Колено трубопровода для транспортирования абразивных закладочных материалов Советский патент 1990 года по МПК F16L57/06 

Изобретение относится к горной промьшшеннсоти и может быть использовано при трубопроводном транспорте абразивных гидро- и аэросмесей

Цель изобретения - повышение технологичности изготовления и снижение затрат на ремонт колена при износе футеровочных элементов.

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое колено, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на на фиг.З - расчетная схема для определения размеров футеровочного стержня.

Колено 1 трубопровода содержит фу- теровочные элементы в виде резьбовых

стержней 2, установленных в сквозных отверстиях 3. Свободные концы 4 стержней 2 выступают во внутреннее пространство колена 1 и образуют поверхность износа. Движущаяся через корпус колена 1 трубопровода абразивная закладочная смесь под действием центробежной и гравитационной сил подвержена интенсивному расслоению. Движение осаждающихся зерен смеси в поперечном сечении потока происходит в направлении действия результирующей гравитационной и центробежной составляющей сил инерциио Взаимодействие аб- разивных зерен со стенкой колена 1

СЛ

00

ел со

ТФубопровсгда в поперечном сечении | (фиг.2) происходит следующим образом,, Полярная ось расположена исходящей т центра кругового сечения и совмещена по направлению с действующим силовым полем0 Верхняя полуокружность , Стенки колена 1 трубопровода разгружена от давления абразивного материала под действием силового поля0 На ниж- фою полуокружность стенки колена тру- }опровода 1 действует нормальная (ра- {щальная) fir и тангенциальная Ј со- :тавляющие воздействия абразивных везен

Точки поверхности стенки колена 1 Трубопровода с угловыми координатами ui itf характеризуются соотношением между компонентами воздействия абразивных зерен Ј G tg ср о Указанное Неравенство свидетельствует о том, что абразивные зерна смеси в пределах этой зоны не могут быть прижаты k стенке колена 1 трубопровода с усилием, достаточным для снятия стружки &зноса0 Напротив, в точках поверхности стенки колена 1 трубопровода с Координатами Ы 4 fq соотношение между Компонентами усилий составляет Ъ 5 tg ср , что характеризует уровень Давления абразивного зерна на стенкуs достаточный для снятия стружки износа При поступательном движении смеси0

Таким образом, в условиях наложения на поступательный поток смеси ло- Перечного силового поля, абразивное воздействие материала концентрируется на поверхности стенки колена 1 с угловой величиной 2/, которую перекрывает футеровочный стержень 2 диаметром d D -

При набегании потока смеси на выступающий во внутреннее пространство колена 1 футеровочный стержень 2 про- исходит его разделение со сдвигом транзитной струи потока относительно заторможенной его части. Высота выступа свободного конца 5 футеровочного стержня 2 определяется исходя из образования слоя заиления толщиной, равной диаметру транспортируемых абразивных зерено При зернах изометрич- ной формы необходимая толщина слоя заиления создается выступами высотой 0,8 $ о При h : 0,8В центр инерции движущегося по стенке колена 1 трубопровода зерна находится на уровне торца выступа, что вызывает перекаты

5

0

5

0

вание зерен через футеровочньш стержень 2, повышая интенсивность его износа Для торможения зерен пластинчатой формы, поперечный размер которых на 25-30% меньше продольного, необходимо обеспечить высоту выступа,равную о „

При раздвижке футеровочных стерж- . ней 2 между собой абразивные зерна материала совершают инерционный пробег над защищаемой стенкой колена трубопровода 1 о Осевое расстояние между футеровочными стержнями 2 в продольном сечении колеса трубопровода 1 (фиг.1) определяется исходя из размеров теневых зон перед фронтом футе- ровочного стержня 2 и за ним0 Принимая траекторию абразивных зерен движущихся над стенкой колена 1 трубопровода в виде ломаной линии, опирающейся на угловые выступы смежных футеровочных стержней 2 и наклонной к оси потока под углом (, определяем осевое расстояние между гЪутеровоч- ными стержнями 2. Оно слагается из поперечного размера футеровочного стержня 2 и двух катетов, ограничивающих теневые зоны по стенке трубо- провода0

Таким образом, осевое расстояние раздвижки футеровочных стержней 2 составляет:

L d

2h

tg Cf IT

где L - осевой шаг раздвижки футеровочных элементов; d - диаметр футеровочного стержня;

h - высота выступа торца футеровочного стержня над внутренней стенкой колена; (Р - угол внутреннего трения абразивного материала

Диаметр футеровочного стержня 2 и высоту выступа свободных концов 5 выбирают из соотношений: d D sin tp ,

h (0,8-1)S ,

где D - условный проход колена;

8 - номинальный диаметр зерна

абразивного материала Предлагаемая конструкция колена трубопровода для транспортирования а бразивных закладочных материалов позволяет повысить технологичность из5

готрвления колена, снизить затраты на ремонт при износе футеровочных элементов, уменьшить расслаиваем,ость закладочной смеси при движении ее в местах поворота трассы трубопровода, сохранить постоянную гидравлическую характеристику трубопровода в процессе износа футеровочных элементов.

Формула изобретения

Колено трубопровода для транспортирования абразивных закладочных материалов, содержащее консольно установленные и выдвинутые в сторону внутреннего пространства колена фу- теровочные элементы, образующие свободными концами поверхность износа, отличающееся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления и снижения затрат на ремонт колена при износе футеровочных элементов, колено трубопровода снабжено рядом отверстий, футеровочные элементы выполнены в.виде резьбовых стержней, установленных в сквозных отверстиях с возможностью выдвижения

5713536

при вращении вокруг своей оси с осевым шагом раздвижки, выбранным в соответствии с соотношением

L d + -

0

5

2h

причем диаметр футеровочных стержней и высота выступа их свободных концов над внутренней стенкой колена выбраны из соотношений

d D sin(f , h (0,8...1)& ,

0

где L - осевой шаг раздвижки футеровочных элементов;

d - диаметр футеровочного стержня;

h - высота выступа свободного

конца футеровочного стержня над внутренней стенкой ко.-: лена;

Ц - угол внутреннего трения абра- 5 зивного материала;

D - условный проход колена;

S - номинальный диаметр зерна абразивного материала.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при трубопроводном транспорте абразивных гидро- и аэросмесей. Цель изобретения - повышение технологичности изготовления и снижение затрат на ремонт колена при износе футеровочных элементов. Футеровочные элементы установлены в сквозных отверстиях, выполненных в корпусе колена с возможностью их выдвижения во внутреннее пространство колена и вращения вокруг оси при осевом шаге раздвижки, который определяют из условия L=D+2H:TGφ/2, диаметр футеровочного стержня и высоту выступа его торца над внутренней стенкой колена берут из соотношений D=D^.SINφ

H=(0,8-1)δ, где L - осевой шаг раздвижки футеровочных элементов

D - диаметр футеровочного стержня

H - высота выступа торца футеровочного элемента над внутренней стенкой колена

φ - угол внутреннего трения абразивного материала

D - условный проход колена

δ - номинальный диаметр зерна абразивного материала. 3 ил.

Фиг.1

Фиг. 2

s

4.}