Способ введения гидросмеси с горной массой в трубопровод насосной гидротранспортной системы и устройство для его осуществления

 

Использование: изобретение относится к гидротранспорту сыпучих материалов, преимущественно дробленой и мелкоизмельченной горной массы. Может быть использовано в горно-металлургической, строительной и химической промышленности, а также и в других смежных отраслях производства для перемещения руд, угля, хвостов и закладочных материалов. Сущность изобретения: способ заключается в использовании расхода воды, содержащейся в определенном постоянно поддерживаемом объеме горной массы, и ее количества, требуемого для создания принудительного ввода материала в транспортную трубу; использования для создания высоконапорного потока в насадке воды, сливаемой из накопителя в дренажную систему; установления соотношений для расстояния между выходным сечением насадка и выходным сечением транспортной трубы, поперечным размером основного корпуса накопителя и диаметра насадка через основные физические величины процесса. Устройство содержит накопитель с секционным по форме днищем, имеющим единый корпус: всасывающий тракт в виде двух параллельных ставов; насадок в виде кассетных обойм из нескольких сопел, располагаемых по периметру корпусных секций днища под углом больше угла внутреннего трения, вертикальный патрубок трубопровода в виде телескопической трубы. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к гидротранспорту сыпучих материалов, преимущественно дробленой и мелкоизмельченной горной массы, и может быть использовано в горно-металлургической промышленности, в строительной и химической индустрии, а также в других смежных отраслях для перемещения руд, концентратов, хвостов, закладочных и других материалов.

Известны способ и устройство для приема и накопления гидросмеси с горной массой для последующей загрузки ее в гидротранспортный трубопровод. Способ включает накопление (прием) гидросмеси в емкость и загрузку ее в трубопровод гидротранспортной установки восходящим потоком за счет всасывающей способности насоса. В устройстве накопитель (зумпф или приемное устройство) выполнены с ограничителем поступающей смеси между дном емкости и всасывающим наконечником трубопровода, ограничитель выполнен в виде регулируемого вручную шибера, повышающего или уменьшающего скорость всасывания в проходном сечении [1].

Недостатками этого способа и устройства являютсяЙ ограниченная емкость накопителя вследствие возможности завала всасывающего патрубка при сколь-нибудь значительной бункеризации материала; невозможность при малом "запасе" в накопителе получить стабильно высокую концентрацию гидросмеси; обязательное поддержание заданного уровня его заполнения водой; необходимость ручного регулирования для предотвращения завалов всасывающего тракта.

Известен способ введения гидросмеси с горной массой в трубопровод насосной гидротранспортной системы, заключающийся в том, что заполняют горной массой и водой емкость, а затем в емкость еще подают воду напорной струей для принудительного введения гидросмеси с горной массой в вертикальный начальный участок трубопровода [2]. Из этого же источника известно устройство для введения гидротранспортной системы, содержащее емкость для загрузки в нее гидросмеси, трубопровод с вертикальным начальным участком, расположенным в емкости, и коллектор с насадком для подачи в емкость напорной струей воды.

Недостатками данных способа и устройства являются нестабильность процесса разгрузки накопителя с высокими концентрациями гидросмеси в транспортный трубопровод.

Техническим результатом изобретений является достижение стабильного процесса разгрузки накопителя с высокими концентрациями гидросмеси в транспортный трубопровод, а по устройству - достижение стабильного процесса разгрузки с высокими концентрациями в условиях повышенных объемов накопителей без отложения материала по периферии днища.

Это достигается тем, что в способе введения гидросмеси с горной массой в трубопровод насосной гидротранспортной системы, заключающемся в том, что заполняют горной массой и водой емкость, а затем в емкость еще подают воду напорной струей для принудительного введения гидросмеси с горной массой в вертикальный начальный участок трубопровода, в процессе введения гидросмеси в вертикальный начальный участок трубопровода поддерживают в емкости постоянный объем горной массы с заполнением пространства между частицами водой, сливая излишнюю воду в дренажную систему, а напорной струей воду в емкость подают из дренажной системы.

Это также достигается тем, что устройство для осуществления способа введения гидросмеси с горной массой в трубопровод, содержащее емкость для загрузки в нее гидросмеси, трубопровод с вертикальным начальным участком, расположенным в емкости, и коллектор с насадком для подачи в емкость напорной струей воды, снабжено трубами, сообщенными с емкостью для слива излишней воды из емкости в дренажную систему, дополнительными трубопроводами с вертикальными начальными участками и дополнительными насадками, сообщенными с коллектором, при этом днище емкости выполнено в виде конусных секций, каждый вертикальный начальный участок трубопровода размещен в соответствующей ему конусной секции днища емкости, насадки сгруппированы в кассетные обоймы, каждая из которых размещена в соответствующей конусной секции днища, коллектор сообщен с дренажной системой для забора из нее воды, а каждый насадок из обоймы ориентирован в направлении начального участка трубопровода соответствующей ему конусной секции днища емкости под углом к горизонтали, большим угла внутреннего трения твердого материала гидросмеси.

Кроме того, каждый из вертикальных начальных участков трубопровода выполнен в виде телескопической трубы из отрезков различного диаметра и длины, а трубопроводы объединены в ставы попарно.

Изобретение поясняется фиг. 1-3. Фиг.1 поясняет реализацию способа; на фиг.2 показано устройство, общий вид; на фиг.3 - то же, вид сверху.

Прием и накопление гидросмеси производится в емкости 4, из которой непрерывно осуществляется слив воды в дренажную систему (не показана). Разгрузка твердого материала ведется с использованием высоконапорной струи воды, поступающей из коллектора 1 через насадок 2. Насадок направляет массу гидросмесей в отводящий патрубок трубопровода 3 с экраном. Из накопителя 4 материал может разгружаться через трубопровод всасывающего тракта 7 или трубопровод гидропневмотранспорта 6 (в зависимости от применяемой схемы). При загрузке в водовод 8 высоконапорного потока может направляться сброс дренажной воды.

Как следует из представленной схемы накопителя, действие его предполагает бункеризацию материала, например, в виде измельченной или дробленой горной массы, заполнение пор между твердыми частицами водой, отработанной в том или ином технологическом процессе. Эту массу покрывает слой воды, отводимой в дренажную систему и используемой при надобности для создания высоконапорной струи. Практически объем пор в такой массе для руды или породы находится в пределах 30-40% в зависимости от дисперсности промпродукта и времени его накопления (для крупнокусковых этот объем обычно выше). Значит объем высоконапорной воды через насадок и количество воды в порах накапливаемого промпродукта и создают концентрацию гидросмеси, поступающей в гидротранспортную систему.

Принцип действия узла разгрузки накопителя по схеме фиг.1 основан на непрерывном возбуждении некоторой массы материала высоконапорной струей насадки и принудительного введения промпродукта в вертикальный патрубок транспортного трубопровода. При надлежащем выборе параметров в этом случае исключается накопление и слеживание промпродукта вне поля активного воздействия всасывающего патрубка (например, насоса).

Сущность предлагаемого устройства поясняется фиг. 2, 3, на которых представлена схема устройства накопителя горной массы с восходящей разгрузкой гидросмеси в транспортный трубопровод. Устройство состоит из коллектора 1 высоконапорной воды, насадка с кассетным набором сопел 2 и 3 транспортного трубопровода 4, секций 5 днища накопителя. При этом транспортный трубопровод показан в исполнении, как всасывающий тракт насоса для гидросмеси с двумя параллельными ставами. Вертикальный патрубок транспортной трубы оборудуется в виде телескопически раздвигаемого отрезка или сменной секции.

Опыт исполнения приемных устройств свидетельствует, что на практике объемы их используются обычно для промпродукта на 15-25%. Остальной объем заполняется водой. Только исполнение так называемых накопителей со сквозным проходом гидросмеси, обычно малого объема (на единицы м³) используются на 40-50% максимум (часто концентрация гидросмеси определяется завершенным технологическим циклом). Однако их эксплуатация предопределяет невозможность полностью использовать резервы гидротранспортной системы. Чтобы избежать завалов всасывающих патрубков насосов и образования мертвых зон слеживающегося промпродукта и прибегают к использованию накопителей малой емкости. Вследствие этого оборудуют вместо одно-двух несколько перекачных станций, что удорожает эксплуатацию гидротранспорта. Снижает масштаб осуществления транспортного процесса (каждому технологическому аппарату свой агрегат) и, как следствие, нерациональное использование производственных площадей и повышение затрат.

В рассматриваемом устройстве всасывающие тракты насосов или трубопроводов выполняют в одном корпусе накопителя с несколькими вертикальными патрубками и насадками, располагаемыми в едином секционном по форме днище. При этом насадок выполняют в виде кассетных обойм из нескольких сопел по периметру конусных секций днища в направлении вертикального патрубка под углом больше угла внутреннего трения материала. Этим достигается возможность реализации способа устройства в сложных условиях перекачки тяжелых и слеживающихся материалов. Предложенное исполнение накопителей обеспечивает компактность их размещения для обслуживания сразу нескольких обогатительных или других технологических аппаратов.

Формула изобретения

1. Способ введения гидросмеси с горной массой в трубопровод насосной гидротранспортной системы, заключающийся в том, что заполняют горной массой и водой емкость, а затем в емкость еще подают воду напорной струей для принудительного введения гидросмеси с горной массой в вертикальный начальный участок трубопровода, отличающийся тем, что в процессе подачи гидросмеси в вертикальный начальный участок трубопровода в емкости поддерживают постоянный объем горной массы с заполнением пространства между частицами этой массы водой, сливая излишнюю воду в дренажную систему, а напорной струей воду в емкость подают из дренажной системы.

2. Устройство для введения гидросмеси с горной массой в трубопровод насосной гидротранспортной системы, содержащее емкость для загрузки в нее гидросмеси, трубопровод с вертикальным начальным участком, расположенным в емкости, и коллектор с насадком для подачи в емкость напорной струей воды, отличающееся тем, что оно снабжено трубами, сообщенными с емкостью для слива излишней воды из емкости в дренажную систему, дополнительными трубопроводами с вертикальными начальными участками и дополнительными насадками, сообщенными с коллектором, при этом днище емкости выполнено в виде конусных секций, каждый вертикальный начальный участок трубопровода размещен в соответствующей ему конусной секции днища емкости, насадки сгруппированы в кассетные обоймы, каждая из которых размещена в зоне соответствующей конусной секции днища, коллектор сообщен с дренажной системой для забора из нее воды, а каждый насадок из обоймы ориентирован в направлении начального участка трубопровода соответствующей ему конусной секции днища емкости под углом к горизонтали, большим угла внутреннего трения горной массы твердого материала гидросмеси.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каждый из вертикальных участков трубопровода выполнен в виде телескопической трубы из отрезков различного диаметра и длины, а трубопроводы объединены попарно в ставы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3