PL B1. INSTYTUT TECHNIKI GÓRNICZEJ KOMAG, Gliwice, PL KARAŹNIEWICZ KRZYSZTOF ZAKŁAD MECHANIKI PRECYZYJNEJ ZP STALMET, Stargard Szczeciński, PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. E21C 35(22 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Dysza dwuczynnikowa zraszająca (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 03/08 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 08/12 (73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT TECHNIKI GÓRNICZEJ KOMAG, Gliwice, PL KARAŹNIEWICZ KRZYSZTOF ZAKŁAD MECHANIKI PRECYZYJNEJ ZP STALMET, Stargard Szczeciński, PL (72) Twórca(y) wynalazku: DARIUSZ PROSTAŃSKI, Zabrze, PL JANUSZ SEDLACZEK, Gliwice, PL PIOTR ROJEK, Ruda Śląska, PL ANDRZEJ MEDER, Zabrze, PL KRZYSZTOF KARAŹNIEWICZ, Stargard Szczeciński, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Helena Pieniążek PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest dwuczynnikowa dysza zraszająca z wewnętrznym mieszaniem czynników gazowego oraz ciekłego, przeznaczona do systemów zraszania zwłaszcza w górnictwie, stosowanych do strącania i izolacji pyłów lub rozrzedzania nagromadzeń metanu. Znane jest z rosyjskiej publikacji p.t. Instalacja i urządzenia dla kompleksowego odpylania w kopalniach węglowych, odkrywkach i zakładach wzbogacających-katalog wydanej w 1979 roku przez Ministerstwo Przemysłu Węglowego ZSRR, rozwiązanie dyszy dwuczynnikowej stosowanej w górnictwie. Konstrukcję dyszy stanowi jednolity korpus zapewniający szczelne osadzenie go, przy zastosowaniu odpowiednich pierścieni uszczelniających, w dwu rurowych kolektorach doprowadzających do dyszy wodę i sprężone powietrze. Czynniki te doprowadzane są do ukształtowanej w korpusie stożkowej komory mieszania, znajdującej się u wylotu dyszy. Jeden z czynników doprowadzany jest otworem centralnym od tyłu korpusu, zaś drugi czynnik dostaje się do wylotowej komory mieszania, kilkoma ukośnymi otworami, wykonanymi w przedniej części korpusu. Wadą tego rozwiązania są duże gabaryty, niedostatecznie dokładne wymieszanie czynników oraz duże ilości zużywanych czynników. Znane są też rozwiązania dwuczynnikowych dysz zraszających z katalogów międzynarodowych firm jak Lechler, Bete i Spraying Systems. Budowa tych dysz składa się z korpusu, w którym wykonany jest centralny otwór dla doprowadzenia wody oraz co najmniej jeden skośny otwór dla doprowadzenia najczęściej sprężonego powietrza. Pozostałymi elementami dyszy są nakładka z otworem lub otworami wylotowymi oraz nakrętka scalająca nakładkę z korpusem. Mieszanie czynników odbywa się w komorze utworzonej między przednią powierzchnią korpusu, a wewnętrzną powierzchnią nakładki. Rozwiązania dysz producentów Lechler, Bete i Spraying Systems charakteryzują się skomplikowanym wykonaniem i zbyt delikatną budową, która nie jest przystosowana do warunków kopalnianych. Ponadto dysze te zużywają zbyt duże ilości sprężonego powietrza w stosunku do wymagań stawianych tego typu urządzeniom przeznaczonym dla górnictwa węglowego. Innym znanym rozwiązaniem jest inżektorowe urządzenie zraszające przedstawione w polskim opisie patentowym PL Rozwiązanie to składa się z korpusu w kształcie obrotowej bryły z przelotowym otworem i osadzonej w nim zraszającej dyszy wodnej. W górnej części korpusu wykonane są skośne otwory łączące atmosferę z wewnętrzną komorą mieszania, przez które zasysane jest atmosferyczne powietrze w wyniku wtryskiwanego do tej komory strumienia wody kierowanej tam przez dyszę osadzoną centralnie w tym korpusie. Dla zwiększenia efektu mieszania czynników wyloty skośnych otworów wprowadzających do komory korpusu zasysane powietrze usytuowane są stycznie w stosunku do komory mieszania. Niedogodnością rozwiązania pokazanego w opisie patentowym PL jest skomplikowana budowa, duże gabaryty urządzenia oraz konstrukcja niedostosowana do zasilania sprężonym czynnikiem gazowym. Znana jest też z opisu patentowego EP dysza zraszająca przeznaczona w szczególności do czyszczenia kamienia i/lub powierzchni metalowych. Dysza zraszająca posiada w korpusie dwie komory mieszania czynników zraszania umieszczone jedna za drugą, gdzie pierwsza wstępna komora połączona jest z króćcem przewodu doprowadzającego jeden z czynników zraszania i ma wlotowy prostopadły do osi wzdłużnej otwór doprowadzający drugi czynnik. Druga komora robocza ma użebrowany łącznik oraz drugi zawirowujący łącznik zaopatrzony w łopatki. Wylot z komory roboczej jest pośrednio połączony z wylotem dyszy, poprzez elementy łączników. Istota tego rozwiązania polega na tym, że na wewnętrznej ścianie łącznika ma łopatki promieniowo osadzone do osi wzdłużnej, które to łopatki mają wymienne ostrza i są, służą do regulacji przepływu medium. Celem wynalazku jest uproszczenie konstrukcji dyszy, zapewnienie optymalnego wymieszania dwu czynników gazowego i ciekłego, oraz zminimalizowanie ilości zużywanych czynników przy równoczesnym uzyskaniu efektywnego działania dyszy. Dwuczynnikowa dysza zraszająca z wewnętrznym mieszaniem czynników, gazowego i ciekłego, do rozpylania powstałej mieszaniny cieczy i gazu, w korpusie której wykonane są kanały do przepływu cieczy, gazu i ich mieszaniny oraz osiowa komora mieszania tych czynników, charakteryzuje się tym, że ma wymienne wlotowe wkładki z dolotowymi otworami oraz wylotową wkładkę z wylotowym otworem mieszaniny zraszającej. Dolotowy otwór czynnika gazowego i wlotowy otwór cieczy oraz wylotowy otwór strumienia zraszania są połączone z osiową komorą mieszania. Dolotowy otwór czynnika gazowego jest korzystnie zbieżny w kierunku wylotu z dyszy. Wylotowy otwór wylotowej wkładki posiada od strony połączenia z komorą część ukształtowaną w formie stożka, walca lub czaszy kulistej.

3 PL B1 3 Zaletą dyszy według wynalazku jest jej funkcjonalność i prostota pod względem konstrukcyjnym i wykonawczym, która pozwala ograniczyć ilość zużywanych czynników w procesie skutecznego zraszania. Rozwiązanie według wynalazku pokazano w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia dyszę w przekroju wzdłużnym, fig. 2 tą samą dyszę w widoku z góry od strony wylotowej, fig. 3 odmianę dyszy w pół przekroju wzdłużnym i pół widoku, fig. 4 inną odmianę dyszy w przekroju wzdłużnym i fig. 5 tą samą odmianę dyszy w widoku z góry od strony wylotowej. Dwuczynnikowa dysza zraszająca z wewnętrznym mieszaniem czynników według wynalazku składa się z korpusu 1 oraz w osadzonych w nim osiowo dwu wkładek, wkładki wlotowej 2 i wkładki wylotowej 3. Wkładki 2 i 3 mogą być osadzone w korpusie 1 rozłącznie, na przykład połączeniem gwintowym lub w sposób trwały, na przykład poprzez klejenie. Korpus 1 posiada w górnej części sześciokątny kołnierz 4, następnie poniżej walcową część 5 oraz u dołu gwintowaną część 6 dla osadzenia dyszy. W korpusie 1 znajduje się osiowa komora 7 mieszania czynników o przekroju poprzecznym D. Komora ta jest usytuowana między wkładkami 2 i 3 zamykającymi korpus 1. Do komory mieszania 7 ma ujście dolotowy otwór 8 dla doprowadzenia czynnika gazowego, łączący obwodowy rowek 9 z komorą 7. Ponadto korpus 1 posiada obwodowe rowki 10 i 11 dla osadzenia w nich uszczelniających pierścieni 12 i 13. Wlotowa wkładka 2 posiada wlotowy otwór 14 o przekroju poprzecznym A, łączący osiową komorę 7 z atmosferą. Wylotowa wkładka 3 również posiada wylotowy otwór 15 o przekroju poprzecznym C, połączony z komorą 7, przy czym wylotowy otwór 15 może posiadać kształt walcowy (fig. 1) lub kształt zbieżnego stożka w kierunku wylotu (jak pokazano na fig. 3) albo kształt czaszy kulistej (fig. 4). Obydwie wkładki 2 i 3 posiadają odpowiednio wystające poza korpus 1 części 16 i 17 o przekroju kwadratowym dla założenia klucza ułatwiającego ich wkręcenie lub wykręcenie. W przypadku rozłącznego połączenia wkładek 2 i 3 z korpusem 1 uszczelnienie tych połączeń zrealizowane jest odpowiednio za pomocą płaskich uszczelek 18 i 19. Możliwe jest również, jak to pokazano na fig. 3, zastosowanie podobnej trzeciej wlotowej wkładki 20 z dolotowym otworem 8 czynnika gazowego, osadzonej w korpusie 1 tak, że jej przelotowy otwór 8 będzie prostopadły do osi wzdłużnej komory mieszania 7. Na fig. 4 i fig. 5 pokazano dyszę, która charakteryzuje się odmiennym kształtem korpusu 1 oraz tym, że posiada tylko jedną wkładkę wylotową 3. Korpus 1 posiada górną stożkową część 21, środkową część 22 w kształcie sześciokąta i o mniejszym przekroju gwintowaną dolną część 23 dla osadzenia dyszy. W korpusie 1 znajduje się osiowa komora 7 mieszania czynników, do której od spodu doprowadzony jest wlotowy otwór 14 o mniejszym przekroju w stosunku do przekroju D komory 7. Ponadto komora 7 połączona jest z obwodowym rowkiem 9 co najmniej jednym ukośnym otworem 8, zbieżnym z komorą 7 w kierunku wylotu dyszy. Rowek 9 usytuowany jest w przedstawionej odmianie dyszy od spodu dolnej powierzchni sześciokątnej części 22 korpusu 1. Od góry w korpusie 1 osadzona jest wylotowa wkładka 3 z wylotowym otworem 15, który od strony połączenia z komorą 7 posiada część 24 ukształtowaną korzystnie w postaci czaszy kulistej. Część 24 otworu 15 może mieć też inny kształt, na przykład stożkowy. Działanie dyszy według wynalazku polega na tym, że czynniki, jeden gazowy a drugi ciekły, doprowadzane są oddzielnie dolotowymi otworami 8 i 14 do komory mieszania 7, gdzie następuje wymieszanie czynników, a następnie tak powstała mieszanina w postaci strumienia zraszania zostaje wyrzucona z dużą energią przez wylotowy otwór 15. Przeprowadzane badania nad dyszami według wynalazku wykazały, że dla efektywnego ich działania istotna jest zależność między wielkościami przekrojów A i B poszczególnych otworów 14 i 8 dopływowych czynników a przekrojem C otworu wylotowego 15, a także przekrojem D komory 7 mieszania czynników. Jest to również istotne w aspekcie zminimalizowania ilości zużywanych czynników. Okazało się, że najkorzystniejsze efekty uzyskuje się, gdy wielkość przekroju A, otworu 14 dopływowego cieczy stanowi od 0,5 do 2,0 wielkości przekroju B otworu 8 dopływowego czynnika gazowego oraz wielkość przekroju B otworu 8 dopływowego czynnika gazowego stanowi od 0,5 do 2,0 wielkości przekroju C otworu 15 wylotowego, przy czym przekrój D komory mieszania 7 jest większy od przekroju A, B i C odpowiednich otworów dopływowych 14, 8 i otworu wylotowego 15.

4 4 PL B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Dwuczynnikowa dysza zraszająca z wewnętrznym mieszaniem czynników, gazowego i ciekłego, do rozpylania powstałej mieszaniny cieczy i gazu, w korpusie której wykonane są kanały do przepływu cieczy, gazu i ich mieszaniny oraz osiowa komora mieszania tych czynników, znamienna tym, że ma wymienne wlotowe wkładki (2) i/lub (20) z dolotowymi otworami (18) i (14) oraz wylotową wkładkę (3) z wylotowym otworem (15) mieszaniny zraszającej. 2. Dwuczynnikowa dysza zraszająca według zastrz. 1, znamienna tym, że dolotowy otwór (8) czynnika gazowego i wlotowy otwór (14) cieczy oraz wylotowy otwór (15) strumienia zraszania są połączone bezpośrednio z osiową komorą mieszania (7). 3. Dwuczynnikowa dysza zraszająca według zastrz. 2, znamienna tym, że dolotowy otwór (8) jest korzystnie zbieżny w kierunku wylotu z dyszy. 4. Dwuczynnikowa dysza zraszająca według zastrz. 1, znamienna tym, że wylotowy otwór (15) wylotowej wkładki (3) posiada od strony połączenia z komorą (7) część (24) ukształtowaną w formie stożka, walca lub czaszy kulistej. Rysunki

5 PL B1 5

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)