эжектор для проветривания через скважину

Формула изобретения

1. Эжектор для проветривания через скважину, включающий диффузор, две последовательно установленные приемные головки с ресиверами, соединенными полым цилиндром, с двумя выпускными щелями и прокладками с отверстиями каждая, отличающийся тем, что основная выпускная головка снабжена конфузорным приемным патрубком.

2. Эжектор по п.1, отличающийся тем, что последний фланец второй приемной головки является противодеформационной ребордой.

Описание изобретения к патенту

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

Известен эжектор [А.с. № 518569, 03.06.1974, E21F 1/00], включающий диффузор, два коллектора - основной и дополнительный (две приемные головки), внутренние полости (ресиверы) которых соединены между собой с помощью полых цилиндров, и кольцевые щели, образованные за счет прокладок.

Диффузор эжектора выполнен в форме прямоточного патрубка. В этом отражалась надежда авторов на использование данной конструкции в качестве нагнетателя для проветривания через скважину. Область применения сформулирована так: «Эжектор в сочетании с воздухопроводом возможно применять при нагнетательном, всасывающем и комбинированных способах проветривания». Термин «скважина» охватывается термином «воздухопровод».

Недостаток данного эжектора как нагнетателя для проветривания через скважину проявился при его стендовых испытаниях на данной операции (июль 1976 г., ВостНИГРИ). Скважину в горном массиве имитировала металлическая труба диаметром 120 мм и длиной 20 м. Эжектор не нагнетал воздух в «скважину» и при работе на большое аэродинамическое сопротивление терял качества эжектора, так как дул во все стороны, но не в «скважину», хотя в открытой атмосфере и в сочетании с прорезиненным и деревянным воздухопроводами больших диаметров (200-500 мм) эжектировал отлично.

Испытаниям в качестве нагнетателя для проветривания через скважину подвергался другой известный эжектор [А.с. № 918438, 17.09.1980, E21F 1/00], включающий все основные признаки эжектора [А.с. № 518569, 03.06.1974, E21F 1/00], но снабженный дугообразным регулятором расхода сжатого воздуха.

Недостаток эжектора [А.с. № 918438, 17.09.1980, E21F 1/00] тот же самый - ни при каких положениях регулятора преодолеть сопротивление «скважины» не удалось (лето 1982 г., ВостНИГРИ).

Задачей предлагаемого изобретения является создание эжектора, способного проветривать через скважину.

Это достигается тем, что эжектор снабжают конфузорообразным приемным патрубком, который устанавливают между приемными головками (между коллекторами). Длина приемного патрубка определяется экспериментально, однако она не должна превышать расстояния между приемными горловинами.

Причина отрицательного результата при испытаниях эжектора [А.с. № 518569, 03.06.1974, E21F 1/00] и [А.с. № 918438, 17.09.1980, E21F 1/00] - отсутствие прямоточного или конфузорного приемного патрубка между коллекторами. При отсутствии приемного патрубка создается открытая связь между эжектирующей струей первого коллектора и окружающей атмосферой, что при работе на большое аэродинамическое сопротивление приводит к потере аэродинамической устойчивости этой струи. При наличии приемного патрубка эжектирующая струя первого коллектора не теряет устойчивость, и эжектор способен подавать воздух через скважину диаметром 120 мм и длиной от 30 до 80 м с расходом от 70 до 60 м³/мин.

На чертеже, фиг.1, изображен разрез предлагаемого эжектора. Эжектор содержит диффузор 1, торообразные ресиверы 2, 3, 4, 5, образованные фигурными фланцами 6, 7, 8, 9, 10, 11, кольцевые щели 12, 13, 14, 15, образованные за счет прокладок 16, 17, 18, 19. Болтовые соединения фланцев 6, 7, 8 и 9, 10, 11 между собой, через прокладки с отверстиями, образуют две приемные головки. Приемные головки жестко соединяют полым цилиндром 20. Подвод сжатого воздуха производят через штуцер 21. Жесткость соединения приемных головок дополнительно обеспечивают полым цилиндром 22, помещенным между фланцами 8 и 9 с помощью сквозного стяжного болта 23. Фланцы 7 и 10 содержат по восемь сквозных отверстий для соединения ресиверов 2 и 3, 4 и 5, что обеспечивает единство системы выпуска сжатого воздуха для обеих приемных головок. Фланцы 24 и 25 обеспечивают сварочное крепление диффузора 1 и конфузорного приемного патрубка 26. Фланец 11 имеет увеличенный внешний размер и одновременно служит противодефорационной ребордой.

Эжектор работает следующим образом. Сжатый воздух, истекая из ресиверов через кольцевые щели, огибает выпуклые поверхности фланцев и устремляется вдоль внутренних поверхностей как конфузорного приемного патрубка, так и диффузора. При этом во внутренних областях обеих приемных головок возникает разрежение, и атмосферный воздух засасывается через горловины головок и увлекается в спутное с эжектирующими пристеночными струями течение. В конфузорном приемном патрубке существует радиальная составляющая скорости, направленная к оси потока, вследствие чего происходит перемешивание эжектирующей и эжектируемой струй и стремление к выравниванию общей эпюры скорости, что повышает ее аэродинамическую устойчивость на довольно коротком расстоянии. Втекая в горловину второй приемной головки, данная струя, несколько увеличивая эжектирующее действие этой головки, быстро попадает в диффузор, практически без связи с внешней атмосферой. В прототипе [А.с. № 518569, 03.06.1974, E21F 1/00] и в аналоге [А.с. № 918438, 17.09.1980, E21F 1/00] данная струя в диффузор не попадает, а истекает в атмосферу, когда конец диффузора вставлен в длинную трубу.

Предлагаемый эжектор в сочетании со способом проветривания длинной тупиковой выработки по заявке № 2009106490/03 (008697) от 24.02.2009 на патент РФ на изобретение «Способ проветривания длинной тупиковой выработки» может быть использован как источник тяги для подачи воздуха по основной скважине из смежной выработки в тупиковую.