Способ напорного транспортирования гидросмеси Советский патент 1981 года по МПК B65G53/30 

(54) СПОСОБ НАПОРНОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГИДРОСМЕСИ

Изобретение отиосится к транспортированию гидросмесей по трубрпрово-. ду, преимущественно волокнистых суспензий.

Известно транспортирование волокнистых суспензий непосредственным ее нагнетанием в трубопровод массными насосами, создающими на входе в трубопровод необходимый для преодоления гидравлических сопротивлений напор ll.

Однако использование такого способа ограничивается допустимыми концентрациями волокнистых суспензий (8-10%) из-за значительных гидравлических потерь напора.

Известен способ транспортирования гидросмеси по трубопроводу, заключающийся в том, что в трубопровод нагнетают транспортирующий агент и вводят в него гидросмесь 2j..

Недостатками такого способа является необходимость создания больших скоростей несущего потока воды для предотвращения оседания транспортируемого материала на дно трубопровода, опасность завала трубопровода на криволинейных участках м при внезапных остановках насосного оборудования; в то же время

высокие скорости движения являются причиной и больших гидравлических потерь напора, вследствие чего или ограничивсцот расход твердого (снижают концентрацию материала в воде), или устанавливают мощное насосное оборудование , что снижает эффективность процесса транспортирования.

Применение данного способа наtoпорного гидротранспортирЬвания материалов в условиях целлюлозно-бумажного производства для перемещения указанных волокнистых материалов нецелесообразно, так как это потре15бовало бы с одной стороны предварительного обезвоживания волокнистой массы, что весьма энергоемко, а с другой стороны по окончании транспортирования образованная волокнис20тая суспензия была бы неоднородна и шлела низкую концентрацию.

Цель изобретения - снижение гидравлических потерь при транспортировании волокнистых суспензий.

25

Эта цель достигается тем, что в качестве транспортирующего агента используют гидросмесь, имеющую одинаковые компоненты с транспортируемой гидросмесью, но меньшей кон30центрации, причем объемное соотношенив транспортируемой гидросмеси к транспортирующему агенту берут в диапазоне 1:1 - 1:9, а в конце транспортирования указанные гидросмеси или осредняют или разделяют по концентрациям.

В случае разделения транспортирующий агент может быть возвращен для повторного использования.

Возможность осуществления предлагаемого способа напорного транспортирования гидросмесей при различии концентрации между транспортирующим агентом и. транспортируемой гидросмесью обуславливается устойчивостью пространственной структуры последней, препятствующей миграции отдельных волокон.

Пространственная структура волокнистой суспензии является результатом механического переплетения волокон и наличия большого числа контактов, между ними. В местах контактов , вследствие упругих деформаций волокон, возникают нормальные давления, что приводит к появлению сил сцепления между отдельными волокнами. Устойчивость такой простраственной структуры характеризуется величиной предельного касательного напряжения сдвига - тем минимальным значением касательного напряжения, при котором возможен взаимный сдвиг отдельных слоев волокон, т.е. разрушение пространственной структуры. Величина предельного напряжения сдвга тем больше, чем больше концентрация волокна в суспензии.

Например, для суспензии из елово сульфатной небеленой целлюлозы предельное напряжение сдвига при концентрации 6% равно 632 Н/м, а при концентрации 8% - 1530 Н/м.

Разрушение пространственной струтуры волокнистой суспензии, т.е. воникновение касательных напряжений, превышающих величину предельного напряжения сдвига, может наступить из-за значительных гидромеханически воздействий при пульсациях в условиях турбулентного режима движения напорного потока. Однако то обстоятельство, что напорным потоком является также волокнистая суспензия (по меньшей концентрации), обуславливает в диапазоне промышленных скоростей гидротранспортирования (1-2 м/с) структурный, ламинированный режим течения.

Например, при движении волокнистой суспензии березовой беленой целлюлозы концентрацией 3,6% структурный, лсьминированный режимы течония наблюдались в диапазоне скоростей от О до 2 м/с.

На чертеже изображена принципилтьная схема напорного транспорти. рования гидросмеси.

Схема включает расходные бассейны 1 и 2 для транспортируемой гидросмеси и транспортирующего агента с меньшей концентрацией, насос 3, транспортный трубопровод 4 и питас тель 5, например шлюзового типа, для ввода в трубопровод 4 транспортируемой гидросмеси из бассейна 1. Транспортный трубопровод 4 соединен с технологической емкостью 6, имею« щей дренирующее устройство 7 для отделения концентрированной транспортируемой гидросмеси от транспортирующего агента и подачи первой в емкость 8 / а также непосредственно с емкостью 8, оборудованной мешалкой 9. Кроме того, технологическая рмкость б соединена с бассейном 2 возвратной линией, содержащей насос 10 и трубопровод 11.

Транспортирование концентрированной гидросмеси осуществляют следующим образом.

Сначала посредством насоса 3 в транспортном трубопроводе 4 создают напорный поток транспортирующего 5 агента, отбираемого из расходного бассейна 2. При этом его концентрация в бассейне 2 находится в пределах от 0,3% до 5%. Затем из бассейна 1 отбирают транспортируемую Q гидросмесь с концентрацией от 50% до 8% и через шлюзовой питатель 5 направляют в трубопровод 4. При этом питатель 5 настраивают таким образом, чтобы объемное соотношение указанных суспензий было от 9:1 до 1:1, причем меньшие объемные соотношения устанавливают при транспортировании более концентрированных гидросмесей, Поступающую в трубо. провод 4 концентрированную гидросмесь перемещают уже напорным потоком транспортирующего агента с меньшей концентрацией.

На выходе из транспортного трубопровода 4 гидросмеси направляют либо 5 в технологическую емкость 6, либо в емкость 8. В первом случае в технологической емкости с помощью дренирукяцего устройства 7 гидросмеси разделяют по концентрациям и гидроп смесь с большей концентрацией направляют в емкость 8. Отделенную гидросмесь с меньшей концентрацией использовать повторно для создания напорного потока, направляя ее в расходный бассейн 2 с по ющью насоса 10 по трубопроводу 11. Во втором случае концентрации гидросмесей в емкости 8 осредняют смешиванием посредством мешалки 9.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества:

а) снижение гидравлических потерь напора при движении волокнистых 65 суспензий по трубопроводуJ б)повышение концентрации перека чиваемого по трубопроводу волокнист го материала; в)сокращение опасности .закупорк трубопровода даже при внезапных остановках насоса, г)снижение энергозатрат на пере мещение волокнистого материала по трубопроводу. Ожидаемый экономический эффект о внедрения изобретения 80 тыс. руб. в год. Формула изобретения Способ напорного транспортирова ния гидросмеси, преимущественно волокнистых суспензий, заключающийся в том, что в трубопровод нагнетают транспортирующий агент и вводят в него гидросмесь,отличающ и и с я тем, что, с целью снижения гидравлических потерь при транспортировании волокнистых суспензий, в качестве транспортирующего агента, используют гидросмесь, имеющую одинаковые компоненты с транспортируемой гидросмесью, но меньшей концентрации, причем объемное соотношение Транспортируемой гидросмесей к транспортирующему агенту берут в диапазоне 1:1 - 1:9, а в конце транспортирования указанные гидросмеси или осредняют или разделяют по концентрациям. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Климов В.И. Гидротранспорт волокнистых материалов в целлюлозно-бумажном производстве. М., Лесная промышленность, 1971, с. 99. 2.Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины. М., Машиностроение , 1968, с. 411 (прототип) .