RZECZPOSPOLITA (12) OPIS PATEN TO W Y (19) P L (11) POLSKA (13) B 1. (21) Numer zgłoszenia:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA (12) OPIS PATEN TO W Y (19) P L (11) POLSKA (13) B 1 (21) Numer zgłoszenia: U rz ą d P a te n to w y (22) Data zgł oszenia: R zeczy p o sp o lite j P olskiej (51) IntCl5: E21F 17/00 E21F 16/00 Sposób i filtr do oczyszczania wód kopalnianych (73) U praw niony z patentu: Zakład Robót Górniczych, Sosnowiec, P L (43) Z głoszenie ogłoszono: (72) T w ó rcy w ynalazku: BUP 19/89 Stanisław Marcinek, M ysłowice, P L Krzysztof Galon, Częstochowa, P L Antoni Gołaszewski, Bytom, P L Tadeusz Nowaczyk, Tarnowskie Góry, P L Zdzisław Piętka, Będzin, P L (45) O u d zielen iu p a ten tu ogłoszono: Andrzej Bernady, Bytom, P L WUP 07/92 Piotr Krupanek, Katowice, PL PL B1 1. Sposób oczyszczania wód kopalnianych z zanieczyszczeń mechanicznych, znamienny tym, że wodę zanieczyszczoną przepuszcza się kolejno przez siatki metalowe o małych oczkach, a następnie przez co najmniej trzy warstwy włókniny o różnej gęstości, przy czym warstwy te są usytuowane tak, aby ich gęstość zwiększała się w kierunku przepływu wody. 3. Filtr do oczyszczania wody kopalnianej z zanieczyszczeń mechanicznych odprowadzanej nachylonym, górniczym wyrobiskiem chodnikowym, znamienny tym, że w wyrobisku (1) są zabudowane przytamki usytuowane poprzecznie do osi podłużnej tego wyrobiska, z których pierwszy od góry przytamek (4) jest wyposażony w siatkę metalową o małych oczkach, a każdy niżej położony przytamek (5, 6, 7) ma warstwę włókniny o coraz to większej gęstości, korzystnie od 50 g/m 2 do 200 g/m 2.

2 Sposób i filtr do oczyszczania wód kopalnianych Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób oczyszczania wód kopalnianych z zanieczyszczeń mechanicznych, znamienny tym, że wodę zanieczyszczoną przepuszcza się kolejno przez siatki metalowe o małych oczkach, a następnie przez co najmniej trzy warstwy włókniny o różnej gęstości, przy czym warstwy te są usytuowane tak, aby ich gęstość zwiększała się w kierunku przepływu wody. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę zanieczyszczoną w miejscu jej pobierania przepuszcza się przez siatki metalowe, a w miejscu jej zużytkowania przepuszcza się przez co najmniej trzy warstwy włókniny o coraz większej ich gęstości. 3. Filtr do oczyszczania wody kopalnianej z zanieczyszczeń mechanicznych odprowadzanej nachylonym, górniczym wyrobiskiem chodnikowym, znamienny tym, że w wyrobisku (1) są zabudowane przytamki usytuowane poprzecznie do osi podłużnej tego wyrobiska, z których pierwszy od góry przytamek (4) jest wyposażony w siatkę metalową o małych oczkach, a każdy niżej położony przytamek (5, 6, 7) ma warstwę włókniny o coraz to większej gęstości, korzystnie od 50 g/m 2 do 200 g/m Filtr według zastrz. 3, znamienny tym, że jako pierwszą przegrodę filtrującą ma kosz ssawny wykonany z siatki metalowej o małych oczkach, usytuowany w miejscu poboru wody, a następne włókninowe przegrody filtrujące ma w postaci wkładu (9) umieszczone w rurociągu w miejscu zużytkowania wody, przy czym włókniny są umieszczone we wkładzie (9) według wzrastającej ich gęstości w kierunku przepływu wody, a sam wkład jest umieszczony w wydrążeniu metalowego krążka (8) zamocowanego między kołnierzami (11) dwóch sąsiednich odcinków rur (12), a wewnątrz cylindrycznego kadłuba (17) na ruchomym pręcie (18) ma osadzone dwa cylindryczne, włókninowe wkłady filtrujące (19) usytuowane jeden nad drugim, z których jeden jest umieszczony naprzeciw króćców (23) połączonych trwale z obu stron kadłuba (17), przy czym górny koniec pręta mocującego (18) jest połączony obrotowo z końcem śruby (25) zaopatrzonej w pokrętło (26) osadzone na końcu wystającym na zewnątrz kadłuba (17). 5. Filtr według zastrz. 4, znamienny tym, że kadłub (17) jest zamocowany w rurociągu wodnym swoimi króćcami (23) pomiędzy dwoma zaworami odcinającymi (14) usytuowanymi między wlotem i wylotem bocznika (15) tego rurociągu, który to bocznik jest wyposażony również w zawór odcinający (16). 6. Filtr według zastrz. 5, znamienny tym, że ma kadłub (28) wyposażony z obu stron w króćce (23) oraz tarczę (30) osadzoną nieruchomo na sworzniu (29) wewnątrz tego kadłuba, która to tarcza ma kilka gniazd rozmieszczonych symetrycznie, a w nich umieszczone wkłady filtrujące (9) złożone z kilku warstw włóknin usytuowanych według narastających ich gęstości w kierunku przepływu wody. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania wód kopalnianych z zanieczyszczeń mechanicznych oraz filtr do stosowania tego sposobu. Wiele urządzeń pracujących w podziemiach kopalń jest chłodzonych wodą lub rozpyla wodę w celu oczyszczania powietrza z pyłu. Woda do tych urządzeń dostarczana jest z rurociągów przeciwpożarowych lub z podziemnych zbiorników wodnych. Zarówno trwałość tych urządzeń jak i sprawność ich działania w dużej mierze uzależniona jest od czystości dostarczanej do nich wody. Niestety woda ta na ogół zawiera drobne zanieczyszczenia mechaniczne, które przechodząc przez otwory koszy ssawnych dostają się do rurociągów i do urządzeń. Te właśnie drobne zanieczyszczenia niszczą urządzenia chłodzone wodą, pompy pompujące wodę oraz zatykają dysze rozpylające wodę, przy czym im więcej drobnych zanieczyszczeń przedostaje się do maszyn i urządzeń tym szybciej zużywają się ich części stykające się z taką wodą. Stosowane dotychczas sposoby oczy-

3 szczania wody z zanieczyszczeń mechanicznych za pomocą sedymentacji lub przepuszczania jej przez przegrody siatkowe nie dają pozytywnych rezultatów. Okazało się niespodziewanie, że wodę kopalnianą można bardzo dokładnie oczyścić z zanieczyszczeń mechanicznych stosując odpowiedni sposób, który jest przedmiotem niniejszego wynalazku. Istota tego sposobu polega na tym, że wodę zanieczyszczoną mechanicznie najpierw przepuszcza się przez siatki metalowe o małych oczkach, a następnie przez co najmniej trzy warstwy włókniny o różnej gęstości. Warstwy włókniny są usytuowane tak, że pierwsza od strony napływu wody ma najmniejszą gęstość, a każda następna ma coraz to większą gęstość. W przypadku doprowadzenia wody do miejsca jej zużytkowania za pomocą rurociągów, siatki metalowe do wstępnego oczyszczania tej wody z zawiesin mechanicznych umieszcza się w miejscu jej czerpania. W tym celu kosz ssawny lub wlot rurociągu wyposaża się w siatki metalowe o odpowiednio małych oczkach. Natomiast włókniny umieszcza się w rurociągu w niewielkiej odległości od miejsca zużytkowania wody do celów chłodzenia maszyn i urządzeń lub do zraszania pyłów. Taki właśnie sposób stopniowego zwiększania gęstości przegród filtrujących, przez które przepuszcza się wodę, powoduje wytrącanie się coraz to drobniejszych zanieczyszczeń aż do całkowitego ich usunięcia z wody. Poza tym stopniowe zagęszczanie warstw, przez które przepuszcza się wodę selekcjonuje zanieczyszczenia tak, że nie powodują one szybkiego osadzania się na tych warstwach. Przedmiotem wynalazku jest również filtr włókninowy do oczyszczania wody kopalnianej z zanieczyszczeń mechanicznych. Istota tego filtra polega na zastosowaniu co najmniej trzech przegród filtrujących, z których pierwszą stanowi metalowa siatka drobnooczkowa, a pozostałe przegrody stanowią warstwy włókniny o gęstości narastającej w kierunku przepływu wody. Filtr taki może mieć postać przytamków zabudowanych w górniczym wyrobisku chodnikowym, nachylonym, którym odprowadza się wodę z innych wyrobisk lub postać kosza ssawnego wykonanego z siatki metalowej o odpowiednio małych oczkach i wkładu filtrującego z włókniny umieszczonego w rurociągu wodnym. W każdym jednak przypadku włókniny filtrujące, w ilości co najmniej trzy, są usytuowane tak, że gęstość rośnie w kierunku przepływu wody. Taka konstrukcja siatkowowłókninowego filtra pozwala na uzyskanie bardzo dużego stopnia czystości wody, jakiego dotychczas nie udało się osiągnąć za pomocą żadnego ze znanych urządzeń filtrujących. Dodatkową zaletą tego filtra jest stosunkowo prosta jego konstrukcja, łatwa w wykonaniu i bardzo skuteczna w działaniu. Przedmiot wynalazku jest dokładniej wyjaśniony na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sposób oczyszczania wody w wyrobisku nachylonym, fig. 2 - pojedynczy filtr włókninowy w pionowym przekroju osiowym, fig. 3 - ten sam filtr w widoku z boku, fig. 4 - sposób zabudowania filtra włókninowego w rurociągu wodnym w widoku z boku, fig. 5 - ten sam rurociąg w widoku z góry, fig. 6 - podwójny filtr włókninowy w pionowym przekroju osiowym, fig. 7 - ten sam filtr w widoku z przodu, fig. 8 - sposób zabudowania wielokrotnego filtra włókninowego w rurociągu wodnym w widoku z boku, fig. 9 - ten sam rurociąg w widoku z góry, fig wielokrotny filtr włókninowy w częściowym przekroju osiowym w widoku z boku, a fig ten sam filtr w widoku z przodu. Oczyszczanie wody kopalnianej z zanieczyszczeń mechanicznych zgodnie z wynalazkiem odbywa się w następujący sposób. W nachylonym wyrobisku górniczym 1, którym jest odprowadzana woda zanieczyszczona z innych wyrobisk podziemnych, buduje się przytamki usytuowane poprzecznie do osi podłużnej tego wyrobiska za wyjątkiem ostatniego przytamka 2, który jest usytuowany skośnie tak, aby wodę kierował do żąpia 3 wykonanego przy jednym z ociosów tego wyrobiska. Pierwszy od góry przytamek 4 jest wyposażony w siatkę metalową o małych oczkach i przeznaczony jest do zatrzymywania zanieczyszczeń o większych średnicach. Każdy następny przytamek od strony dopływu wody ma zamocowaną włókninę, przy czym pierwszy z nich 5 ma włókninę puszystą o gęstości 60 g/m 2, drugi przytamek 6 ma włókninę o gęstości 95 g/m 2, a przytamek 7 trzeci, włókninę o gęstości 200 g/m 2. Na każdym z tych przytamków są zatrzymywane zanieczyszczenia o odpowiedniej wielkości. Po przejściu przez ostatni przytamek 7 woda pozbawiona jest już nawet najdrobniejszych zanieczyszczeń i z powodzeniem może być stosowana do różnych procesów technologicznych.

4 Opisany wyżej sposób oczyszczania wody kopalnianej może również być trochę zmodyfikowany tak, że pierwszą przegrodę filtrującą stanowić będzie kosz ssawny wykonany z jednej lub z kilku siatek metalowych o odpowiednio małych oczkach, umieszczony w miejscu poboru wody do rurociągu. Natomiast pozostałe, włókninowe przegrody filtrujące umieszcza się w postaci wkładu w rurociągu wodnym w bezpośrednim sąsiedztwie miejsc zużycia wody. Przegroda taka w formie pojedynczego wkładu pokazana jest na fig. 2 i 3. Wkład ten stanowi krążek metalowy 8 zaopatrzony w wydrążenie usytuowane od strony dopływu wody. W wydrążeniu tym są umieszczone włókniny filtrujące 9 usytuowane według narastających ich gęstości w kierunku przepływu wody, przy czym są one dociśnięte do krążka 8 za pomocą pierścienia 10. Metalowy krążek 8 wkładu filtrującego wkłada się pomiędzy kołnierze 11 dwóch sąsiednich odcinków rur 12 rurociągu wodnego. Na figurach 4-7 jest uwidoczniony włókninowy filtr podwójny oraz sposób jego zabudowania w rurociągu wodnym. W miejscu zabudowania takiego filtra 13 rurociąg wodny jest wyposażony w dwa zawory odcinające 14 oraz w bocznik 15 z zaworem odcinającym 16. Zawory te umożliwiają zamknięcie przepływu wody przez filtr w czasie jego przestawiania przy jednoczesnym przepływie wody przez bocznik rurociągu. Podwójny filtr włókninowy wewnątrz cylindrycznego kadłuba 17 na pręcie mocującym 18 ma osadzone dwa również cylindryczne wkłady filtrujące 19 oddzielone od siebie pierścieniem dystansowym 20 i od góry oraz od dołu zamknięte pierścieniami 21. Natomiast kadłub 17 z obu stron jest zamknięty pokrywami 22. Ponadto do kadłuba 17, w połowie jego długości, są przymocowane trwale dwa króćce 23 z kołnierzami 24 służącymi do połączenia z rurociągiem wodnym. Pręt mocujący 18 tego filtra u góry jest połączony obrotowo z końcem śruby 25 wystającej na zewnątrz kadłuba 17 i zaopatrzonej w pokrętło 26 osadzone na końcu tej śruby. Oba wkłady filtrujące 19 tego filtra są złożone z trzech warstw włókniny, z których warstwa zewnętrzna ma najmniejszą gęstość, pozostałe warstwy są usytuowane według narastającej ich gęstości. W czasie pracy filtra jeden z wkładów filtrujących 19 jest usytuowany naprzeciw króćców 23, a drugi u góry lub u dołu kadłuba 17. W przypadku zatkania się wkładu zanieczyszczeniami, najpierw otwiera się zawór 16 w boczniku 15 rurociągu, a potem zamyka się zawory 14 z obu stron filtra 13. Wskutek tego zamiast przez filtr woda popłynie bocznikiem 15. Wówczas za pomocą pokrętła 26 śruby 25 przestawia się wkłady filtrujące 19 tak, aby zatkany zanieczyszczeniami wkład znalazł się w dolnej lub w górnej części kadłuba 17, a wkład czysty naprzeciw króćców 23. Uwidoczniony na fig filtr wielokrotny 27 jest wbudowany do rurociągu wodnego pomiędzy dwoma zaworami odcinającymi 14 naprzeciw bocznika 15 z zaworem odcinającym 16. Kadłub 28 tego filtra wewnątrz ma osadzoną nieruchomo na sworzniu 29 tarczę 30 z kilkoma wkładami filtrującymi 9 rozmieszczonymi symetrycznie na tej tarczy. U góry kadłuba 28 z obu stron są zamocowane trwale dwa króćce 23 z kołnierzami 24. Poza tym w górnej części kadłuba 28 jest osadzona śruba 31 ustalająca położenie tarczy 30 w kadłubie tym tak, aby włókninowy wkład filtrujący 9 znajdował się naprzeciw króćców 23. W tym celu naprzeciw każdego wkładu 9, na powierzchni zewnętrznej tarczy 30, są zamocowane gniazda 32 usytuowane na promieniach przechodzących przez środek wkładu 9. W przypadku zatkania się wkładu 9, po wykonaniu czynności opisanych wyżej, za pomocą sworznia 29 obraca się tarczę 30 wewnątrz kadłuba 28 tak, aby następny wkład filtrujący 9 znalazł się naprzeciw króćców 23.

5 Fig. 11 Fig. 10

6 Fig. 9

7 Fig. 6 Fig. 5 Fig. 4

8 Fig 2 Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.