Колено транспортного трубопровода Советский патент 1981 года по МПК B65G53/52 

Г

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта материало и может быть использовано в различных отраслях промышленности,например, в угольной промышленности для перемещения угля гидравлическими средствами.

Известно колено транспортного трубопровода, содержащее входной и выходной прямолинейные участки, соединяющий последние изогнутый участок и средство для снижения износа Колена. Средство для снижения износа известного колена выполнено в виде нескольких сопел, в которые подается под давлением среда (воздух или жидкость), способствующая частичному отклонению транспортируемого потока от выпуклой стенки колена Ц .

Недостатки указанного колена заключаются в том, что в таких условиях движение пульпы в колене сопровождается закручиванием потока с отрывом его по внутреннему радиусу изгиба (у вогнутой стенки) и вихреобразованием, что является одной из причин повышенного износа колена в этой области.В местах отрыва потока от вогнутой стенки происходит захлопывание и интенсивный кавитационный и гидроабразивный износ стенок, а также эрозия материала трубы.

Кррме того, в рассматриваемом колене при резком изменении направления потока повышаются гидравлические С9противления и возникает опасность закупорки трубопровода, и ожи0даемый эффект от уменьшения износа не в состоянии компенсировать риск от снижения надежности работы колена.

Цель изобретения - увеличение долговечности и надежности колена

5 в работе.

Цель достигается тем, что средство для снижения износа колена выполнено в виде проволочной спирали и установлено во входном участке колена, причем направление навивки спирали совпадает с направлением изгиба колена, а шаг навивки t, угол наклона навивкр об, диаметр d

25 проволоки и длина {. спиргши определяются из следующих зависимостей: ,215 VD;0f 0,086 VD--072+3723 г ,4(D-0,8r+23,9;t 0, где D - внутренний диаметр трубо30 провода.

На фиг. 1 изображено калено, общий вид; на фиг. 2 - схема движения транспортируемого потока в колене.

Колено транспортного трубопровода преимущественно гидротранспортных установок, содержит прямолинейные входной 1 и выходной 2 участки, изогнутый участок 3 с выпуклой А и вогнутой 6 стенками, и выполненную из проволоки спираль 4, установленную во входном участке 1. Размеры спирали определяются из вышеуказанных зависимостей, определенных при экспериментальных исследованиях работы колен. Направление навивки спирали совпадает с направлением изгиба колена, т.е. с направлением поворота потока в колене.

Колено работает следующим образом

При подходе потока к спирали со стороны входа,гидросмесь начинает витовое движение,совпадающее с направлением навивки спирали (см.фиг.2).Закрученный потот, входящий в изогнутый участок колена, из-за действия центробежных сил и наличия погранслоя у стенок, начинает раскручиваться (на изогнутом участке, как известно, возникают вторичные поперечные течения, которые, налагаясь на главный поток, параллельный оси канала, придают линиям тока винтообразную форму).

Таким образом, поток попадает под суммарное действие двух равнодействующих сил, вызывающих образование винтового движения. При этом, если направление навивки спирали совпадает с направлением поворота потока в колене, то равнодействующие силы частично компенсируют друг друга и полностью исчезают причины, вызывающие образование так называемого парного вихря, зоны кавитации и повышенного местного износа стенок изогнутого участка {см.фиг.2)

Если направление навивки спирали противоположное по отношению к направлению поворота потока в колене, то эффект закручивания усиливается, значительно увеличивается зона кавитации и износа стенок. Твердые частицы, перемещаемые по прямолинейному участку у нижней

стенки трубы, с самого начала образования вихревого движения в спирали вовлекаются в винтообразное движение. Как известно, при таком движении несущей среды твёрдые включения всегда стремятся занять место в центре потока в области повышенных продольных и вихревых (циркуляционных) скоростей. При движении потока по изогнутому участку колена без предварительного завинчивания твердые частицы стремятся к области пониженных давлений в зоне кавитации и под всевозможными углами и скоростями соударяются на относительно малой площади, вызывая тем самым

5 местный, кавитационный износ, сопровождаемый эрозией и гидроабразивным износом. При предварительном же завинчивании потока абразивы вовлекаются в винтообразное движение и в

0 дальнейшем перемещаются в центральную часть изогнутого участка, не соприкасаясь при этом непосредственно с ограничивающими стенками и не вызывая их износ (см. фиг. 2).

Формула изобретения

Колено транспортного трубопровода, преимущественно гидротранспортных установок, содержащее входной и выходной прямолинейные участки, соединяющий последние изогнутый участок и средство для. снижения износа колена, отличающееся тем, что, с целью увеличения его долговечности и надежности в работе, средство для снижения износа колена выполнено в виде проволочной спирали и установлено во входном участке колена, причем направление навивки

0 спирали совпадает с направлением изгиба колена, а шан навивки t, угол наклона навивки о, диаметр d проволоки и длина I спирали определяются из следующих зависимостей:

е ,215V ; 0(0 ,068 Vo-O , 2+1, 23 ; d 34, 4 (0-0,8)2+23, 9- ,86, где D - внутренний диаметр трубопровода. Источники информации,

f. принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3149885, кл. 302-64, 1963 (прототип).

Риг. 2