупиковых выработок длиной до 30 м свободной вентиляционной струей, без использования вентиляционного трубопровода, а также в качестве положительного регулятора в сквозных горных выработках.

Наличие аэродинамической решетки позволяет уменьшить габариты эжектора: сократить полную длину и уменьшить диаметр горловины. Уменьшение диаметра горловины ведет к уменьшению площади истечения сжатого воздуха и, как следствие, к уменьшению его расхода, что повышает экономичность работы.