WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1. ZAKŁAD ELEKTRONIKI GÓRNICZEJ ZEG SPÓŁKA AKCYJNA, Tychy, PL BUP 03/10

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS OCHRONNY WZORU UŻYTKOWEGO (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (19) PL (11) (13) Y1 (51) Int.Cl. E21F 17/18 ( ) G01N 33/00 ( ) (54) Urządzenie do pomiaru zawartości metanu w wyrobiskach podziemnych (73) Uprawniony z prawa ochronnego: ZAKŁAD ELEKTRONIKI GÓRNICZEJ ZEG SPÓŁKA AKCYJNA, Tychy, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 03/10 (45) O udzieleniu prawa ochronnego ogłoszono: WUP 05/11 (72) Twórca(y) wzoru użytkowego: ANDRZEJ BYWALEC, Katowice, PL MIROSŁAW KRZYSTOLIK, Mikołów, PL RYSZARD KALINOWSKI, Tychy, PL FRANCISZEK ŚWIERGOT, Tychy, PL TOMASZ MENDRELLA, Katowice, PL WACŁAW DZIURZYŃSKI, Kraków, PL JANUSZ KRUCZKOWSKI, Kraków, PL PL Y1

2 2 PL Y1 Opis wzoru Przedmiotem wzoru użytkowego jest urządzenie do pomiaru zawartości metanu w wyrobiskach podziemnych, przydatne w szczególności podczas zwalczania zagrożenia wybuchu metanu w kopalniach węgla kamiennego. Jednym z istotnych problemów występujących w górnictwie podziemnym węgla kamiennego w Polsce jest zagrożenie wybuchem metanu. Dlatego też w profilaktyce zwalczania tego zagrożenia dokonuje się pomiarów metanu w wyrobiskach górniczych, aby wykryć z wyprzedzeniem jego występowanie w niebezpiecznym stężeniu, co umożliwia wycofanie ludzi z zagrożonego rejonu i wyłączenie maszyn i urządzeń elektrycznych mogących spowodować inicjat elektryczny prowadzący do wybuchu metanu. W tym celu stosuje się ręczne, przenośne urządzenia do pomiaru zawartości metanu w powietrzu kopalnianym oraz urządzenia zamocowane w wyrobiskach, połączone wzajemnie ze sobą w układ monitorujący stan zagrożenia metanowego w danej kopalni. Aby zapobiec gromadzeniu się metanu pod ziemią wentyluje się wszystkie wyrobiska podziemne i odpowiednio dobiera prędkość przepływu powietrza w każdym podziemnym wyrobisku. Dodatkowo niezmiernie istotnym czynnikiem podczas monitoringu metanowego jest właściwe usytuowanie czujników metanowych w wyrobiskach górniczych. Zamocowanie czujników w niewłaściwych miejscach może skutkować nieprecyzyjnym bądź zafałszowanym odczytem, co może prowadzić do niewykrycia niebezpieczeństwa wybuchu. Dlatego też czujniki metanu z reguły umieszcza się w rejonie stropów wyrobisk, gdyż metan, gaz lżejszy od powietrza, ma tendencje do gromadzenia się właśnie w tych rejonach. Inną możliwą przyczyną nieprecyzyjnego bądź zafałszowanego pomiaru zawartości metanu w powietrzu kopalnianym są zawirowania w przepływie powietrza. Ponadto kolejne możliwe przyczyny niewłaściwego pomiaru mogą być związane z osłanianiem wlotu komory pomiarowej czujników metanometrycznych bądź też kierowaniem na czujnik strumienia świeżego powietrza, co skutecznie uniemożliwia prawidłowy pomiar zawartości metanu w powietrzu i uniemożliwia wykrycie zagrożenia wybuchem. Celem wzoru użytkowego jest opracowanie takiej konstrukcji urządzenia do pomiaru zawartości metanu aby wyeliminować ryzyko błędnego pomiaru, zwłaszcza w związku z występowaniem zawirowań w przepływie powietrza oraz w związku z niepożądanym działaniem czynnika ludzkiego. Istota urządzenia do pomiaru zawartości metanu w wyrobiskach podziemnych polega na tym, że wlot komory pomiarowej czujnika metanu umieszczony jest wewnątrz tunelu przepływowego anemometru do pomiaru prędkości przepływu powietrza, którego element pomiarowy włączony jest w układ kontrolno-sterujący urządzenia. Urządzenie, w którym dokonuje się pomiaru zawartości metanu przy jednoczesnym pomiarze tym urządzeniem prędkości przepływu powietrza, umożliwia znaczne ograniczenie możliwości dokonania nieprawidłowego pomiaru. Po pierwsze, w przypadku zakłócenia przepływu powietrza w wyrobisku górniczym, spowodowanym przykładowo awarią wentylacji bądź też nieuprawnionym zasłonięciem wlotu komory pomiarowej czujnika, urządzenie umożliwia sygnalizację, że dokonywany pomiar odbywa się przy całkowitym braku ruchu powietrza bądź też przy niewystarczającym ruchu powietrza. Po drugie, w przypadku skierowania na czujnik strumienia świeżego powietrza mogącego zafałszować pomiar, urządzenie umożliwia sygnalizację takiego nieuprawnionego działania. W korzystnym wykonaniu wlot komory pomiarowej czujnika metanu umieszczony jest wewnątrz tunelu przepływowego anemometru skrzydełkowego. Takie urządzenie ma prostą budowę i jest niezawodne w działaniu. Najbardziej wiarygodne pomiary otrzymuje się, gdy wlot komory pomiarowej czujnika do pomiaru zawartości metanu w powietrzu usytuowany jest w górnej części obudowy tunelu przepływowego anemometru. Celowym jest również, gdy wlot komory pomiarowej czujnika metanu zlokalizowany jest w rejonie elementu pomiarowego anemometru, który usytuowany jest zasadniczo w połowie długości tunelu przepływowego. Taka konstrukcja w szczególności zabezpiecza urządzenie przed nieuprawnioną ingerencją w pomiar przez osoby trzecie. Możliwym jest również zlokalizowanie wewnątrz tunelu przepływowego zespołu symetryzatora, umieszczonego po innej stronie elementu pomiarowego anemometru niż wlot komory pomiarowej czujnika metanu. Pozwala to na dokonywanie wiarygodnych pomiarów niezależnie od kierunku przepływu powietrza przez urządzenie.

3 PL Y1 3 W dalszym korzystnym wykonaniu wewnątrz tunelu przepływowego zamocowany jest co najmniej jeden dodatkowy czujnik do pomiaru parametrów fizykochemicznych powietrza. Może to być przykładowo czujnik tlenku węgla bądź też każdy inny znany czujnik wykorzystywany w górnictwie. W najkorzystniejszej postaci wzoru użytkowego wlot komory pomiarowej dodatkowego czujnika utworzony jest przez zespół symetryzatora, co znacznie uprasza konstrukcję urządzenia. Ze względu na uwarunkowania wykonawcze i użytkowe celowym jest, gdy obudowa tunelu przepływowego ma w przekroju poprzecznym zarys zbliżony do wielokąta, w szczególności sześciokąta. Aby zabezpieczyć urządzenie przed ingerencją osób nieuprawnionych obudowa tunelu przepływowego wyposażona jest w blokadę mechaniczną, w szczególności ma na wlocie i wylocie tunelu pręty zabezpieczające oraz co najmniej jedno okno kontrolne zabezpieczone pokrywą. Wówczas do obudowy i pokrywy zamocowane są uchwyty z współśrodkowymi otworami na element zamykający. Ponadto w celu monitorowania prób nieuprawnionej ingerencji w konstrukcję urządzenia obudowa tunelu przepływowego wyposażona jest w blokadę elektryczną, w szczególności czujnik otwarcia połączony z systemem kontrolno-sterującym urządzenia. Wzór użytkowy został bliżej przedstawiony na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do pomiaru zawartości metanu w wyrobiskach podziemnych w częściowym schematycznym przekroju wzdłużnym, zaś fig. 2 - urządzenie w częściowym schematycznym przekroju poprzecznym. Urządzenie 1 do pomiaru zawartości metanu w wyrobiskach podziemnych ma wyznaczony przez obudowę 2 tunel przepływowy 3 o długości L oraz zamocowany w górnym rejonie obudowy 2 korpus 4 z uchwytem 5 do mocowania urządzenia 1 w wyrobiskach górniczych. W korpusie 4 usytuowany jest układ kontrolno-sterujący urządzenia 1. Obudowa 2 tunelu przepływowego 3 ma w przekroju poprzecznym zarys zbliżony do sześciokąta, przy czym w innych postaciach wzoru urządzenie może mieć obudowę o przekroju innego wielokąta, przykładowo czworokąta. Obudowa 2 tunelu przepływowego 3 ma na wlocie i wylocie pręty zabezpieczające 6, uniemożliwiające dostęp do wnętrza tunelu 3. Ponadto obudowa 2 ma co najmniej jedno okno kontrolne 7 zabezpieczone pokrywą 8, a do obudowy i pokrywy zamocowane są uchwyty 9 z współśrodkowymi otworami 10 na element zamykający 11. Okno kontrolne 7 może służyć do bieżącej konserwacji elementów wewnątrz urządzenia 1, na przykład kalibracji czujników, bądź wymiany uszkodzonych elementów. Dodatkowo obudowa 2 tunelu 3 wyposażona jest w czujnik otwarcia 12 połączony z systemem kontrolno-sterującym urządzenia 1. Wewnątrz tunelu przepływowego 3, w szczególności w połowie długości tunelu 3 zlokalizowany jest element pomiarowy 13 anemometru, w szczególności czujnik skrzydełkowy, włączony w system kontrolno-sterujący urządzenia 1. Ponadto w górnej części obudowy 2 tunelu przepływowego 3, pomiędzy wlotem tunelu przepływowego 3 a skrzydełkowym czujnikiem pomiarowym 13, korzystnie w pobliżu czujnika 13, zlokalizowany jest wlot komory pomiarowej 14 czujnika metanu 15. Po innej stronie czujnika skrzydełkowego 13 niż wlot komory pomiarowej 14 czujnika metanu 15 zlokalizowany jest zespół symetryzatora 16, który może stanowić w korzystnej postaci wzoru wlot komory pomiarowej 17 dodatkowego czujnika 18 do pomiaru parametrów fizykochemicznych powietrza. Zastrzeżenia ochronne 1. Urządzenie do pomiaru zawartości metanu w wyrobiskach podziemnych, wyposażone w czujnik metanu połączony z układem kontrolno-sterującym, znamienny tym, że wlot komory pomiarowej (14) czujnika metanu (15) umieszczony jest wewnątrz tunelu przepływowego (3) anemometru do pomiaru prędkości przepływu powietrza, którego element pomiarowy (13) włączony jest w układ kontrolno-sterujący urządzenia (1). 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wlot komory pomiarowej (14) czujnika metanu (15) umieszczony jest wewnątrz tunelu przepływowego (3) anemometru skrzydełkowego. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że wlot komory pomiarowej (14) czujnika do pomiaru zawartości metanu (15) w powietrzu usytuowany jest w górnej części obudowy (2) tunelu przepływowego (3) anemometru. 4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że wlot komory pomiarowej (14) czujnika metanu (15) zlokalizowany jest w rejonie elementu pomiarowego (13) anemometru, który usytuowany jest zasadniczo w połowie długości (L) tunelu przepływowego (3).

4 4 PL Y1 5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienne tym, że wewnątrz tunelu przepływowego (3) zlokalizowany jest zespół symetryzatora (16), umieszczony po innej stronie elementu pomiarowego (13) anemometru niż wlot komory pomiarowej (14) czujnika metanu (15). 6. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienne tym, że wewnątrz tunelu przepływowego (3) zamocowany jest co najmniej jeden dodatkowy czujnik (18) do pomiaru parametrów fizykochemicznych powietrza. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że wlot komory pomiarowej (17) dodatkowego czujnika (18) utworzony jest przez zespół symetryzatora (16). 8. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że obudowa (2) tunelu przepływowego (3) ma w przekroju poprzecznym zarys zbliżony do wielokąta, w szczególności sześciokąta. 9. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, znamienne tym, że obudowa (2) tunelu przepływowego (3) wyposażona jest w blokadę mechaniczną, w szczególności wlot i wylot tunelu (3) zabezpieczone są prętami zabezpieczającymi (6), a obudowa (2) ma co najmniej jedno okno kontrolne (7) zabezpieczone pokrywą (8), a do obudowy (2) i pokrywy (8) zamocowane są uchwyty (9) z współśrodkowymi otworami (10) na element zamykający (11). 10. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienne tym, że obudowa (2) tunelu przepływowego (3) wyposażona jest w blokadę elektryczną, w szczególności czujnik otwarcia (12) połączony z systemem kontrolno-sterującym urządzenia (1).

5 PL Y1 5 Rysunki

6 6 PL Y1 Departament Wydawnictw UP RP