ДЕГАЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована для дегазации угольных пластов и вмещающих пород при выполнении очистных работ и проведении горных выработок на угольных шахтах.
Прототипом заявляемой полезной модели выбрана дегазационная установка, содержащая соединенные между собой с помощью трубопроводов в замкнутый контур водокольцевой вакуум-насос, водоотделитель и водоохладитель, выполненный в виде двух теплообменных блоков, причем второй теплообменный блок подключен между первым теплообменным блоком и вакуум-насосом. Первый теплообменный блок выполнен в виде радиатора с оребренными трубками, обдуваемого вентилятором. Второй теплообменный блок выполнен в виде бака с крышкой, на которой установлен вакуум-насос. К вакуум-насосу подведены всасывающий и нагнетательный коллекторы, последний соединен с водоотделителем. Корпус вакуум-насоса имеет соответственно первый и второй сальники для вала рабочего колеса, каждый из которых оснащен патрубком для стекания воды на поверхность бака. В конструкции вакуум-насоса предусмотрено поступление воды на сальники с целью их длительной эксплуатации, при этом утечка воды через сальники составляет 500-700 литров за сутки (пат. Украины №2303, E21F 7/00, опубл. 15.01.2004).
Недостатком известной установки является невысокий уровень эксплуатационных параметров, обусловленный конструктивными особенностями, которые требуют частого пополнения воды из-за больших ее потерь, для чего необходимо останавливать работу установки. Кроме того, при эксплуатации или при временной остановке работы установки в подземных условиях необходима сточная канава для сбора вытекающей из вакуум-насоса воды, а в помещении - специальная емкость с насосом для ее сбора и перекачивания, что также обуславливает значительные технические и экономические затраты.
В основу полезной модели поставлена техническая задача усовершенствования дегазационной установки, в которой путем введения новых элементов и их размещения и соединения с известными элементами, было бы обеспечено улучшение эксплуатационных параметров установки.
Для решения поставленной технической задачи в дегазационную установку, содержащую соединенные между собой с помощью трубопроводов в замкнутый контур водокольцевой вакуум-насос, водоотделитель и водоохладитель, выполненный в виде двух теплообменных блоков, причем второй теплообменный блок подключен между первым теплообменным блоком и вакуум-насосом, первый теплообменный блок выполнен в виде радиатора с оребренными трубками, обдуваемого вентилятором, а второй теплообменный блок выполнен в виде бака с крышкой, на которой установлен вакуум-насос, к которому подведены всасывающий и нагнетательный коллекторы, последний соединен с водоотделителем, корпус вакуум-насоса имеет соответственно первый и второй сальники для вала рабочего колеса, каждый из которых оснащен патрубком для стекания воды, согласно полезной модели, введены две емкости, размещенные одна над другой и установленные ниже уровня расположения вакуум-насоса, верхняя емкость соединена с помощью первого и второго гибких рукавов с патрубками для стекания воды соответственно из первого и второго сальников, нижняя емкость оснащена уровнемером и имеет первый, второй, третий и четвертый патрубки с вентилями, соединенными соответственно с верхней емкостью, вакуум-насосом, нагнетательным коллектором и с всасывающим коллектором, а также пятый патрубок с вентилем и открытым свободным концом.
Емкости могут быть установлены между стояками рамы для крепления вакуум-насоса на крышке бака и закреплены на последней или установлены рядом с баком.
Второй, третий и четвертый патрубки нижней емкости могут быть соединены соответственно с вакуум-насосом, нагнетательным коллектором и всасывающим коллектором с помощью гибких рукавов.
Верхняя емкость может быть закреплена на нижней емкости электросваркой.
В лучшем примере реализации каждый конец вала рабочего колеса вакуум-насоса опирается на подшипник, прикрепленный к корпусу вакуум-насоса верхним и нижним кронштейнами, форма последнего подобна лотку, в дне которого выполнен патрубок для стекания воды из сальника.
В качестве вакуум-насоса может быть использован водокольцевой вакуум-насос типа ВВН2-50М. Первым теплообменным блоком может быть, например, калорифер КВБ 12-Б с вентилятором типа В-06-300-10И1Б. Боковая поверхность второго теплообменного блока, выполненного в виде бака, может быть оснащена ребрами, а обе емкости выполнены из стального листа в форме параллелепипеда.
Совокупность существенных признаков заявляемой дегазационной установки позволяет улучшить ее эксплуатационные параметры за счет устранения потерь вытекающей из сальников воды и обеспечения возможности ее повторного использования в замкнутом контуре циркуляции воды установки без прерывания работы последней, что с одной стороны обеспечивает увеличение периода беспрерывной эксплуатации установки, а с другой стороны - уменьшение расхода воды и, как следствие, повышение экономической эффективности.
В заявляемой установке, в отличие от прототипа, с патрубками для стекания воды из сальников соединена конструкция из верхней и нижней емкостей с оснащенными вентилями патрубками, которая путем закрывания и открывания соответствующих вентилей обеспечивает двухступенчатое накопление воды из сальников, при этом, пока вода вытесняется из нижней емкости в замкнутый контур циркуляции воды установки, в верхней емкости продолжается сбор воды из сальников, что обеспечивает беспрерывность процесса пополнения водой установки.
Кроме того, в отличие от прототипа, путем устранения источника коррозии и вредных отложений на внутренних поверхностях вакуум-насоса, емкостей и трубопроводов, которым являлась насыщенная агрессивными солями вода, стекающая из сальников, обеспечено увеличение общего срока эксплуатации установки.
Также обеспечена возможность использования дегазационной установки в закрытых помещениях без использования дополнительных емкостей с насосом для сбора и перекачивания воды из сальников и слитой воды из вакуум-насоса при временном прекращении работы установки.
Суть полезной модели поясняется чертежами:
фиг.1 - дегазационная установка, общий вид;
фиг.2 - вид А установки на фиг.1;
фиг.3 - вид Б установки на фиг.1;
фиг.4 - разрез 1-1 установки на фиг.3;
фиг.5 - верхняя и нижняя емкости установки на фиг.1.
Дегазационная установка содержит соединенные между собой с помощью трубопроводов в замкнутый контур водокольцевой вакуум-насос 1, водоотделитель 2 и водоохладитель, выполненный в виде двух теплообменных блоков, причем второй теплообменный блок подключен между первым теплообменным блоком и вакуум-насосом 1. Первый теплообменный блок выполнен в виде радиатора 3 с оребренными трубками, обдуваемого вентилятором. Второй теплообменный блок выполнен в виде бака 4 с крышкой, на которой установлен вакуум-насос 1 (см. фиг.1). К вакуум-насосу 1 подведены всасывающий коллектор 5 и нагнетательный коллектор 6, последний соединен с водоотделителем 2 (см. фиг.2). Корпус вакуум-насоса 1 имеет первый и второй сальники 7 и 8 для вала рабочего колеса последнего, каждый конец которого в приведенном примере конкретной реализации опирается соответственно на подшипник 9 и 10, каждый из которых прикреплен к корпусу вакуум-насоса 1 верхним и нижним кронштейнами 11 и 12. Форма нижних кронштейнов 12 подобна лотку, в дне каждого из которых выполнен соответственно патрубок 13 и 14 для стекания воды из сальника 7 и 8 (см. фиг.3, 4). Ниже уровня расположения вакуум-насоса 1 установлены две емкости 15 и 16, размещенные одна над другой. Верхняя емкость 15 соединена с помощью первого и второго гибких рукавов 17 и 18 с патрубками 13 и 14 для стекания воды соответственно из первого и второго сальников 7 и 8 (см. фиг.1). Нижняя емкость 16 оснащена уровнемером 19 и имеет первый, второй, третий и четвертый оснащенные вентилями патрубки 20, 21, 22 и 23, соединенные соответственно с верхней емкостью 15, вакуум-насосом 1, нагнетательным коллектором бис всасывающим коллектором 5, а также пятый патрубок 24 с вентилем и открытым свободным концом (см. фиг.5). Второй, третий и четвертый патрубки 21, 22 и 23 нижней емкости 16 соединены с упомянутыми соответствующими блоками с помощью гибких рукавов 25, 26 и 27 (см. фиг.2). В приведенном примере емкости 15 и 16 установлены рядом с баком 4. Емкость 15 может быть закреплена на емкости 16 электросваркой.
Дегазационная установка работает следующим образом.
На подготовительном этапе работы дегазационная установка с помощью связанного с вакуум-насосом 1 всасывающего коллектора 5 подключается к дегазационной скважине (на чертеже не показана), а бак 4 наполняется водой (см. фиг.1, 2).
Рабочий цикл начинается с включения вакуум-насоса 1, при этом во всасывающем коллекторе 5 образуется вакуум. Газовоздушная смесь из дегазационной скважины через всасывающий коллектор 5 поступает в вакуум-насос 1, где смешивается с водой, и через нагнетательный коллектор 6 по трубопроводу 28 поступает в водоотделитель 2 (см. фиг.1, 2). В водоотделителе 2 происходит отделение воды от газовоздушной смеси, при этом последняя через трубопровод 29 выходит в атмосферу. Нагретая в вакуум-насосе 1 вода из водоотделителя 2 по трубопроводу 30 поступает в первый теплообменный блок водоохладителя, а именно в радиатор 3, где охлаждается вентилятором. С выхода первого теплообменного блока вода по трубопроводу 31 поступает во второй теплообменный блок, а именно в бак 4, где охлаждается до необходимой рабочей температуры. Далее охлажденная вода по трубопроводу 32 возвращается в вакуум-насос 1 (см. фиг.1, 2). Цикл повторяется.
В процессе работы дегазационной установки через первый и второй сальники 7 и 8 вакуум-насоса 1 вытекает вода в нижние кронштейны 12, выполненные в виде лотков, из которых соответственно через патрубки 13 и 14 по гибким рукавам 17 и 18 поступает самотеком в верхнюю емкость 15 (см. фиг.3, 4, 5). При этом вентили патрубков 20 и 24 открыты и вода из верхней емкости 15 через патрубок 20 перетекает в нижнюю емкость 16 и, вследствие того, что вентили на патрубках 21, 22 и 23 закрыты, накапливается в ней, вытесняя воздух, который выходит в атмосферу через патрубок 24 (см. фиг.5). При заполнении нижней емкости 16 до заданного уровня, который определяется по показателям уровнемера 19, вентили на патрубках 20 и 24 закрываются (см. фиг.5). Открываются вентиль на патрубке 22, соединенном с нагнетательным коллектором 6 вакуум-насоса 1, и вентиль на патрубке 23, соединенном с всасывающим коллектором 5 вакуум-насоса 1. Поскольку при работе вакуум-насоса 1 в нагнетательном коллекторе 6 образуется избыточное давление (0,02-0,07 МПа), а в всасывающем коллекторе 5 - разрежение (до 0,02 МПа), в нижней емкости 16 образуется разность давлений, а именно давление в патрубке 22 превышает давление в патрубке 23 на величину не меньше, чем 0,02 МПа. Благодаря этому вода из нижней емкости 16 выдавливается через патрубок 23 по гибкому рукаву 27 в всасывающий коллектор 5 и далее в замкнутый контур циркуляции дегазационной установки (см. фиг.3, 5). При этом вода, которая вытекает из сальников 7 и 8 вакуум-насоса 1, как изложено выше, продолжает поступать в верхнюю емкость 15 и накапливается в ней. После опорожнения нижней емкости 16 вентили на патрубках 22 и 23 закрываются, а на патрубках 20 и 24 открываются. При этом вода из сальников 7 и 8 вновь начинает поступать через верхнюю емкость 15 в нижнюю емкость 16 и после ее заполнения цикл повторяется (см. фиг.5).
В случае необходимости слива воды, находящейся в вакуум-насосе 1, при временном прерывании работы установки, вентиль на патрубке 21 открывается и вода из вакуум-насоса 1 самотеком пол рукаву 25 поступает в нижнюю емкость 16 и накапливается в ней (см. фиг.2). При возобновлении работы установки упомянутая вода снова поступает в замкнутый контур циркуляции дегазационной установки.