Распылительное устройство для ингибирования взрывоопасной метановоздушной смеси

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является нейтрализация взрывоопасных скоплений метана и обеспечение безопасности и абсолютной защиты горняков за счет быстрой и мобильной доставки и применения средств ингибирования метана. Предлагается распылительное устройство для ингибирования метановоздушной смеси содержащее баллоны, датчик метана, электронные манометры, источник питания, тележку на колесах. Устройство дополнительно содержит блок управления, подключенный к системе контроля и мониторинга шахты и принимающий сигнал на управляющие клапаны, которые соединены одновременно с блоком регулирования и смешения компонентов и баллонами с ингибитором, а блок регулирования и смешения компонентов соединен с распылительным блоком. Другим отличием является то, что управляющих клапана два. Баллоны 1 и 2 могут быть заполнены как одним по составу ингибитором, так и разными его компонентами и элементами, которые подлежат смешению в заданных соотношениях. Например, это может быть бинарный газ, образованный путем смешения элементов непосредственно в блоке регулирования и смешения компонентов. Возможно и использование различного рода бинарных смесей ингибиторов, смешиваемых непосредственно перед распылением. Устройство также подходит и для использования ингибиторов и ингибирующих смесей уже готовых к распылению.

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности и может быть использована для предотвращения воспламенения и взрыва метановоздушных смесей.

Известно устройство инертизации призабойного пространства (патент 2301894, кл. МПК E21F 5/00, дата приоритета 01.12.2005 г., опубликовано 27.06.2007 г., номер заявки 2005137627).

Недостатком известного устройства является то, что невозможно его установить в труднодоступных местах. При этом имеется опасность разгерметизации.

Известна установка для предотвращения взрыва горючих газовых смесей (патент 58044, дата приоритета 25.08.2006 г., патентообладатель ООО «Инновационные компании «Сфинкс», номер заявки 2006130668). Известное устройство содержит средство контроля выполненное в виде катарометра, собранного по схеме электрического моста, в плечо которого включена нить накаливания от источника питания, помещенная в измерительную камеру, через которую пропускается контролируемая газовая смесь, а коммутатор настроен на напряжение, соответствующее содержанию метана в воздухе 3-4%. Устройство предназначено для подачи аэрозольного ингибитора в защищаемый объем.

Недостатком известного устройства является то, что оно стационарно. Ограничен круг применяемых ингибиторов, устройство предназначено для распыления аэрозольного ингибитора.

Известно устройство автоматического разгазирования горных выработок (патент 2278271, дата приоритета 06.08.2001 г., дата публикации 27.07.2003 г., класс МПК E21F 5/00). Известное устройство автоматического разгазирования горных выработок, включающее общешахтный вентилятор и устройство контроля аварийности загазованности пространства, отличающееся тем, что для повышения быстродействия разгазирования горных выработок, устройство контроля аварийности загазованного пространства содержит аппарат контроля аварийности загазованного пространства, датчики фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси, соединенные с аппаратом контроля аварийности загазованности пространства магистральной кабельной линией, баллон со сжатым воздухом и регулятор выпуска сжатого воздуха из баллона, соединенный с баллоном со сжатым воздухом, при этом выход с датчика фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси соединен со входом регулятора выпуска сжатого воздуха из баллона, а пневматический выход регулятора выпуска сжатого воздуха из баллона направлен в загазированную зону выработки. Датчики фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси, баллон со сжатым воздухом и регулятор выпуска сжатого воздуха из баллона установлены на корпусе комбайна и дополнительно введен взрывобезопасный аккумуляторный источник питания, также устанавливаемый на корпусе комбайна. Известное устройство является ближайшим аналогом и принято за прототип. Известное устройство (как и предлагаемая к охране полезная модель) для контроля аварийности загазованности пространства и появления нижнего предела взрывчатости газовой смеси содержит датчики, а разгазирование выработки производится с использованием баллонов из которых при определенных параметрах работы устройства осуществляется выброс сжатого чистого воздуха.

Недостатком известного устройства является то, что основной принцип его работы заключается в том, что разгазирование выработки производится за счет выпуска сжатого чистого воздуха и общего увеличения скорости воздуха, осуществляемое при помощи вентилятора. Не подключен процесс ингибирования, что небезопасно и в отдельных случаях может привести к взрыву метановоздушной смеси в шахтной атмосфере. Устройство стационарно закреплено.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является нейтрализация взрывоопасных скоплений метана и обеспечение безопасности и абсолютной защиты горняков за счет быстрой и мобильной доставки и применения средств ингибирования метана.

Предлагается распылительное устройство для ингибирования взрывоопасной метановоздушной смеси содержащее баллоны, датчик метана, источник питания, тележку на колесах.

Отличием является то, что дополнительно содержит электронные манометры, блок управления, подключенный к системе контроля и мониторинга шахты и принимающий сигнал от датчиков метана и манометров и передающий сигнал на управляющие клапаны, которые соединены одновременно с блоком регулирования и смешения компонентов и баллонами с ингибитором, а блок регулирования и смешения компонентов соединен с распылительным блоком.

Другим отличием является то, что управляющих клапана два.

В отличии от прототипа предлагаемая полезная модель содержит существенные конструктивные отличительные признаки, а именно распылительное устройство оборудовано электронными манометрами, блоком управления, который принимает сигналы от датчиков метана и манометров и подключен одновременно к системе контроля и мониторинга шахты. Предлагаемое распылительное устройство содержит блок регулирования и смешения компонентов и баллоны с ингибитором. Блок регулирования и смешения компонентов соединен с распылительным блоком. Устройство мобильно и легко перемещается в условиях шахты.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. изображено распылительное устройство для ингибирования взрывоопасной метановоздушной смеси.

Распылительное устройство содержит баллоны с ингибитором 1 и 2, датчик метана 3, который закреплен непосредственно на устройстве, электронные манометры 4. Сигналы от датчика метана 3 и электронных манометров 4 поступают на блок управления 5, где обрабатывается информация и при достижении 3% концентрации метана в атмосфере, блок управления 5 передает сигнал на управляющий клапан 6, автоматически открывая его, при этом ингибирующий газ из баллонов 1 и 2 поступает на блок регулирования и смешения компонентов 7, где происходит дозирование и смешивание в заданном соотношении компонентов ингибитора, а затем смесь поступает в распылительный блок 8, и распыляется в зону образования повышенной концентрации метана. Когда уровень давления в баллонах падает ниже критического уровня, с блока управления 5 подается сигнал диспетчеру о том, что заканчивается ингибирующий газ в баллонах. Блок управления 5 может быть запитан от системы шахтного электроснабжения либо от блока автономного питания. Устройство расположено на тележке 9. Компактность и мобильность предлагаемого устройства обеспечивает возможность его доставки в любую зону горной выработки, что находится в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом. При необходимости тележка может быть заменена на любое удобное средство доставки распылительного устройства. Способ доставки распылительного устройства может быть любой. Важным моментом является то, что распылительное устройство может быть оперативно доставлено на любой участок горных работ в шахте, где имеется возможность подключения к источнику питания, к системе контроля и мониторинга. Мобильность распылительного устройства заключается в его транспортируемости, маневренности. Устройство может быть расположено, например, в нишах, около транспортера и т.д. Оно не является стационарным.

В качестве датчика метана может быть использован датчик ДМС-03 (руководство по эксплуатации ДМС 03.00.000 Р7). На устройстве может быть установлен, например, манометр марки ДМ5002 (сертификат RU.C.30.004.A 34766, выданный Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии от 30.12.2008 г.).

Предлагаемое распылительное устройство является универсальным и предполагает варианты использования ингибитора.

Баллоны 1 и 2 могут быть заполнены как одним по составу ингибитором, так и разными его компонентами и элементами, которые подлежат смешению в заданных соотношениях.

Например, это может быть бинарный газ, образованный путем смешения элементов непосредственно в блоке регулирования и смешения компонентов 7. Возможно и использование различного рода бинарных смесей ингибиторов, смешиваемых непосредственно перед распылением. Данное техническое решение позволит избежать, например, риска расслоения газов в баллонах при хранении и подтверждает получение заявленного технического результата, а именно нейтрализация взрывоопасных скоплений метана и обеспечение безопасности горняков. Таким образом, исключается неэффективность работы устройств и обеспечивается безопасность горняков.

Существенность отличительных признаков подтверждается в их причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом. Сигналы от датчика метана 3 и электронных манометров 4 поступают на блок управления 5, где обрабатывается информация и автоматически контролируется заданный уровень концентрации метана в атмосфере шахты. При достижении 3% концентрации метана блок управления 5 передает сигнал на управляющий клапан 6, автоматически открывая его. Таким образом, обеспечивается быстрое реагирование на уровень загазованности атмосферы в районе производства горных работ и оперативное применение средств ингибирования метана и обеспечение за счет этого безопасности шахтеров.

Нейтрализация взрывоопасных скоплений метана, безопасность и абсолютная защита горняков за счет быстрой и мобильной доставки средств ингибирования, как указано выше, обеспечивается существенными признаками заявленного распылительного устройства. Это во-первых оперативный контроль уровня концентрации метана блоком управления 5, электронными манометрами 4 и датчиками метана 3 и автоматическое срабатывание устройства при заданных уровнях концентрации метана, во-вторых возможность использования разных вариантов ингибиторов путем смешения их в заданных соотношениях непосредственно в блоке регулирования и смешения компонентов 7, что предполагает одновременно универсальность и эффективность предлагаемой полезной модели, в-третьих мобильность, нестационарность устройства, возможность установки его на любом участке в шахте. А следовательно, расширены и возможности для применения полезной модели.

Как указано выше совокупность всех существенных признаков предлагаемого распылительного устройства способствует получению заявленного технического результата.

Устройство также подходит и для использования ингибиторов и ингибирующих смесей уже готовых к распылению.

Предлагаемое распылительное устройство для ингибирования взрывоопасной метановоздушной смеси мобильно, легко перемещается и может быть установлено в любой, даже труднодоступной зоне.

1. Распылительное устройство для ингибирования взрывоопасной метановоздушной смеси, содержащее баллоны, датчик метана, источник питания, тележку на колесах, отличающееся тем, что дополнительно содержит электронные манометры, блок управления, подключенный к системе контроля и мониторинга шахты и принимающий сигнал от датчиков метана и манометров, и передающий сигнал на управляющие клапаны, которые соединены одновременно с блоком регулирования и смешения компонентов и баллонами с ингибирующими газами, а блок регулирования и смешения компонентов соединен с распылительным блоком.

2. Распылительное устройство по п.1, отличающееся тем, что управляющих клапана два.