УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОЧЕГО РЕЖИМА ГРУНТОВОГО НАСОСА ЗЕМСНАРЯДА Российский патент 1994 года по МПК E02F3/90 

Изобретение относится к гидромеханизации, а именно к управляющим органам землесосного снаряда, и служит для изменения параметров грунтового насоса: подачи, напора и потребляемой мощности.

Необходимость регулирования рабочего режима грунтового насоса определяется существенным отличием гидравлических сопротивлений в пульпопроводе при прокачке воды и гидросмеси. Грунтовые насосы имеют пологую напорно-расходную характеристику с широким диапазоном изменения подачи. Это обстоятельство приводит к росту потребляемой мощности при прокачке воды и снижению мощности и подачи при росте консистенции смеси. Во многих случаях работы насосов наблюдается перегрузка его привода на 50-70% сверх номинальной мощности, что является недопустимым. Во избежание перегрузки привода грунтового насоса и для повышения экономичности гидротранспорта необходимо осуществлять регулирование насоса - снижать напор и потребляемую мощность при прокачке воды и повышать напор при прокачке пульпы по мере роста ее консистенции.

Известен экономичный способ регулирования насосов путем изменения частоты вращения (Канторович Б.В. Гидравлические и воздуходувные машины, - М.; 1950, с. 240). Этот способ широко используется на земснарядах с дизельным приводом. Однако при электроприводе этот способ не применяется ввиду сложности регулирования электрических машин большой мощности. При электроприводе грунтового насоса применяется устройство для регулирования рабочего режима грунтового насоса земснаряда, включающее грунтовый насос, сообщенный с ним всасывающий и напорный пульпопроводы и воздушную трубку с вентилем [1] . В известном устройстве за счет ввода воздуха в поток жидкости и ее интенсивного перемешивания в насосе образуется смесь с удельным весом менее 1 кг/л (менее удельного веса воды), а насос развивает напор, пропорциональный удельному весу перекачиваемой жидкости. Регулируя подачу вводимого в поток воздуха, можно достичь снижения напора, расхода и потребляемой насосом мощности. Однако при этом воздух поступает в напорный пульпопровод, вызывая гидравлические удары, толчки, шум и вибрацию насоса. Поэтому данный способ регулирования используется на земснарядах в кратковременном режиме пуска насоса. Кроме того, известным устройством при необходимости применения погружного грунтового насоса не представляется возможным ввести воздух с атмосферным давлением во всасывающий патрубок погружного грунтового насоса, так как в нем нет разрежения.

Предлагаемое устройство позволяет снизить параметры напора, подачи и потребляемой мощности в рабочем режиме грунтового насоса и снизить шум, вибрацию и гидравлические удары.

Достигается это тем, что устройство для регулирования рабочего режима грунтового насоса земснаряда, включающее грунтовый насос, сообщенный с ним всасывающий и напорный пульпопроводы, и воздушную трубку с вентилем, снабжено вантузом с выбросным патрубком и обратным клапаном, установленным на выбросном патрубке, и кольцевым коллектором, при этом вантуз размещен на напорном пульпопроводе, всасывающий патрубок выполнен с размещенными равномерно по периметру отверстиями, а коллектор установлен концентрично всасывающему патрубку в месте размещения отверстий и соединен сверху с воздушной трубкой, а снизу с забортной водой, причем вентиль установлен с возможностью управления им дистанционно.

На фиг. 1 изображена схема устройства для регулирования рабочего режима грунтового насоса земснаряда; на фиг. 2 - устройство коллектора и всасывающего патрубка насоса в разрезе; на фиг. 3 - схема устройства для регулирования рабочего режима погружного грунтового насоса.

Устройство содержит грунтовый насос; всасывающий патрубок 2 насоса; воздушную трубку для ввода воздуха 3; вентиль 4 для регулирования подачи воздуха с дистанционным управлением; вантуз 5 на напорном пульпопроводе; обратный клапан 6 на выбросном патрубке вантуза; надстройку земснаряда 7; отверстия 8 во всасывающем патрубке насоса; коллектор 9 на всасывающем патрубке; трубку 10, сообщающую коллектор с забортной водой; погружной грунтовый насос 11; воздуходувку 12.

Устройство работает следующим образом. При необходимости снизить напор, подачу и потребляемую мощность насосом 1 или 11 оператором земснаряда открывается до необходимого уровня вентиль 4 и воздух из атмосферы поступает в воздушную трубку 3, затем и коллектор 9 и через отверстия 8 во всасывающий патрубок грунтового насоса 1. Воздух всасывается под действием разрежения, возникающего во всасывающем патрубке 2 при работе насоса 1. В грунтовом насосе 1 при вращении рабочего колеса воздух перемешивается с водой, образуя смесь с удельным весом менее 1 тн/м³, параметры насоса при этом снижаются. По проведенным опытам на модели грунтового насоса напор возможно снизить до 50%, подачу до 75%, а потребляемую мощность до 70% по сравнению с работой насоса на воде.

Затем сжатый воздух вместе с водой и грунтом поступает в напорный пульпопровод, на котором смонтирован вантуз 5. В вантузе 5 воздух отделяется от воды и сбрасывается через выбросной патрубок с обратным клапаном 6 в атмосферу, что позволяет избежать гидравлических ударов в напорном трубопроводе. При пуске грунтового насоса обратный клапан 6 автоматически закрывается, что позволяет создать разрежение в насосе для его пуска.

Для равномерного распределения воздуха и снижения вибрации насоса 1 служат отверстия 8 во всасывающем патрубке 2. Отверстия располагаются по периметру сечения патрубка равномерно, что обеспечивает равномерное образование смеси воздуха с водой.

Для предотвращения забивки отверстий 8 частицами грунта при прекращении подачи воздуха коллектор 9 снизу трубкой 10 соединен с забортной водой. При прекращении подачи воздуха в трубку 10 автоматически засасывается вода, которая поступает через отверстия 8 во всасывающем патрубке 2, предохраняя засорение грунтом отверстий 8. Подача воды через отверстия 8 составляет менее 1% от подачи насоса и влияние ее на снижение КПД установки небольшое.

При вводе воздуха в трубку 3 через вентиль 4 создается шум. Влияние шума воздуха на обслуживающий персонал снижается благодаря тому, что вентиль 4 и трубка 3 устанавливаются снаружи надстройки земснаряда, а управление вентилем осуществляется оператором дистанционно. В случае применения погружного грунтового насоса 11 и отсутствия разрежения во всасывающем патрубке 2 воздух в трубку 3 нагнетается воздуходувкой 12 принудительно.

Предлагаемое устройство для регулирования рабочего режима грунтового насоса земснаряда позволяет снизить потребляемую мощность грунтового насоса и его напор при прокачке воды или гидросмеси с низким насыщением грунтом и повысить напор при прокачке густых смесей, а также защитить электродвигатель привода грунтового насоса от недопустимых перегрузок. Использование устройства позволяет повысить концентрацию гидросмеси, используя бустерные насосы без перегрузки электропривода, что существенно снижает стоимость гидромеханизированных работ.

Использование: при гидромеханизации, а именно в управляющих органах землесосного снаряда, и служит для изменения параметров грунтового насоса: подачи, напора и потребляемой мощности. Сущность изобретения: устройство для регулирования грунтового насоса земснаряда включает ввод воздуха во всасывающий патрубок и воздушную трубку с вентилем. С целью снижения параметров напора, подачи и потребляемой мощности в рабочем режиме грунтового насоса, снижения шума, вибрации и гидравлических ударов, на напорном трубопроводе смонтирован вантуз с обратным клапаном на выбросном патрубке, вентиль установлен снаружи надстройки земснаряда и управляется дистанционно, всасывающий патрубок имеет отверстия, равномерно распределенные по периметру сечения, и кольцевой коллектор, соединенный вверху с воздушной трубкой, а внизу с забортной водой. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОЧЕГО РЕЖИМА ГРУНТОВОГО НАСОСА ЗЕМСНАРЯДА, включающее грунтовый насос, сообщенный с ним всасывающий и напорный пульпопроводы и воздушную трубку с вентилем, отличающееся тем, что оно снабжено вантузом с выбросным патрубком и обратным клапаном, установленным на выбросном патрубке, и кольцевым коллектором, при этом вантуз размещен на напорном пульпопроводе, всасывающий патрубок выполнен с размещенными равномерно по периметру отверстиями, а коллектор установлен концентрично всасывающему патрубку в месте размещения отверстий и соединен сверху с воздушной трубкой, а снизу - с забортной водой, причем вентиль установлен с возможностью управления им дистанционно.