Устройство для сгущения гидросмеси в напорных трубопроводах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинк

Соцналнстнчесинв

Рвспублнк (п)929218 (63) Дополнительное к авт. сеид-ау M 622498 (53)м. Кд., (22) Заявлено 10.10.80 (21)2992716 22-03 с присоединением заявки М— (23 ) Приоритет

Опубликовано 23.05.82. бюллетень М 19

Дата опубликования описания 23.05.82

В 03 В 5/62

3Ьаудвратааввый канктат

СССР вв. делан нзабратаикв к втарыткй (53) УДК 622.752. . 4 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

А. А. Борисов, Г. В. Мокрый и H. A. Еньшин (7I) Заявитель

Донецкий ордена. Трудового Красного Знамени п институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СГУЩЕНИЯ ГИДРОСМЕСИ В НАПОРНЫХ

ТРУБОПРОВОДАХ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для сгущения гидросмеси, транспортируемой в напорных трубопроводах.

По основному авт. св. N. 622498 известно устройство для сгущения гидросме. си в напорных трубопроводах, включающее корпус с распределительным механизмом и полостями, заполненными зер нистым материалом, передный патрубок и сливной патрубок с заслонкой (11.

1Ф

При сгущении гидросмесей с преобладающим содержанием мелких фракций и шлама в верхней части корпуса этого устройства над зернистым споем наблю1$ дается скопление твердых частиц выносимых туда реверсивным фильтрационным потоком через слой зернистого материала и постепенно забивающих верхние части полостей устройства, снижающих эффективность устройства и требующих очистки полостей путем снятия верхней крышки корпуса. Кроме того, в полостях корпусов могут накапливаться случайно выносимые туда предметы (бумага, ветошь, щепы и т.п.), засоряя полости и вызывая со временем частичную потерю работоспособности устройства сгущения, что также требует периодической очистки полостей и зернистого слоя для восстановления нормальной работы устройства, усложняя тем самым его экспцуатацию.

Цель изобретения - повышение эффективности сгущения за счет предотврашения забивания верхней части корпуса.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено промывочным патрубком с заслонкой и автоматической системой регулирования процесса самоочистки, включающей датчик перепада дав пения с чувствительными элементами, установленными в нижних частях полостей корпуса, усилитель, два исполнительных механизма и гистерезисный пороговый элемент, выходы которого соединены с заслонками сливного и промывочного патрубков через соответствующие исполнйтель929218 ные механизмы, а вход соединен через усилитель с выходом датчика перепада давления.

На фиг. 1 изображено устройство для сгущения гидросмеси; на фиг. 2 - рас- $ пределительный механизм.

Устройство для сгушения гидросмеси в напорных трубопроводах состоит из корпуса 1 с крышкой 2, подключенного че- ° рез переходный патрубок 3 к верхней час-10 ти напорного трубопровода 4. Корпус 1 разделен перегородкой 5 на две полости

6 и 7, сообшаюшиеся между собой в верхней части корпуса, в которые вставлены сетчатые оболочки 8 и 9 (на фиг. 1 а показаны только удерживаюшие решетки оболочек}, заполненные зернистым материалом 10, представляющим собой зернистый фильтр рабочее тело. Полости 6 и 7 сообщаются с переходным патрубком 20

3 посредством распределительного механизма в виде подвижного 11 и неподвижного 12 дисков с отверстиями 13-16.

Поворот подвижного диска 1 1 осушествляется валом 17 от привода. 2$

Сливные патрубки 18 и 19 для отвода осветленного потока сообщаются с отверстиями 13 и 16 неподвижного диска

12 и объединены на обший сливной трубопровод 20 через регулируюший орган 21 Эо (заслоночного или односедельного типов) .

Промывочный патрубок 22 для отвода в приемный резервуар 23 в период промывки скопившихся над зернистым слоем шлама и других предметов (ветошь, щепы, З$ бумага и т.п.) установлен на крышке 2 корпуса 1 и сообщается с полостями 6 и 7 через вырез 24 в крышке, а через регулируюший орган 25 и трубопровод

26 — с приемным резервуаром. Ю

В нижней части корпуса 1 на уровне удерживаюших решеток 8 и 9 установ-. лены чувствительные элементы 27 и 28 для измерения давления в начале . и конце зернистого разделительного элемента

4$

10 сгустителя по ходу отводимого потока. Чувствительные элементы 27 и 28 соединены с входами датчика 29 перепада давления, выход которого через усилитель 30 сигнала перепада давления подкшочен к входу гистерезистого порогового элемента 31, который своими выходами подключен к входам соответствующих исполнительных механизмов 32 и 33 регупируюших органов 21 и 25 сливно- $$ го и промывочного 22 патрубков.

Предлагаемое устройство работает следу юшим образом.

Обший цикл работы устройства состоит из двух циклов (периодов) — основного и дополнительного, один из которых периодически сменяет другой. Отличия в работе циклов набшодаются только в придании отделившейся части потока гидросмеси во втором цикле дополнительной функции — функции промывочного потока и отвода скопившегося над зернистым слоем шлама в приемный резервуар 23.

В этой связи первый цикл (основной)— это период. сгушения и непрерывного регулирования консистенции гидросмеси в напорном трубопроводе 4; второй (дополнительный) — это период промывки (са— моочистки) зернистого фильтра в корпусе

1 сгустителя и частичного сгущения и регулирования консистенции гидросмеси в напорном трубопроводе 4, Переключение работы устройства с одного цикла на другой осушествляется автоматически по сигнал-командам, формируемым на выходах гистерезисного порогового элемента

31 по усиленному усилителем 30 сигна.лу от датчика 29 перепада давления.

Таким образом, движушийся по напорному трубопроводу 4 поток гидросмеси в месте подключения устройства разветвляется на отделившуюся часть потока (отводяшийся сливной поток) и основной (сгушенный) транспортный поток. В результате резкого изменения скорости и траекторий струй действующие на частицы твердой фазы инерционно-гравитационные силы недостаточны для удержания всех частиц в основном потоке. Некоторая часть частиц поступает с отделив— шимся потоком в переходный патрубок

3, в котором твердая фаза гидросмеси частично делится на крупные и мелкие частицы. Крупные частицы твердой фазы, выпадая, возврашаются в напорный трубопровод, где попадают в зону действия сгушенного потока гидросмеси и уносятся им. Мелкие частицы твердой фазы транспортируются отделившейся частью потока гидросмеси через совмешенные отверстия

15 неподвижного 12 и подвижного 11 дисков и решетку 8 в полость 6 корпуса

1. При этом твердая фаза, представленная мелкими частицами, задерживается в слое зернистого материала 10 и отделяется от потока. Поток, прошедший взвешенный слой зернистого материала 10 в полости 6 над перегородкой 5 в корпусе

1 устройства изменяет направление своего движения на противоположное и поступает в полость 7 корпуса, заполнен92-9218

По мере закрытия заслонки 21 и открытия заспонки 25 промывочный (отводной) поток при повороте распределительного механизма, попеременно проходя через обе части зернистого слоя, выносит скопившиеся шпамовые частицы иэ полостей 6 и 7 через вырез 24 а крышке 2 корпуса сгустителя в промывочный патрубок 22, транспортируя их по трубопроводу 26 обратно в приемный резервуар 23. Одновременно очищается и зернистый материал в попостях корпуса, вследствие чего понижается перепад давпения на разделительном зернистом слое и понижается также уровень сигнапа, пропорциональный перепаду давпения, на выходах датчика 29 и усилитепя 30. За счет гистереэиса гистереэисного порогового элемента 31 заслонка 25 проМывочного патрубка 22 открыта, а заслонка 21 спивного патрубка 20 закрыта до тех пор, пока не произоцдет полная промывка верхних частей полостей и перепад цавпения ° не снизится до нормапьного исходного значения. При снижении перепада давпения на зернистом спое ниже установпенной величины гистерезиса эпемента 31 на его выходах формируются новые сигнал-команды, которые реверсируют испопнитепьные механизмы 32 и

33: первый на открытие заспонки 21 второй на закрытие эаспонки 25 спивного ную таким же зернистым материалом 10, как и полость 6. В полости 7 поток гидросмеси подвергается принудительной нисходящей фипьтрации, и мепкие частицы, проникшие во взвешенный слой зернисто- 5, го материала при восходящей фильтрации, вымываются, и уносятся нисходящим потоком через решетку 9 и совмещенные отверстия 13 подвижного 11 и неподвижного 12 дисков в сливной патрубок 19, очищая зернистый материал в этой полости. Далее осветпенная часть потока гидросмеси по патрубку 18 и спивному трубопроводу 20 поступает в слив, пибо на использование дпя тех или иных тех- 15 нических цепей. Расход осветленного потока регупируется заспонкой 21, установленной на спивном трубопроводе, тем самым регулируется консистенция гидросмеси в напорном трубопроводе 4. 20

Периодическое поворачивание распределительного механизма в виде подвижного 11 и неподвижного 12 дисков с отверстиями 13-16 обеспечивает периодическое реверсивное направления дви- 25 жения отделившегося потока гидросмеси в полостях 6 и 7 корпуса 1. Изменение направления движения- отдепившегося потока гидросмеси распредепитепьным леханиэмом в полостых. корпуса показано на ЗО фиг. 1 и 2 сплошными и пунктирными стрелками. Работа устройства после ре версирования аналогична описанной, с тем лишь отличием, что отдепившаяся часть потока гидросмеси входит в попостьз

7, а осветленная часть потока из попости 6 по патрубку 18 поступает в сливной трубопровод 20 на спив.

С течением времени при прохождении отделившейся части потока гидросмеси по.4О очередно через полости 6 и 7 некоторые ,шламовые частицы проникают через зернистый слой и выходят в верхнюю часть полостей над слоем. Из-за расширения потока в верхней -части корпуса 1 скорость потока уменьшается, вследствие чего возрастает динамический дисбапанс скоростей твердой и жидкой фаз, и не все шламовые частицы, попавшие в верхнюю часть корпуса, могут проникнуть обратно через зернистый слой при движении потока в полостях 6 и 7 вниз (при нисходящей фипьтрацин) в спивные патрубки 18 и 19. Часть частиц задерживается в верх. ней части полостей корпуса, вспедствие

55 чего происходит постепенное их накопление, забивка полостей и резкое повышение перепада давления на раэдепитепьном зернистом слое 10.

Давпения в начапе и конце раздепитепьного элемента (споя) воспринимаются чувствитепьными элементами 27 и 28 и поступают на входы датчика 29 перепада давления, на выходе которого формируется сигнап, пропорциональный разности давлений на раэдепитепьном элементе сгустителя. Сигнал с датчика 29, усиленФ ный усилителем 30, поступает на вход гистерезисного порогового эпемента 31, При забивке верхней части попостей корпуса и повышении перепада давления на раздепитепьном эпементе выше установпенного порогового значения срабатывает гистереэисный пороговый элемент

31, на выходах которого синхронно формируется сигнал — команды, вкпючаюшие испопнитепьный механизм 32 дпя закрытия регупировочной заспонки 21 сливного трубопровода 20 и испопнитепьный механизм 33 дпя открытия регупировочной заслонки 25 промывочного патрубка 22.

Таким образом, заканчивается первый цикл и начинается второй цикп работы устройства.

929218 и промывочного патрубков соответственно. После закрытия заслонки 25 промывочного патрубка 22 исполнительный механизм 32 автоматически подключается к системе регулирования консистенции S гидросмеси в напорном трубопроводе 4 или к системе оптимизации загрузки трубопровода 4 твердым материалом (не показано). На этом заканчивается второй цикл и опять начинается первый цикл ра- 16 ,боты устройства. .. Интервал времени первого цикла в

10-15 раз превышает интервал времени второго цикла при 30-40%-ном значении гистерезиса порогового элемента 31 и 15 для заданной степени сгущения гидросме-. си в основном определяется исходным составом и консистенцией гидросмеси в трубопроводе перед устройством.

Гидравлический удар лри реверсирова 20 нии направления движения отделившегося потока гидросмеси устраняется выбором диаметров отверстий 13-16 подвижного

11 и неподвижного 12 дисков распределительного механизма такими, чтобы при периодическом повороте подвижного 11 диска не происходило одновременно полного перекрытия отверстий, а также подбором числа оборотов.

Таким образом, при автоматической 30 самоочистке сгустителя повышается экс-. плуатационная надежность и увеличивается срок службы предлагаемого устройства с сохранением его технологических и регулировочных характеристик, что, ес .ественно повышает эффективность сгушения. А стабильность регулировочных характеристик устройства обеспечивает устойчивость и качество системы оптимизации загрузки гидротранспортных трубопроводов твердым материалом, в которой устройство используется как регулирующий орган, что приводит к снижению расхода электроэнергии и эксплуатационных затрат на гидротранспорт.

Формула изобретени я

Устройство для сгущения гмдросмеси в напорных трубопроводах по авт. св.

N. 622498, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повьпиения эффективности сгущения за счет предотвращения забивания верхней части корпуса, устройство снабжено промывочным патрубком с заслонкой и автоматической системой регулирования процесса самоочистки, включающей датчик перепада давления с чувст вительными элементами, установленными в нижних частях полостей корпуса, усилитель, два исполнительных механизма и гистереэисный пороговый элемент, выходы которого соединены с заслонками сливного и промывочного патрубков через соответствующие исполнительные механизмы, а вход соединен через усилитель с выходом датчика перепада давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 622498, Кп, В ОЗ В 5/62, 1974, 929218

Составитепь П. Кожина

Редактор В. Данко Техред Т.Маточка Корректор Л. Бокшан

Заказ 3359/10 Тираж 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений н открытий

113035,Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4