Всасывающее заборное устройство землесосной установки

 

Использование: в горной промышленности, а именно в гидротранспорте сыпучих материалов по трубопроводам, и может быть использовано в забойных зумпфах землесосных станций при гидромониторной разработке пород. Сущность изобретения: устройство включает обсадную трубу и размещенный в ней всасывающий трубопровод. С целью автоматической подачи гидросмеси оптимальной концентрации и для обеспечения возможности запуска насоса при работе под завалом устройство снабжено поплавком, установленным на верхнем конце обсадной трубы. Между обсадной трубой и всасывающим трубопроводом размещена трубка, в которой верхнее отверстие заглушено, а нижнее сообщено с полостью трубопровода, при этом в стенке трубки выполнено продольное щелевое отверстие. Устройство снабжено двумя упорами с возможностью взаимодействия между собой, один из которых закреплен на наружной поверхности нижней части трубопровода, а другой - на внутренней поверхности нижней части обсадной трубы. Обсадная труба зафиксирована от проворота и установлена с возможностью осевого перемещения относительно трубопровода и выполнена с перфорационными отверстиями, расположенными на окружностях обсадной трубы и имеющими одинаковую суммарную площадь перфорации на каждой из окружностей с увеличением диаметра отверстий от верхней к нижней части обсадной трубы. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к области гидротранспортирования сыпучих материалов по трубопроводам, и может быть использовано в забойных зумпфах землесосных станций при гидромониторной разработке пород.

Известно всасывающее заборное устройство, состоящее из всасывающего трубопровода, концентрично установленного в обсадной трубе, имеющей подпитывающий патрубок с шиберной задвижкой и сильфон с вентилем [1] Недостатком данного всасывающего заборного устройства является возможность срыва вакуума и остановки землесосной установки при опускании обсадной трубы до упора с днищем зумпфа и запаздывании открытия шиберной задвижки из-за возрастания сил сопротивления движению гидросмеси во всасывающем трубопроводе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является всасывающее заборное устройство землесосной установки, содержащее обсадную трубу, внутри которой расположен всасывающий трубопровод, жестко соединенный с ней, а на внешней поверхности обсадной трубы установлен наконечник с возможностью продольного перемещения [2] Недостатком данного устройства является то, что при обнажении верхнего торца обсадной трубы происходит срыв вакуума насоса, а для получения оптимальной концентрации гидросмеси необходимо вручную изменять положение наконечника относительно обсадной трубы.

Целью изобретения является обеспечение автоматической подачи во всасывающий трубопровод гидросмеси оптимальной концентрации с возможностью запуска насоса при работе под завалом.

Цель достигается тем, что всасывающее заборное устройство землесосной установки, содержащее обсадную трубу, внутри которой расположен всасывающий трубопровод, снабжено установленным на верхнем конце обсадной трубы поплавком, размещенной между обсадной трубой и всасывающим трубопроводом трубкой, в которой верхнее отверстие заглушено, а нижнее сообщено с полостью трубопровода, причем в стенке трубки выполнено продольное щелевое отверстие, двумя упорами с возможностью взаимодействия между собой, один из которых закреплен на наружной поверхности нижней части трубопровода, а другой на внутренней поверхности нижней части обсадной трубы, при этом обсадная труба зафиксирована от проворота и установлена с возможностью осевого перемещения относительно трубопровода и выполнена с перфорационными отверстиями, расположенными на окружностях обсадной трубы и имеющими одинаковую суммарную площадь перфорации на каждой из окружностей с увеличением диаметра отверстий от верхней к нижней части обсадной трубы.

На фиг.1 изображено описываемое всасывающее заборное устройство в положении, соответствующем работе землесосной установки под завалом, продольный разрез; на фиг. 2 всасывающее заборное устройство землесосной установки расположено в крайнем нижнем положении, продольный разрез.

Всасывающее заборное устройство землесосной установки состоит из обсадной трубы 1 с поплавком 2 и наконечником 3, всасывающего трубопровода 4, расположенного внутри трубы, а также трубки 5, размещенной между осадной трубой и всасывающим трубопроводом, и двух упоров 6 и 7. При этом верхнее отверстие трубки 5 заглушено, а нижнее сообщено с полостью трубопровода 4. В верхней части трубки 5 выполнено продольное щелевое отверстие. Упоры 6 и 7 закреплены соответственно на внутренней поверхности нижней части обсадной колонны и на наружной поверхности нижней части трубопровода 4 и имеют возможность взаимодействия между собой. Поплавок может быть изготовлен, например, из пенопласта. На внешней поверхности всасывающего трубопровода закреплены направляющие 8, входящие в пазы 9 обсадной трубы. В обсадной трубе 1 выполнены перфорационные отверстия, расположенные по окружностям обсадной трубы и имеющие одинаковую суммарную площадь перфорации на каждой из окружностей с увеличением диаметра отверстий от верхней к нижней части обсадной трубы.

Устройство работает следующим образом.

Во время запуска землесосной установки обсадная труба 1, находясь во внедренном в грунт состоянии, предохраняет всасывающий трубопровод 4 от заливания и деформаций. При запуске грунтового насоса гидросмесь поступает во всасывающий трубопровод 4 через верхние отверстия в обсадной трубе 1 и производит размыв грунта, окружающего обсадную трубу 1. При этом обсадная труба 1 высвобождается от грунта и переходит в подвижное состояние в зависимости от уровня гидросмеси в зумпфе. При понижении уровня гидросмеси в зумпфе обсадная труба 1 под действием поплавка 2 опускается и обнажается щель трубки 5, через которую воздух начинает поступать во всасывающий трубопровод 4 за счет разницы атмосферного давления и давления во всасывающем трубопроводе 4, что приводит к снижению подачи землесосной установки. В результате уровень гидросмеси стабилизируется и обсадная труба 1 занимает нижнее положение, соответствующее минимальному уровню гидросмеси в зумпфе.

Количество подсасываемого воздуха будет зависеть от разницы указанных давлений и площади обнажения щели. В данном положении обсадной трубы 1 во всасывающий трубопровод 4 поступает гидросмесь повышенной концентрации из нижних слоев зумпфа. При повышении уровня гидросмеси в зумпфе обсадная труба 1 под действием поплавка 2 поднимается и уменьшается площадь обнажения щели трубки 5, что приводит к увеличению подачи насоса, а следовательно, к увеличению глубины воронки всасывания. В результате во всасывающий трубопровод 4 поступает гидросмесь с высокой концентрацией твердого материала. Перемещение обсадной трубы 1 вверх ограничивается упорами на обсадной трубе 6 и всасывающем трубопроводе 7, что предохраняет торец всасывающего трубопровода 4 от его обнажения. Оптимальная концентрация гидросмеси обеспечивается при положении нижнего торца обсадной трубы 1 от дна зумпфа на расстоянии, равном глубине воронки всасывания, за счет выбора рациональной площади сечения щели в трубке 5.

Формула изобретения

ВСАСЫВАЮЩЕЕ ЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЗЕМЛЕСОСНОЙ УСТАНОВКИ, включающее обсадную трубу, в которой расположен всасывающий трубопровод, отличающееся тем, что устройство снабжено установленным на верхнем конце обсадной трубы поплавком, размещенной между обсадной трубой и всасывающим трубопроводом трубкой, в которой верхнее отверстие заглушено, а нижнее сообщено с полостью трубопровода, причем в стенке трубки выполнено продольное щелевое отверстие, и двумя упорами с возможностью взаимодействия между собой, один из которых закреплен на наружной поверхности нижней части трубопровода, а другой - на внутренней поверхности нижней части обсадной трубы, при этом обсадная труба зафиксирована от проворота, установлена с возможностью осевого перемещения относительно трубопровода и выполнена с перфорационными отверстиями, расположенными на окружностях обсадной трубы и имеющими одинаковую суммарную площадь перфорации на каждой из окружностей с увеличением диаметра отверстий от верхней к нижней части обсадной трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3