專利名稱：用于在截割部處產(chǎn)生氣體－液體混合物的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)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(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在截煤機(jī)的橫臂上的截割頭或截割輥處的截割部，特別是鑿子的區(qū)域，其具有至少一個(gè)噴嘴對(duì)，該噴嘴對(duì)由一個(gè)用于噴出氣體射流的噴嘴及一個(gè)用于噴出液體射流的噴嘴組成，其中噴嘴對(duì)的噴嘴軸線定向使射流與噴嘴噴出孔相互間隔距離。
開(kāi)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(jī)的截割軌跡中的發(fā)明，從而熄滅火花并可冷卻截割鑿后面的截割軌跡。這樣的空氣和/或水的噴灑例如公知為單個(gè)鑿子噴灑的形式，其中由于反作用力與鑿子的直線運(yùn)動(dòng)相關(guān)地控制噴嘴的釋放。替代方案為，加載用于形成或多或少的均勻地噴霧的設(shè)備，通過(guò)這些設(shè)備噴霧射流對(duì)準(zhǔn)截割設(shè)備，以使在截割設(shè)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于消除粉塵及減少流出的甲烷-氣體-空氣混合物燃燒危險(xiǎn)。通過(guò)冷卻鑿子當(dāng)然也應(yīng)當(dāng)減小磨損。噴霧在此經(jīng)常由氣體-液體混合物實(shí)現(xiàn)，特別是空氣-水混合物，其中公知了各種不同的方法用以產(chǎn)生這種空氣-水混合物。對(duì)于由DE 19532459公知的方法，在此由空氣和水通過(guò)噴霧形成噴霧射流，噴霧射流用于加載截割鑿和/或截割軌跡防止在截割空間處產(chǎn)生火焰(Abfa毫米u(yù)ng)。在DE 2816797 A1中提出為產(chǎn)生空氣-水混合物，在空氣噴出通道中設(shè)有徑向孔，徑向孔與導(dǎo)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(cè)相對(duì)，在該側(cè)鑿子由巖石中伸出。由DE 19851620 A1公知了一種噴霧系統(tǒng)，其中噴霧噴嘴由噴霧嘴構(gòu)成，在該噴霧嘴中與用壓縮空氣加載的氣動(dòng)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(chǎn)生在噴嘴孔縱向延伸的水射流，其中高壓水的壓力高于壓縮空氣的壓力。
對(duì)于本發(fā)明所基于的根據(jù)DE 19951848 A1的噴霧機(jī)構(gòu)，空氣噴嘴配屬有至少一個(gè)產(chǎn)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(gè)噴嘴與調(diào)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(diǎn)是，為產(chǎn)生水-空氣混合物必須使用大量的水，這是不利的，這會(huì)軟化礦井底部，由此不再能保證截煤機(jī)或巷道牽引機(jī)(Streckenvortriebsmaschine)的安全和精確的可移動(dòng)性。由此本發(fā)明的目的在于，提供一種用于產(chǎn)生開(kāi)始所述類型的氣體-液體混合物的裝置，通過(guò)該裝置使用少量液體可實(shí)現(xiàn)有效的截割裝置處的噴霧，使礦井底部無(wú)不允許的軟化。同時(shí)產(chǎn)生盡可能細(xì)的液體噴霧，以減少截割裝置處的燃燒危險(xiǎn)。最后，根據(jù)本發(fā)明的裝置盡管使用少量液體但仍可實(shí)現(xiàn)截割部充分的冷卻特別是鑿子的冷卻。為解決本任務(wù)，基于開(kāi)始所述噴霧機(jī)構(gòu)的本發(fā)明的裝置在于，噴嘴對(duì)的噴嘴的軸線相互間的夾角為45至135°之間，優(yōu)選為75至85°之間。通過(guò)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(shí)現(xiàn)噴霧，其中產(chǎn)生具有一種液滴譜(Tropfenspektrum)的霧，該液滴譜有利于減少燃燒危險(xiǎn)而同時(shí)保證截割裝置的充分冷卻。通過(guò)氣體噴嘴與液體噴嘴間的更傾斜的偏角，實(shí)現(xiàn)尤其初始方向的水射流的更強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)，由此保證有效的噴霧。在此看出，在角大于45°時(shí)出現(xiàn)顯著的噴霧改善，因?yàn)槠渲幸粋€(gè)射流相對(duì)于另一個(gè)射流的法線分量大于平行方向的分量。
噴霧能力可如下進(jìn)一步改善，液體射流在其嘴處非?？拷鼩怏w射流，因?yàn)樵谶@里空氣速度最高并且可作用有特別大的剪力。這里根據(jù)本發(fā)明的裝置優(yōu)選還可改進(jìn)，使噴嘴對(duì)的噴嘴的軸線的交點(diǎn)與氣體噴嘴的噴嘴噴出孔距離小于100毫米，優(yōu)選小于50毫米，特別優(yōu)選約為8毫米。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)噴嘴對(duì)的噴嘴的軸線彼此間的夾角為45至135°之間，當(dāng)然存在液體射流穿過(guò)氣體射流的危險(xiǎn)。為避免該危險(xiǎn)，有利地規(guī)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(gòu)成，該圓形射流噴嘴的噴出孔優(yōu)選具有約1毫米的直徑。對(duì)于這種設(shè)計(jì)，點(diǎn)狀的液體射流阻擋氣體射流，而有利于特別均勻地?cái)U(kuò)散液體射流，使通過(guò)均勻的液滴分配及液滴大小分配來(lái)實(shí)現(xiàn)很細(xì)的霧。
可在氣體噴嘴處優(yōu)化，使氣體噴嘴的噴出孔直徑為至少3毫米，優(yōu)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游的旋流空間形成。在這種噴出孔上游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(zhuǎn)地從噴嘴噴出。由此可進(jìn)一步有效地提高噴霧效率及進(jìn)一步減小霧的液滴直徑。
通過(guò)調(diào)整氣體輸入壓或液體輸入壓影響形成霧的單個(gè)參數(shù)，其中在調(diào)整氣體射入壓為0.6至1.5巴時(shí)可得到特別有利的特性。有利的是，在此改進(jìn)設(shè)計(jì)，使氣體噴嘴用于氣體輸入壓為0.6巴至1.5巴，液體噴嘴用于液體輸入壓為4巴至5巴。
用根據(jù)本發(fā)明的裝置在截割部形成極細(xì)的霧，該霧降低燃燒危險(xiǎn)并冷卻截割部。為此，噴嘴在截割頭的一側(cè)，在該側(cè)鑿子進(jìn)入巖石。空氣-水混合物由于Cuanda效應(yīng)有效地通過(guò)截割區(qū)導(dǎo)向，使在接觸區(qū)產(chǎn)生冷卻效應(yīng)，在作用處之外也產(chǎn)生明顯的冷卻效應(yīng)。為在鑿子上達(dá)到冷卻效果，有利地改進(jìn)，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(duì)截割裝置的特殊載荷下的部件的影響，并且雖然減少冷卻液體的量仍達(dá)到充分的冷卻。
為在整個(gè)截割頭或截割輥的總長(zhǎng)度上均勻地分布霧，優(yōu)選在與截割臂相連的平行于截割頭或截割輥的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的噴嘴座上設(shè)置多個(gè)噴嘴對(duì)。為保證足夠的霧的密度優(yōu)選相鄰的噴嘴對(duì)的距離在此小于150毫米。在此情況下，當(dāng)分布在截割頭的長(zhǎng)度上的噴嘴個(gè)別失效時(shí)，甚至仍能提供截割裝置充足的噴霧，因?yàn)橥ㄟ^(guò)液體-氣體混合物充分的扇形分布，相鄰的噴嘴對(duì)在失效噴嘴處發(fā)揮作用。
為實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的噴霧參數(shù)的可調(diào)性，特別是為調(diào)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(jìn)設(shè)計(jì)，使噴嘴在噴嘴座處可擺動(dòng)地支承。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的噴霧機(jī)構(gòu)在最佳霧化條件下顯著改善液體霧化，使少量液體時(shí)也能減小燃燒危險(xiǎn)，及實(shí)現(xiàn)滅火效應(yīng)。通過(guò)根據(jù)本發(fā)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?yàn)橛酶鶕?jù)本發(fā)明的噴霧系統(tǒng)有效地實(shí)現(xiàn)減少粉塵和冷卻鑿子，根據(jù)本發(fā)明的噴霧系統(tǒng)也可用于所述的干切割頭，即無(wú)直接鑿子噴霧的切割頭。
下面借助在附圖中示意表示的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。其中

圖1為具有固定在截割傳動(dòng)裝置上的噴霧機(jī)構(gòu)的牽引機(jī)的側(cè)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(guò)空氣噴嘴的剖面圖。
在圖1中示出在履帶式推進(jìn)器2上的可在礦井底部3上移動(dòng)的截煤機(jī)1。該截煤機(jī)1具有一個(gè)用4示意表示的裝載裝置及一個(gè)可繞基本垂直的軸線6在水平方向上擺動(dòng)并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(dòng)地鉸接的截割臂5。垂直方向上的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器示意地由一個(gè)液壓油缸活塞裝置9表示。在機(jī)器的后端表示出輸出裝置。
截割臂5帶有在箭頭11方向上可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的截割頭10。在截割臂5上在截割傳動(dòng)裝置處固定有一個(gè)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(shè)有多個(gè)由一個(gè)液體噴嘴特別是水噴嘴13和一個(gè)氣體噴嘴特別是空氣噴嘴14組成的噴嘴對(duì)?？偹庸苡?5表示而總空氣接管用16表示噴嘴組延伸經(jīng)過(guò)截割頭寬度并超過(guò)兩個(gè)側(cè)向噴嘴組突起22也超過(guò)截割頭的左右球冠區(qū)域。為改善冷卻作用在懸臂的下側(cè)設(shè)置一個(gè)附加噴嘴梁，使鑿子在由截割區(qū)域出來(lái)后被再冷卻。
在按照?qǐng)D3的截面圖中，可看到噴嘴對(duì)的噴嘴13和14的布置。噴嘴的軸線用17和18表示并根據(jù)本發(fā)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(diǎn)19與空氣噴嘴的噴出孔間隔距離a，該距離優(yōu)選小于100毫米。在圖3所示的結(jié)構(gòu)中該距離特別優(yōu)選為8毫米。
圖4為空氣噴嘴14的噴出側(cè)零件的放大圖，其中形成渦流的旋流室21在噴出孔20上游。空氣噴嘴的內(nèi)徑b特別優(yōu)選的為約5毫米。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)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(gè)截割頭(10)或截割輥上的截割部、特別是鑿子的區(qū)域，所述截割頭(10)旋轉(zhuǎn)地支承在一個(gè)截煤機(jī)(1)的一個(gè)橫臂(5)上，所述裝置具有至少一個(gè)由一個(gè)用于噴出一個(gè)氣體射流的噴嘴和一個(gè)用于噴出一個(gè)液體射流的噴嘴組成的噴嘴對(duì)，其中定向一個(gè)噴嘴對(duì)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，其特征在于，一個(gè)噴嘴對(duì)的噴嘴(13、14)的軸線(17、18)彼此間的夾角在45°與135°之間，優(yōu)選在75°與85°之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，一個(gè)噴嘴對(duì)的噴嘴(13、14)的軸線(17、18)的交點(diǎn)與氣體噴嘴(14)的噴嘴噴出孔間距小于100毫米，優(yōu)選小于50毫米特別優(yōu)選為約8毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，液體噴嘴(13)的噴出角在5°與10°之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，液體噴嘴(13)由圓射流噴嘴構(gòu)成，圓射流噴嘴的噴出孔優(yōu)選具有一個(gè)約1毫米的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，氣體噴嘴(14)的噴出孔的直徑至少3毫米，優(yōu)選約5毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，氣體噴嘴(14)為形成渦流由在噴出孔上游的一個(gè)旋流室構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)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(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，氣體噴嘴(14)的軸線(18)對(duì)準(zhǔn)截割部，特別是鑿子尖端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，多個(gè)噴嘴對(duì)在一個(gè)與截割臂(5)相連的平行于截割頭(8)的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的噴嘴座(12)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，相鄰噴嘴對(duì)的間距少于150毫米。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，噴嘴(13、14)可擺動(dòng)地支承在噴嘴座中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)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(gè)截割頭(10)上的截割部、特別是鑿子的區(qū)域，所述截割頭(10)旋轉(zhuǎn)地支承在一個(gè)截煤機(jī)(1)的一個(gè)橫臂(5)上的。本發(fā)明的裝置具有至少一個(gè)由一個(gè)用于噴出一個(gè)氣體射流的噴嘴和一個(gè)用于噴出一個(gè)液體射流的噴嘴組成的噴嘴對(duì)。定向一個(gè)噴嘴對(duì)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(gè)噴嘴對(duì)的噴嘴(13、14)的軸線(17、18)彼此間的夾角一個(gè)45°與135°之間的角，優(yōu)選在75°與85°之間。
文檔編號(hào)E21C35/00GK1685133SQ03822587
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2003年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月24日
發(fā)明者H·卡格爾, R·格里夫 申請(qǐng)人:沃斯特-阿爾派因采礦技術(shù)有限公司