Устройство для сгущения гидросмеси Советский патент 1987 года по МПК B01D21/00 

Изобретение относится к гидротранспорту и может быть использовано для сгущения гидросмеси на карьерах при добыче песчано-гравийных ма гериалов, при возведении земляных сооружений способом гидромеханизации, при гидротранспорте хвостов и концентратов на обогатительных фабриках, а также при укладке золы в золоотвалах.

Цель изобретения - повышение эффективности сгущения гидросмеси в напорном трубопроводе за счет уменьшения содержания твердых частиц в осветленной воде и повышение надежности работы устройства за счет предотвращения забивки его твердыми частицами.

На фиг. 1 изображено устройство,

продольный разрез; на фиг. 2 - разрез 20 с которая перемещается в зазорах

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б яа фиг. 1.

Устройство для сгущения гидросмеси в напорном трубопроводе состоит из трубопровода 1, по которому перемещается исходная гидросмесь, отводящей секции 2 для отвода сгущенной гидросмеси и сливной секции 3 для удалепия осветленной воды за пределы устройства. В трубопроводе 1 размещают пакет наклонных пластин 4, которые устанавливаются в верхней части трубопровода до его горизонтального диаметрального сечения. Торцы пластин 4 в пакете выполнены таким образом, что в горизонтальной проекции они имеют треугольный профиль 5, основанием обращениьш навстречу на- правлению движения гидросмеси. Передние торцы пластин установлены с образованием острого угла с осью трубопровода. Ллину пластин и расстояние между ними определяют из соотношения

А с о S I

I.

Чв

де В

L Л

0. расстояние между пластинамиj длина пластин; эмпирический коэффициент,. зависящи от параметров исходной гидросмеси и гранично- г о зерна разделения ее твердого компонентаi угол наклона пластин.

Результаты экспериментальных исследований и многолетние наблюдения за действующими гидротранспортными

установками показали, что для гравий но-песчаных гидросмесей величина Л изменяется незначительно и с достаточной степенью точности может быть

принята равной 0,004.

Регулирующая задвижка 7 установлена на сливной секции 3.

Устройство для сгущения гидросме- си в напорном трубопроводе работает следующим образом.

Исходная гидросмесь подается по трубопроводу 1 и поступает в ту его часть, в которой размещается пакет наклонных пластин 4. В зоне размещения пакета наклонных пластин происходит осаждение твердых частиц .в тонком слое движущейся гидросмеси. В этом случае та часть потока гидросмеJ)

между наклонными параллельными пластинами, непрерывно осветляется, поскольку более крупные твердые частицы, находящиеся в потоке гидросмеси,

Ь под действием силы тяжести перемещаются вниз до тех пор, пока не осядут на наклонную поверхность. Таким образом, на пластинах формируется при- стеночны слой осадка, который непре0 рывно перемещается вниз по наклонной плоскости и поступает в нижнюю часть трубопровода, где перемещаются наиболее крупные части1ды твердого ком- по}1ента гидросмеси. В результате консистенция гидросмеси в нижней части трубопровода непрерывно увеличивается, достигая наибольшего зна- че1П1я в KOHi:e трубопровода 1 . Сгущенная гидросмесь удаляется за предеll ,riii- ycTpoiiCFBa по отволящеГг секции 2. iianCo. iee мелкие нзвешеипые частицы, ь: торые, перемещаясь под дейст- силы тяжести, не успевают осесть па )ыкло1П1ые пласт П1ы, удаляются т- мес ге с осветленной Bojioii по сливной секции 3 за пределы устро11ства.

Передние торцы пластин выполнены треугольного профиля, основанием обращенные навстречу направлению движения ИСХОДНО г пдросмеси с целью пред- отвращеш я забинкп Т1зердымп частицами зазоров в пакете наклонных пластин, что обеспечивает надежиук) работу всего устройстт а.

При таком выполнении торпов пластин твердые частипы, которые пройдут между двумя соседними основа тями треуголь П1 ;ов на торце пластин, уже не смогут задержаться и забить зазор

1

0

5

1

между пластинами, поскольку расстояние между пластинами больше размера транспортируемой твердой частицы. В том случае, когда твердая частица застрянет между двумя соседними основаниями треугольника на торце пластин, она непрерывно подвергается воздействию потока гидросмеси. В результате указанная твердая частица либо уменьшится в размере вследствие гид- рообразивного износа и будет далее транспортироваться в зазоре между пластинами вместе с другими более мелкими частицами твердого компонен- та гидросмеси, либо поток гидросмеси развернет застрявшую твердую частицу и переместит ее по нисходящей кривой 6 передних горцев пластин из верхней части трубопровода в его нижнюю часть, где нет наклонных пластин.

Кроме того, размещение передних торцов пластин в пакете по нисходящей кривой от верхней асти внутренней поверхности трубопровода к его горизонтальному диаметральному сечению приводит к тому, что крупные частицы, попавшие в верхнюю часть трубопровода при турбулентном движении гидросмеси, постепенно передвигают- ся по нисходящей кривой торцов пластин в нижнюю часть трубопровода, что также предотвращает забивку устройства твердыми частицами и, следовательно, повышает надежность его ра- боты.

Пример. Исходные данные. Работает земснаряд марки 180-60 с напорным трубопроводом диаметром (D) 500 мм. При этом расход гидросмеси составляет О,., 2200 м /ч, а объем С М

ная консистенция гидросмеси Т/Ж 1/10.

Гранулометрический состав твердого компонента гидросмеси приведен в таблице (мелкий песок).

Расчет устройства для сгущения 1 идросмеси в напорном трубопроводе.

При заданном расходе гидросмеси 0,2200 (0,61 MVc) по трубопроводу диаметром (D) 500 мм i-идро- смесь перемещается со скоростью

QCM

0.61

0.5

3,1 м/с

По известным формулам определяем критическую скорость движения гидросмеси по трубопроводу диаметром (D)

500 MW

V, 8,3. iD.

8,3.л| о,,060,l7 2,97 м/с.

Как показали расчеты, скорость л,вижения гидросмеси в трубопроводе D 500 мм близка к критической.Следовательно, выбираем диаметр подводящей секции в устройстве для сгуще- шш гидросмеси равным 500 мм.

Из условия наилучшего осаждения твердых частиц в тонком слое жидкости и перемещения образовавщегося пристеночного слоя осадка вниз по наклонной плоскости принимаем угол на- к.чона пластин оо 60, а зазор В между наклонными пластинами равным 0,04 м.

Тогда по формуле

В Г

О 004 -cos oi. W

0

5

0

5

получаем, что длина пластин (L) по верхней кромке составляет 16 м.

В этом случае по сливной секции 3 за пределы намываемого сооружения удаляется 1100 воды, а по отводящей секции 2 напорного трубопровода на объект поступает сгущенная гидросмесь об7лемной консистенции Т/Ж 1/5 при расходе гидросмеси 1100 . При этом, как показали экспериментальные данные, содержание глинистых и илистых частиц в сгущенной гидросмеси уменьшается вдвое, а потери кондиционных фракций песка в слив не превьщ1ают 2,7%.

При подаче сгущенной гидросмеси с меньшим содержанием глинистых и илистых частиц на намываемый объект увеличивается КИРВ и уменьшаются потери песка при намыве, что приводит к увеличению объема намыва на 10%.

Таким образом, при наличии пакета наклонных пластин в подводящем трубопроводе происходит сгущение гидросмеси, при этом вместе с осЬетленной водой из нее удаляются нежелательные наиболее мелкие фракции твердого компонента (например, из песчано-глинис- той гидросмеси удаляются нежелательные глинистые и илистые частицы), ко- торые вместе с водой удаляются в специально о гведенное место или возвращаются обратно в процесс, если их содержание в осветленной воде не превышает допустимых пределов.

Формула изобретения

1. Устройство для сгущения гидросмеси, включающее напорный трубопровод, в котором установлены пластины, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности сгущения, пластины установлены наклонно в верхней части трубопровода до его горизонтального диаметрального сечения, причем длину пластин и расстояние между ними определяют из соотношения

В

Г

де В

L

DJ,

А COS «6

ЧГ расстояние между пластинами;

длина пластин ,

угол наклона пластин;

А - эмпирический коэффициент.

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, передние торцы пластин выполнены в виде треугольника, обращенного основанием навстречу потоку гидросмеси, и установлены с образованием острого угла с осью трубопровода.

Изобретение относится к гидротранспорту зернистого материала по напорным трубопроводам. Цель изобретения состоит в повьшении эффективности сгущения гидросмеси в напорном трубопроводе за счет уменьшения содержания твердых частиц в осветленной воде и в повышении надежности работы устройства за счет предотвращения забивки его твердыми частицами. Устройство для сгущения гидросмеси в напорном трубопроводе состоит из трубопровода 1, по которому перемещается исходная гидросмесь, отводящей секции 2 для отвода сгущенной гидросмеси и сливной секции 3 для удаления осветленной воды за пределы устройства. В трубопроводе 1 размещается пакет наклонных пластин, которые устанавливаются в верхней части трубопровода до его горизонтального диаметрального сечения. Торцы пластин в пакете выполнены таким образом, что в горизонтальной проекции они имеют треугольный профиль, основанием обращенный навстречу направлению движения гидросмеси, а в проекции на наклонную плоскость они размещены по нисходящей кривой 6, которая простирается от верхней части внутренней поверхности трубопровода до его горизонтального диаметрального сечения. Регулировка работы устройства осуществляется при помощи регулирующей задвижки 7, установленной на сливной секции 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. сл со 4

Составитель О.Калягина Редактор М.Петрова Техред М.Дилык . Корректор М.Демчик

Заказ 4375/10 Тираж 656Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.