Охладительная установка для кондиционирования

205780

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12.1V.1965 (№ 1002659/22-3) Кл. 5d, 4

17а, 5 с присоединением заявки №

МПК Е 2lf

F 25b

УДК 622.413.4.002.54 (088.8) Приоритет

Опубликовано 02.Х11.1967. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 6.II.1968

Комитет по делам иаоорвтвиий и открытий при Совете Мииистров

СССР

Авторы изобретения

Заявитель

С. К. Иванов, Г. В. Никольский и В. Е. Дудкин

Донецкий государственный проектно-конструкторский и экспериментальный институт комплексной механизации шахт

ОХЛАДИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

ШАХТНОГО ВОЗДУХА

У существующих охладительных установок для кондиционирования шахтного воздуха, включающих турбокомпрессор, теплообменник и турбодетандер, при работе на влажном воздухе обмерзает проточная часть турбодетандера.

В предлагаемой установке воздух (газ) расширяется в турбодетандере от заданного давления питающей пневмосети до давления окружающей среды в двух или более ступенях, при этом после расширения на первой ступени к расширившемуся до промежуточного давления воздуху через кольцевую щель между ступенями подмешивается теплый воздух, идущий от турбокомпрессора в таком количестве, чтобы температура смеси была выше нуля и влага, находящаяся в смеси, не замерзала бы после расширения смеси на лопатках второй ступени; при расширении на последующих ступенях происходит подмешивание теплого воздуха аналогично тому, как описано. Такое расширение сжатого воздуха в многоступенчатом турбодетандере с подмешиванием теплого воздуха между ступенями предотвращает намерзание льда в проточной части турбодетандера и обеспечивает нормальную работу установки па сжатом воздухе, пе требующем специального удаления влаги из воздуха перед подачей его в турбодетандер для расширения. Благодаря подмешиванию теплого воздуха между ступенями турбодетандера повышается температура и количество воздуха, поступающего на последующие ступени турбодетандера, что улучшает процесс расширения, повышает экономичность установки с воздушной холодильной машиной.

Для предотвращения намерзания влаги при выходе холодного воздуха из последней ступени турбодетандера предусмотрена также коль10 цевая щель для подмешивания теплого воздуха.

На фиг. 1 изображен турбокомпрессорный агрегат установки с воздушной холодильной машиной с двухступенчатым турбодетандером

15 и двухступенчатым компрессором; на фиг. 2 показана принципиальная схема охладительной установки с воздушной холодильной машиной, включающей в себя турбокомпрессор, теплообменник и турбодетандер с предвари20 тельным подмешиванием теплого воздуха.

В зависимости от величины давления сжатого воздуха, подаваемого на турбодетандер, турбина выполняется с двумя, тремя и более сту"пенями.

25 Турбокомпрессорный агрегат, изображенный на фиг. 1, предназначен для установки с воздушной холодильной машиной, охлаждающей воздух в тупиковых выработках шахт, опасных по газу. Он работает на сжатом воздухе

30 шахтной пневмосети, при этом для его работы

205780 не требуется специальная осушка сжатого воздуха, так как между первой ступенью 1 и второй ступенью 2 в кожухе турбодетандера выполнена кольцевая щель а для подмешивания теплого воздуха, поступающего от центробежного компрессора, имеющего рабочее колесо 3 первой ступени и рабочее колесо 4 второй ступени. Рабочие колеса турбины и компрессора неподвижно закреплены на общем валу б, который вращается в подшипниках б, для предотвращения намерзания влаги при выходе холодного воздуха со второй ступени в корпусе тур бодетандера выполнена кольцевая щель b для подмешивания теплого воздуха, подаваемого в установку с помощью вентилятора местного проветривания.

В установке, изображенной на фиг. 2, сжатый воздух из шахтной пневмосети 7 поступает на первую ступень турбодетандера и расширяется здесь до промежуточного давления в камере 8 смешивания в проточной части между ступенями турбины. Это давление выбирается таким, чтобы влага не замерзала на стенках проточной части рабочего колеса турбины. Холодный воздух, поступающий с турбины, смешивается в проточчой части с теплым воздухом, поступающим из кольцевой камеры 9 в корпусе турбодетандера через щель а, соединяющую кольцевую камеру и проточную часть турбины. После смешивания температура и количество воздуха, поступающего на вторую ступень турбины, увеличиваются, при этом температура смеси поддерживается на таком уровне, чтобы не происходило замерзания влаги на лопатках при расширении воздуха в турбине.

Охлажденный воздух после расширения в турбине смешивается с теплым воздухом, поступающим через кольцевую щель b в кольцевой камере 10, в корпусе турбодетандера на выходе из последней ступени, при этом количество воздуха выбирается таким, чтобы температура смеси превышала 0 С и влага из воздуха не замерзала на стенках выходного канала 11.

После смешивания с теплым воздухом, поступившим со свежей струи по каналу 12, охлажденный воздух подается в забой по воздуховоду 18.

Мощность, отдаваемая валу турбинами, воспринимается в компрессоре рабочими колесами, свежий воздух при этом всасывается ком10 .прессором из вентиляционного трубопровода

14 через фильтр 15 и всасывающий патрубок

1б. После сжатия в компрессоре воздух нагревается и по нагнетательному трубопроводу 17 подается в теплообменник 18, где по трубкам

15 идет горячий воздух от компрессора, а по межтрубному пространству — охлаждающий воздух от тупикового забоя. Охлажденный в теплообменнике сжатый воздух по трубопро воду 19 поступает в кольцевую камеру 9, от20 куда через щель а поступает в камеру 8 в проточной части турбины. Далее воздух попадает в турбину 2, а затем после расширения и охлаждения в ней смешивается и подается в забой охлаждаемой тупиковой выработки по

25 воздуховоду 18.

Предмет изобретения

Охладительная установка для кондициониЗО рования шахтного воздуха в тупиковых выработках шахт, опасных по газу, включающая турбокомпрессор, соединенный с теплообменником, и многоступенчатый турбодетандер, отличающаяся тем, что, с целью устранения

35 обмерзания проточной части турбодетандера при работе на влажном воздухе и повышения к.п.д. установки, корпус турбодетандера за каждой ступенью турбины выполнен с кольцевой камерой, соединенной щелью с проточной

40 частью турбины и связанной патрубком с теплообменником для подачи от турбокомпрессора воздуха заданных оптимальных параметров.

) ,Г / юг 7

Уиг 2

Составитель Н. Шаблыгина

Редактор T. Н, Каранова Техред А. А. Камышникова Корректоры; С. А. Башлыкова и В Г Ионова

Заказ 4593/1 I Тираж 535 Подписное

ЦИИИПИ Комитеза по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография. пр. Сапунова, 2