DE2803830C2 - Meßanordnung an der Lutte einer Sonderbewetterung zur dauernden Überwachung der darin fließenden Wetterströme unter Tage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung an der Lutte einer Sonderbewetterung zur dauernden Überwachung der darin fließenden Wetterströme unter Tage, mit einer Meßstelle im Bereich eines Ventilators und einer weiteren Meßstelle stromabwärts des Ventilators.

Ein Verfahren und eine Einrichtung zur Messung der innerhalb einer Sonderbewetterung fließenden Wetterströme in Luttenleitungen der Bergwerke ist zum Beispiel aus der DE-AS 11 10 894 bekannt. Die Messung bezieht sich im wesentlichen auf einen Vergleich zwischen der angesaugten Luftmenge eines Ventilators am Anfang einer Sonderbewetterung und der ausgeblasenen Menge beispielsweise unmittelbar vor der Ortsbrust am Ende der Sonderbewetterung. In dieser Weise können insbesondere Beschädigungen der für die Sonderbewetterung herangezogenen Lutte erkannt und beseitigt werden. Zur Durchführung der erforderlichen Messungen werden unter anderem Staurohre eingesetzt, die sich im rauhen Betrieb unter Tage als besonders störanfällig erwiesen haben. Infolge des hohen Staub- und Feuchtigkeitsanfalls neigen die Meßdüsen zum Zusetzen, was erhebliche Meßfehler und damit Fehlbeurteilungen der Sonderbewetterung nach sich zieht.

Die exakte Vermessung und Aufnahme von Kennda^: ten an Sonderbewetterungen ist in der Zeitschrift »Bergakademie« Nr. 9, 1956. Seiten 416—422 beschrieben. Hierbei handelt es sich jedoch um eine Versuchsanordnung über Tage, die zum Beispiel zur Festlegung von Ventilatorkcnndatcn und -kennfcldern dient und eine Aussage über die Bewetterung einer bestimmten Situation erlaubt. Infolge der unter Tage vorherrschenden Verhältnisse, insbesondere infolge der sich dauernd ändernden Längen von Sonderbewetterungen können die auf Prüfständen ermittelten Meßwerte immer nur Referenzwerte sein, die beispielsweise den optimalen Bets tricbspunkt eines Ventilators erkennen lassen. Es ist bisher nicht gelungen, die tatsächlichen Verhältnisse unter Tage zu Prüfstandsmessungen in Beziehung zu setzen, da entsprechende Meßmethoden unter Tage fehlen bzw. zu unpraktikabel sind. Außerdem sind in der Regel sehr hohe Fachkenntnisse erforderlich, die nicht immer zur Verfügung stehen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Meßanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit deren Hilfe mit einem erträglichen Meßaufwand die Betriebsbedingungen eines Ventilators in einer Sonderbewetterung erkannt werden und gegebenenfalls-so abgeändert werden können, daß sich eine möglichst wirtschaftliche Betriebsweise ergibt. Außerdem soll die Meßanordnung Prognosen zum Beispiel über die noch im wirtschaftlichen Betrieb durchführbare Verlängerung einer Luttenlcitung zur Sonderbewetterung zulassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Meßstelle im Bereich des Ventilators an einer Meßdüse auf dessen Saugseitc angeordnet ist, daß die stromabwärts gelegene Meßstelle zur Messung des statischen Druckes aus einer öffnung in der Luttenhaut besteht, daß an beiden Meßstellen jeweils ein eigenes Manometer angeschlossen ist, daß die Meßanordnung ein Feld aufweist, auf dem eine Eichkurve zur Bestim-4« mung einer Luftdurchsatzmenge in Abhängigkeit des Meßwertes der ersten Meßstelle und ein Kennlinienfeld zur Bestimmung des Arbeilspunktes des Ventilators in Abhängigkeit des statischen Druckes und in Verbindung mit der Luftdurchsatzmenge angeordnet sind und daß das Kennlinienfeld einen die Wirkungsgrade wiedergebenden Muschelbereich zur Bestimmung des Wirkungsgrades des Venlilators aufweist.

Mit Hilfe der Erfindung gelingt es erstmals, bei einer Sonderbewetterung mit sich ständig ändernden Konstellationen eine verläßliche Aussage über den Arbeitspunkt des Ventilators zu erhalten, mit dem entweder die noch zu erwartende Luttenverlängerung abgeschätzt bzw. hochgerechnet, oder, wenn die Wirtschaftlichkeitsgrenzc des Ventilators bereits erreicht ist, geeignete Maßnahmen zur Beseitigung des unwirtschaftlichen Betriebes getroffen werden können, also zum Beispiel Vergrößerungen des Durchmessers der Luttenleitung, Verstellen der Ventilatorflügel oder Zuschalten eines weiteren Ventilators.

to Dabei bedient sich die Erfindung der Erfassung von Druckdifferenzen mit Hilfe des für sich gesehen bekannten Ringkammerverfahrens und bei der statischen Druckmessung einfacher Bohrungen in der Luttenhaut, die erfahrungsgemäß auch bei starkem Staub- und b¹) Fcuehtigkeitsanfall über vergleichsweise lange Zeitperioden voll funktionsfähig bleiben. Die Erfassung des dynamischen Druckes ist bei der erfindungsgemäßen Meßanordnung nicht erforderlich, so daß auf die An-

wendung des schmutzempfindlichen Staurohres als Meßgerät verzichtet werden kann.

Die Messung des Differenzdruckes an der Saugscite des Ventilators und statischer Druckwerte kann mit einfachen Druckmeßgeräten wie Flüssigkeitsmanometern erfolgen. Insbesondere kann das Manometer zur Messung des Differenzdruckes an der dem Ventilator zugeordneten Meßdüse ein Schrägrohrmanometer sein und das Manometer zur Messung eines statischen Druckes ein Hochdruckmanometer. Zur unmittelbaren Ablesung der Luftdurchsatzmenge am Schrägrohrmanometer kann an diesem hierfür eine Skala angebracht sein, die die Differenzdrücke unmittelbar in Luftdurchsatzmengen umgerechnet angibt. Das Wort Differenzdruck bezieht sich auf die Differenz der Drücke in der Meßdüse verglichen mit dem Umgebungsdruck.

Die über eine Kennlinie aus dem Differenzdruck bestimmbare bzw. aus einer entsprechenden SMa an dem Differenzdruckmanometer ablesbare Luftdurchsatzmenge ist der eine Parameter, der zur Bestimmung des Arbeitspunktes des Ventilators bekannt sein muß. Der andere Parameter ist der statische Druck stromabwärts des Ventilators. Mit den gemessenen Daten wird in einem zum Umfang der Meßanordnung gehörenden Kennlinienfeld der Arbeitspunkt bestimmt, der einen Schnittpunkt mit den Kennlinien von Leitungs- und Ventilatoranordnungen bildet. Die Lage des Arbeitspunktes zu diesen Kennlinien läßt erkennen, ob zum Beispiel der Durchmesser der Luttenleitung größer gewählt werden muß oder zum Beispiel Ventilatoren auszutauschen oder in Serie zu schalten sind. Es ist dabei dafür zu sorgen, daß der Arbeitspunkt innerhalb eines Muschelbereiches liegt, der in dem Kenniinienfeld einen guten Wirkungsgrad und damit eine wirtschaftliche Arbeitsweise des Ventilators angibt.

Die beweglichen Bestandteile der erfindungsgemäßen Meßanordnung sind vorzugsweise in einem tragbaren Meßschrank zusammengefaßt, der die Manometer, die Eichkurve zur Umsetzung des Differenzdruckes in Luftdurchsatzmengen und das Druck/Luftdurchsatzmengen-Kennlinienfeld für die zur Verfügung stehenden Leitungs- bzw. Ventilatoranordnungen enthält. Der Meßschrank kann ohne Schwierigkeiten unmittelbar neben der jeweiligen Meßstelle an der Einlaufdüsc des Ventilators oder an der Luttenleitung aufgestellt werden.

Eine praktisch ausgeführte Meßanordnung wird anschließend anhand der Zeichnung erläutert. Die Figur der Zeichnung zeigt

eine schematische Ansicht eines an den Ventilator einer Sonderbewetterung angeschlossenen Meßschrankes.

Mit dem in der Figur dargestellten Meßschrank 2 π wird der Wirkungsgrad bzw. der wirtschaftliche Arbeitsbereich eines in eine Luttenleitung 1 einer Sonderbewetterung integrierten Ventilators 5 untersucht, wobei Messungen jeweils im Zustrom 3 und im Abstrom des Ventilators 5 ermittelt werden. Im Zustrom 3 wird t>o dabei der an der Einströmstelle 6 der Einlaufdüse 7 wirkende Druck gemessen. Dieser Druck wird auf die rechte Anschlußseite eines Schrägrohrmanometers 8 gegeben, während auf die linke Anschlußseite der äußere Luftdruck einwirkt, so daß auf der unteren Skala 9 des Schrägrohrmanometers 8 der an der Einslrömstelle wirkende Differenz- bzw. Wirkdruck ablesbar ist. Mit Hilfe einer auf dem Feld 10 angebrachten Eichkurve 11, die den experimentell ermittelten Zusammenhang zwischen dem Differenzdruck und der jeweiligen Luftdurchsatzmenge angibt, läßt sich aus dem jeweils gemessenen Differenzdruck die Luftüurchsatzmenge bestimmen.

Der im Abslrom 4 an einer Bohrung 12 der Wandung der Luttenlcilung 1 gemessene statische Druck wird über ein Hochdruckmanometcr 13 gemessen. Zusammen mit der aus der Eichkurve 11 bestimmten Luftdurchsatzmenge dient er zur Festlegung des Arbeitspunktes des Ventilators 5 in einem Kennlinienfeld 14, das die funklionellen Zusammenhänge zwischen dem stromabwärts des Ventilators 5 wirkenden Druck und der geförderten Luftdurchsatzmenge für verschiedene Ventiialor- und Leitungsanordnungen darstellt. Dabei ist im Kennlinienfeld 14 in Strichelung ein Muschelbereich 15 angegeben, der im oberen Bereich der Kennlinien, aber unterhalb der für große Druckwerte des Ventilators 5 bestehenden Leistungsgrenze liegt und einen günstigen Wirkungsgrad des Ventilators 5 verdeutlicht. Da der Wirkungsgrad des Ventilators 5 von den Druckverhältnissen im Zustrom 3 und im Abstrom 4 und insbesondere von Luftdurchsatzmengen abhängig ist, ergibt sich somit die Möglichkeit, über die Kontrolle des Arbeitspunktes indirekt den Wirkungsgrad der Sonderbewetterung zu kontrollieren.

Der Meßschrank 2 ist im Aufbau sehr einfach. Er besteht im Prinzip nur aus den beiden Manometern 8 und 13, die mit Flüssigkeitsfüllungen versehen sind. Zur besseren Unterscheidung der Manometer ist die Flüssigkeit rot bzw. blau eingefärbt.

Trotz der relativ großen Meßbereiche von 1000 Pa für das Schrägrohrmanometer und von 4000 bzw. 8000 Pa für das Hochdruckmanometer besitzt der Meßschrank 2 durch eine entsprechende Wahl des spezifischen Gewichtes der Meßflüssigkeiten der Manometer eine relativ geringe Bauhöhe von 38 bzw. 76 cm. Unterhalb des Schrägrohrmanometers und neben dem Hochdruckmanorneter ist Raum für ein Feld 10, auf dem die Eichkurve 11 und das Kennlinienfeld 14 in guter Übersicht zu den Meßgeräten angeordnet sind. Das Gewicht des Meßschrankes beträgt je nach Meßbereich des Hochdruckmanometers 18 bzw. 40 kg, so daß der Meßschrank 2 relativ leicht von Meßstelle zu Meßstelle getragen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Meßanordnung an der Lutte einer Sonderbewetterung zur dauernden Überwachung der darin fließenden Wellerslröme unter Tage, mit einer MeB-stelle im Bereich eines Ventilators und einer weiteren Meßstelle stromabwärts des Ventilators, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstelle

(6) im Bereich des Ventilators (5) an einer Meßdüse

(7) auf dessen Saugseite angeordnet ist, daß die stromabwärts gelegene Meßstelle (12) zur Messung des statischen Druckes aus einer öffnung in der Luttenhaut besteht, daß an beiden Meßstellen (6, 12) jeweils ein eigenes Manometer (8,13) angeschlossen ist, daß die Meßanordnung ein Feld (10) aufweist, auf dem eine Eichkurve (11) zur Bestimmung einer Luftdurchsatzmenge in Abhängigkeit des Meßwertes der ersten Meßstelle (6) und ein Kennlinienfeld (14) zur Bestimmung des Arbeitspunktes des Ventilators (5) in Abhängigkeit des statischen Druckes und in Verbindung mit der Luftdurchsatzmenge angeordnet sind, und daß das Kennlinienfeld (14) einen die Wirkungsgrade wiedergebenden Muschelbereich (15) zur Bestimmung des Wirkungsgrades des Ventilators (5) aufweist.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Manometer (8) zur Messung des Differenzdruckes an der Düse (7) ein Schrägrohrmanometer ist und das Manometer (13) zur Messung des statischen Druckes ein Hochdruckmanometer ist.

3. Meßanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbereich des Schrägrohrmanometers (8) bis zu 1000 Pa und des Hochdruckmanometers (13) bis zu 8000 Pa oder 0,08 bar beträgt.

4. Meßanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht der Flüssigkeit in dem Schrägrohrmanometer (8) 0,88 g/cm³ und das der Flüssigkeit im Hochdruckmanometer (13) 1,9 g/cm' beträgt.