Эрлифтная установка Советский патент 1984 года по МПК F04F1/18 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к гидроподъемникам, предназначенным для гидротранспорта жидкостей с содержанием взвесей, загрязнений, в частности к конструкции эрлифтных установок, и может быть использовано при проектировании гидроподъемных установок в горнодобывающей, нефтяной, химической промышленностях, в строительстве и других отраслях народного хозяйства.

Известна эрлифтная установка, содержащая подъемную трубу, пневмопривод, подсоединенный к источнику низконапорного газа и выполненный в виде сепаратора, к которому подключен водоструйный насос 1.

При включении водоструйного насоса давление низконапорного газа, подводимого к водоструйному насосу, повышается. В сепараторе происходит разделение газа и воды, затем газ повышенного давления подается в нижнюю часть подъемной трубы.

Недостатком данной установки является низкая экономичность работы, так как не обеспечивается экономия расхода сжатого воздуха, необходимого для эрлифтного подъема гидросмеси.

Наиболее близкой к изобретению по технической суш,ности является эрлифтная установка, содержашая подъемную трубу со смесителем в нижней части, к которому подсоединены всасывающая труба и воздухопровод с эжектором, активное сопло которого связано с источником высоконапорной среды, а пассивное - с источником низконапорной среды. Сжатый воздух по воздухопроводу, соединенному с общешахтной пневматической сетью, подается в смеситель эрлифта, где происходит смешение воздуха с потоком жидкости или пульпы, поступающим по всасывающей трубе. Носле смешения двух- или трехфазная смесь направляется в подъемную трубу, при движении по которой осуществляется эрлифтный подъем гидросмеси. Из подъемной трубы гидросмесь поступает в воздухоотделитель, где происходит разделение воздуха и жидкости или пульпы 2.

Недостатком такой эрлифтной установки является низкая экономичность работы за счет больщого расхода сжатого воздуха из общешахтной пневматической сети.

При работе данной эрлифтной установки в качестве средства водоотлива или очистки различных технологических емкостей, в частности зумпфов скиповых стволов, предварительных отстойников, водозаборных колодпев насосов главного водоотлива и т.д., величина абсолютного погружения смесителя эрлифта изменяется в пределах 1 -10 м, соответственно величина избыточного давления сжатого воздуха, необходимого и достаточного для нормальной работы эрлифтной установки, составляет 0,01-0,1 МПа. Величина избыточного давления сжатого воздуха, создавае.мого шахтны.ми компрессорными установками, у потребителей пневмоэнергии с учетом потерь в пневмосети обычно достигает 0,6-0,7 МПа, что в 6-70 раз больше величины давления, требуемого для нормальной работы эрлифтной установки. Поэтому при работе эрлифта в указанных условиях на дросселирующей задвижке, установленной на воздухоподающем трубопроводе, нерационально гасится излишек давления в общешахтной пневмосети, что обуславливает неэкономичную работу эрлифтной установки.

Большой расход сжатого воздуха является недостатком всех эрлифтных установок. Но в описанных условиях, т.е. при работе эрлифтной установки от общешахтной пневмосети с глубиной погружения смесителя 1 -10 м, расход воздуха из пневматической сети можно уменьшить за счет рационального использования избытка давления в 0 пневматической сети, используемого для дополнительного подсоса воздуха из атмосферы, причем расход воздуха эрлифтной установкой, необходимый для подъема гидросмеси, остается неизменным.

Цель изобретения - повышение экономичности работы эрлифтной установки за счет снижения расхода сжатого воздуха, потребляемого из пневмосети.

Поставленная цель достигается те.м, что в известной эрлифтной установке, содержащей подъемн Ю трубу со смесителем в нижней части, к которому подсоединены всасывающая труба и воздухопровод с эжектором, активное сопло которого связано с источником высоконапорной среды, а пассивное - с источником низконапорной среды, эжектор выполнен воздухо-воздушным, а плошадь критического сечения активного сопла в 4-35 раз меньше входной площади пассивного сопла.

На чертеже показана предлагаемая эрQ лифтная установка, общий вид.

Эрлифтная установка содержит подъемную трубу 1 со смесителем 2 в нижней части, к которому присоединены всасывающая труба 3 и воздухопровод 4 с эжектором 5, активное сопло 6 которого связано с источ5 НИКОМ высоконапорной среды, а пассивное 7 - с источником низконапорной среды, причем эжектор 5 выполнен воздухо-воздушным, а площадь критического сечения 8 активного сопла 6 в 4-35 раз меньше входной площади 9 пассивного сопла 7, и в верхней части подъемной трубы 1 размещен воздухоотделитель 10, а эжектор 5 имеет диффузор 11.

Эрлифтная установка работает следующим образом.

При эксплуатации эрлифтной установки с глубиной погружения смесителя 1 -10 м избыток энергии давления сжатого воздуха в общешахтной пневматической сети преобразуется в кинематическую энергию рабочего потока воздуха, выходящего из активного сопла 6 эжектора 5. Поток воздуха, выходящий из активного сопла 6, создает разрежение на входе в пассивное сопло 7 и увлекает за собой атмосферный воздух через кольцевой зазор с входной площадью 9 при этом кинематическая энергия потока сжатого воздуха за счет массообмена частично передается увлекаемому из атмосферы воздуху. Воздух поступает в смеситель 2, где происходит выравнивание скоростей смещиваемых потоков и заверщается процесс передачи энергии сжатого воздуха потоку воздуха, подсасываемому из атмосферы. Образовавшийся суммарный поток воздуха из смесителя 2 поступает в диффузор 11 эжектора 5, в котором происходит увеличение энергии давления воздуха до требуемой величины, определяемой глубиной погружения смесителя 2 под уровень жидкости, за счет преобразования части кинетической энергии в потенциальную. Затем суммарный поток воздуха по воздухопроводу 4 подается в смеситель 2 эрлифтной установки, в котором происходит смещение сжатого воздуха с потоком жидкости или пульпы, поступаюшим по всасывающей трубе 3. Из смесителя 2 газожидкостная смесь поступает в подъемную трубу 1, при движении по которой осуществляется эрлифтный подъем гидросмеси. В воздухоотделителе 10 происходит выделение воздуха из потока газожидкостной смеси. Указанное соотношение площадей 9 входного сечения пассивного сопла 7 и критического сечения 8 активного сопла 6 (4-35) получено экспериментальным путем и соответствует условиям работы эжектора, установленного на воздухопроводе эрлифтной установки с избыточным давлением в общешахтной пневматической сети около 0,6- 0,7 МПа, обеспечивающим степень расширения (степень снижения давления) рабочего потока воздуха 7-8, и абсолютным погружением смесителя 1 -10 м, обуславливающим степень сжатия (степень повыщения давления) 1,1-2. Таким образом, верхний предел указанного отношения .(35) ограничен степенью расщирения, определяемой величиной избыточного давления в общещахтной сети (0,6-0,7 МПа), и нижним значением абсолютного погружения смесителя 2 под уровень жидкости (1 м), т.е. нижним значением степени сжатия. При значениях соотнощения площадей 9 входного сечения пассивного сопла 7 и критического сечения 8 активного сопла 6 больще 35 давления в общешахтной пневмосети недостаточно: не будет достигнута требуемая степень сжатия, обусловленная величиной погружения смесителя 2. Нижняя граница соотношения (4) обусловлена степенью расширения, определяемой величиной давления в общешахтной сети и верхним значением абсолютного погружения смесителя 2(10 м), т.е. верхним значением степени сжатия. При значениях соотношения меньше 4 снижается коэффициент инжекции при работе установки в указанных условиях, что приводит к снижению экономичности работы эрлифтной установки. Применение предлагаемой эрлифтной установки в условиях работы от обшешахтной пневматической сети с глубиной погружения смесителя 1 -10 м повышает экономичность работы за счет снижения расхода сжатого воздуха, потребляемого из пневмосети, вследствие рационального использования избытка энергии давления для дополнительного подсоса воздуха из атмосферы.

ЭРЛИФТНАЯ УСТАНОВКА, содержащая подъемную трубу со смесителем в нижней части, к которому подсоединены всасывающая труба и воздухопровод с эжектором, активное сопло которого связано с источником высоконапорной среды, а пассивное - с источником низконапорной среды, отличающаяся тем, что, с целью повыщения экономичности, эжектор выполнен воздухо-БОздущным, а площадь критического сечения активного сопла в 4-35 раз меньще входной площади пассивного сопла. (Л оо 05 N5 СО с: