用於在截割部處產生氣體－液體混合物的裝置的製作方法

2023-12-06 12:16:31 2

專利名稱：用於在截割部處產生氣體－液體混合物的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於產生在截割部處的氣體-液體混合物的裝置，特別是空氣-水的混合物，在至少一個可轉動地支承在截煤機的橫臂上的截割頭或截割輥處的截割部，特別是鑿子的區域，其具有至少一個噴嘴對，該噴嘴對由一個用於噴出氣體射流的噴嘴及一個用於噴出液體射流的噴嘴組成，其中噴嘴對的噴嘴軸線定向使射流與噴嘴噴出孔相互間隔距離。
開始所述類型的裝置例如由DE 19951848 A1公知。此外還公知一系列的將冷卻水或水-空氣混合物加入截煤機的截割軌跡中的發明，從而熄滅火花並可冷卻截割鑿後面的截割軌跡。這樣的空氣和/或水的噴灑例如公知為單個鑿子噴灑的形式，其中由於反作用力與鑿子的直線運動相關地控制噴嘴的釋放。替代方案為，加載用於形成或多或少的均勻地噴霧的設備，通過這些設備噴霧射流對準截割設備，以使在截割設備周圍形成噴霧。例如由DE 3609754 A1公知了一種這樣的裝置。
截割頭的鑿子的噴射裝置首先用於消除粉塵及減少流出的甲烷-氣體-空氣混合物燃燒危險。通過冷卻鑿子當然也應當減小磨損。噴霧在此經常由氣體-液體混合物實現，特別是空氣-水混合物，其中公知了各種不同的方法用以產生這種空氣-水混合物。對於由DE 19532459公知的方法，在此由空氣和水通過噴霧形成噴霧射流，噴霧射流用於加載截割鑿和/或截割軌跡防止在截割空間處產生火焰(Abfa毫米ung)。在DE 2816797 A1中提出為產生空氣-水混合物，在空氣噴出通道中設有徑向孔，徑向孔與導引水的空間相連，使水和空氣由噴嘴霧狀噴出。噴嘴的軸線與截割頭的一側相對，在該側鑿子由巖石中伸出。由DE 19851620 A1公知了一種噴霧系統，其中噴霧噴嘴由噴霧嘴構成，在該噴霧嘴中與用壓縮空氣加載的氣動錘連接的噴嘴孔分別連入由壓縮空氣加載的水噴嘴，水噴嘴產生在噴嘴孔縱向延伸的水射流，其中高壓水的壓力高於壓縮空氣的壓力。
對於本發明所基於的根據DE 19951848 A1的噴霧機構，空氣噴嘴配屬有至少一個產生水射流的水噴嘴，使得空氣射流和水射流與噴嘴噴出孔間隔距離處相接觸形成加載截割頭的空氣-水混合物。由此布置單個噴嘴與調整噴嘴軸線，使空氣射流和水射流彼此間的夾角為約10至15°。
公知的噴嘴組件共同點是，為產生水-空氣混合物必須使用大量的水，這是不利的，這會軟化礦井底部，由此不再能保證截煤機或巷道牽引機(Streckenvortriebsmaschine)的安全和精確的可移動性。由此本發明的目的在於，提供一種用於產生開始所述類型的氣體-液體混合物的裝置，通過該裝置使用少量液體可實現有效的截割裝置處的噴霧，使礦井底部無不允許的軟化。同時產生儘可能細的液體噴霧，以減少截割裝置處的燃燒危險。最後，根據本發明的裝置儘管使用少量液體但仍可實現截割部充分的冷卻特別是鑿子的冷卻。為解決本任務，基於開始所述噴霧機構的本發明的裝置在於，噴嘴對的噴嘴的軸線相互間的夾角為45至135°之間，優選為75至85°之間。通過與公知裝置不同地定位液體噴嘴和氣體噴嘴，使液體射流和氣體射流彼此間的夾角為45至135°之間，特別有效地實現噴霧，其中產生具有一種液滴譜(Tropfenspektrum)的霧，該液滴譜有利於減少燃燒危險而同時保證截割裝置的充分冷卻。通過氣體噴嘴與液體噴嘴間的更傾斜的偏角，實現尤其初始方向的水射流的更強的偏轉，由此保證有效的噴霧。在此看出，在角大於45°時出現顯著的噴霧改善，因為其中一個射流相對於另一個射流的法線分量大於平行方向的分量。
噴霧能力可如下進一步改善，液體射流在其嘴處非常靠近氣體射流，因為在這裡空氣速度最高並且可作用有特別大的剪力。這裡根據本發明的裝置優選還可改進，使噴嘴對的噴嘴的軸線的交點與氣體噴嘴的噴嘴噴出孔距離小於100毫米，優選小於50毫米，特別優選約為8毫米。
根據本發明，通過噴嘴對的噴嘴的軸線彼此間的夾角為45至135°之間，當然存在液體射流穿過氣體射流的危險。為避免該危險，有利地規定，液體噴嘴的噴出角為5到10°之間，其中液體噴嘴可由圓形射流噴嘴構成，該圓形射流噴嘴的噴出孔優選具有約1毫米的直徑。對於這種設計，點狀的液體射流阻擋氣體射流，而有利於特別均勻地擴散液體射流，使通過均勻的液滴分配及液滴大小分配來實現很細的霧。
可在氣體噴嘴處優化，使氣體噴嘴的噴出孔直徑為至少3毫米，優選為5毫米，其中氣體噴嘴為形成渦流狀氣流可用噴出孔上遊的旋流空間形成。在這種噴出孔上遊的旋流空間中可形成渦流，使得氣體射流作為渦流氣流從噴嘴噴出或旋轉地從噴嘴噴出。由此可進一步有效地提高噴霧效率及進一步減小霧的液滴直徑。
通過調整氣體輸入壓或液體輸入壓影響形成霧的單個參數，其中在調整氣體射入壓為0.6至1.5巴時可得到特別有利的特性。有利的是，在此改進設計，使氣體噴嘴用於氣體輸入壓為0.6巴至1.5巴，液體噴嘴用於液體輸入壓為4巴至5巴。
用根據本發明的裝置在截割部形成極細的霧，該霧降低燃燒危險並冷卻截割部。為此，噴嘴在截割頭的一側，在該側鑿子進入巖石。空氣-水混合物由於Cuanda效應有效地通過截割區導向，使在接觸區產生冷卻效應，在作用處之外也產生明顯的冷卻效應。為在鑿子上達到冷卻效果，有利地改進，使氣體噴嘴的軸線指向截割部特別是指向鑿子的尖端。由此霧由指向鑿子尖端的流形成，從而確保對截割裝置的特殊載荷下的部件的影響，並且雖然減少冷卻液體的量仍達到充分的冷卻。
為在整個截割頭或截割輥的總長度上均勻地分布霧，優選在與截割臂相連的平行於截割頭或截割輥的旋轉軸線延伸的噴嘴座上設置多個噴嘴對。為保證足夠的霧的密度優選相鄰的噴嘴對的距離在此小於150毫米。在此情況下，當分布在截割頭的長度上的噴嘴個別失效時，甚至仍能提供截割裝置充足的噴霧，因為通過液體-氣體混合物充分的扇形分布，相鄰的噴嘴對在失效噴嘴處發揮作用。
為實現簡單的噴霧參數的可調性，特別是為調整液體噴嘴軸線與氣體噴嘴軸線間的角度及與各工作條件相適配，有利地改進設計，使噴嘴在噴嘴座處可擺動地支承。
通過根據本發明的噴霧機構在最佳霧化條件下顯著改善液體霧化，使少量液體時也能減小燃燒危險，及實現滅火效應。通過根據本發明的噴嘴軸線布置還可很大程度地避免截割裝置妨礙視線。因為用根據本發明的噴霧系統有效地實現減少粉塵和冷卻鑿子，根據本發明的噴霧系統也可用於所述的幹切割頭，即無直接鑿子噴霧的切割頭。
下面藉助在附圖中示意表示的實施例詳細說明本發明。其中

圖1為具有固定在截割傳動裝置上的噴霧機構的牽引機的側視圖，圖2為噴嘴組的主視圖，圖3為圖2中III-III的剖面圖，圖4為通過空氣噴嘴的剖面圖。
在圖1中示出在履帶式推進器2上的可在礦井底部3上移動的截煤機1。該截煤機1具有一個用4示意表示的裝載裝置及一個可繞基本垂直的軸線6在水平方向上擺動並可繞基本水平的軸線7沿雙箭頭8方向在垂直方向上擺動地鉸接的截割臂5。垂直方向上的擺動驅動器示意地由一個液壓油缸活塞裝置9表示。在機器的後端表示出輸出裝置。
截割臂5帶有在箭頭11方向上可旋轉驅動的截割頭10。在截割臂5上在截割傳動裝置處固定有一個在主視圖2中示出的噴嘴組12。
在圖2中可以看出，在噴嘴組12處設有多個由一個液體噴嘴特別是水噴嘴13和一個氣體噴嘴特別是空氣噴嘴14組成的噴嘴對。總水接管用15表示而總空氣接管用16表示噴嘴組延伸經過截割頭寬度並超過兩個側向噴嘴組突起22也超過截割頭的左右球冠區域。為改善冷卻作用在懸臂的下側設置一個附加噴嘴梁，使鑿子在由截割區域出來後被再冷卻。
在按照圖3的截面圖中，可看到噴嘴對的噴嘴13和14的布置。噴嘴的軸線用17和18表示並根據本發明其夾角α為45至135°之間，其中在圖中表示特別有利的80°角。此外布置噴嘴使匯聚點19與空氣噴嘴的噴出孔間隔距離a，該距離優選小於100毫米。在圖3所示的結構中該距離特別優選為8毫米。
圖4為空氣噴嘴14的噴出側零件的放大圖，其中形成渦流的旋流室21在噴出孔20上遊。空氣噴嘴的內徑b特別優選的為約5毫米。
權利要求
1.一種用於產生氣體-液體混合物的裝置，特別是空氣-水混合物，在至少一個截割頭(10)或截割輥上的截割部、特別是鑿子的區域，所述截割頭(10)旋轉地支承在一個截煤機(1)的一個橫臂(5)上，所述裝置具有至少一個由一個用於噴出一個氣體射流的噴嘴和一個用於噴出一個液體射流的噴嘴組成的噴嘴對，其中定向一個噴嘴對的噴嘴(13、14)的軸線(17、18)，使射流彼此與噴嘴噴出孔間隔距離，其特徵在於，一個噴嘴對的噴嘴(13、14)的軸線(17、18)彼此間的夾角在45°與135°之間，優選在75°與85°之間。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，一個噴嘴對的噴嘴(13、14)的軸線(17、18)的交點與氣體噴嘴(14)的噴嘴噴出孔間距小於100毫米，優選小於50毫米特別優選為約8毫米。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，液體噴嘴(13)的噴出角在5°與10°之間。
4.根據權利要求1、2或3所述的裝置，其特徵在於，液體噴嘴(13)由圓射流噴嘴構成，圓射流噴嘴的噴出孔優選具有一個約1毫米的直徑。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的裝置，其特徵在於，氣體噴嘴(14)的噴出孔的直徑至少3毫米，優選約5毫米。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的裝置，其特徵在於，氣體噴嘴(14)為形成渦流由在噴出孔上遊的一個旋流室構成。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的裝置，其特徵在於，設置氣體輸入壓為0.6至1.5巴的氣體噴嘴(14)和液體輸入為4至5巴壓的液體噴嘴(14)。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的裝置，其特徵在於，氣體噴嘴(14)的軸線(18)對準截割部，特別是鑿子尖端。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的裝置，其特徵在於，多個噴嘴對在一個與截割臂(5)相連的平行於截割頭(8)的旋轉軸線延伸的噴嘴座(12)上。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的裝置，其特徵在於，相鄰噴嘴對的間距少於150毫米。
11.根據權利要求1-10中任一項所述的裝置，其特徵在於，噴嘴(13、14)可擺動地支承在噴嘴座中。
全文摘要
本發明涉及一種用於產生氣體－液體混合物的裝置，特別是空氣－水混合物，在至少一個截割頭(10)上的截割部、特別是鑿子的區域，所述截割頭(10)旋轉地支承在一個截煤機(1)的一個橫臂(5)上的。本發明的裝置具有至少一個由一個用於噴出一個氣體射流的噴嘴和一個用於噴出一個液體射流的噴嘴組成的噴嘴對。定向一個噴嘴對的噴嘴(13、14)的軸線(17、18)，使射流彼此與噴嘴噴出孔間隔距離。一個噴嘴對的噴嘴(13、14)的軸線(17、18)彼此間的夾角一個45°與135°之間的角，優選在75°與85°之間。
文檔編號E21C35/00GK1685133SQ03822587
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月3日 優先權日2002年9月24日
發明者H·卡格爾, R·格裡夫 申請人:沃斯特-阿爾派因採礦技術有限公司