Установка для исследования гидротранспорта сыпучих материалов Советский патент 1981 года по МПК B65G53/30 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОТРАНСПОРТА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относится к гидротранспорту и может быть использовано для исследования сопутствующих гидротранспорту процессов, например, для установления закономерностей изменения интенсивности износа труб и измельчения твердых частиц в зависимости от дальности транспортирования, для испытания различных конструкционных материалов, для изготовления (или футерования) трубопроводов на относительную гидроабразивную износостойкость и как самостоятельная гидротранспортная установка.

Известна установка для исследования гидротранспорта сыпучих материалов, содержащая трубопровод, состоящий из двух ветвей, одни концы которых посредством насоса и переключающего устройства связаны с емкостью для воды, сливную магистраль, вход которой соединен с переключающим устройством, и емкость для гидросмеси, выпускной патрубок которой соединен с одной из ветвей трубопровода посредством клапана 1.

Недостатком указанной установки является то, что в ней для изменения направления движения гидросмеси использованы приводные переключатели потока, что повыщает энергоемкость установки и предоопределяет контакт движущихся частей переключателей с частицами материала и быстрый их износ при одновременной потере герметичности и интенсивном измельчении твердых частиц.

Кроме того, самозалив трубопровода гидросмесью нужной консистенции, приготовленной в емкости, происходит неравномерно - с уменьщающимся расходом и уменьщением уровня в емкости. Это вызы10вает неравномерное распределение и отчасти осаждение твердых частиц в полости трубопровода, что сильно искажает протекание изучаемого процесса изнащивания при перемещении равнораспределенных тиц со стабилизированными параметрами транспортирования.

Цель изобретения - снижение энергоемкости, повыщение долговечности и качества исследований.

Указанная цель достигается тем, что трубопровод снабжен дополнительной магистралью, связывающей другие концы ветвей с емкостью для гидросмеси, и обводными трубами, установленными на каждой его ветви, причем дополнительная магистраль снабжена устройством для сгущения гидросмеси, выход сливной магистрали соединен с всасывающим патрубком насоса, а лругая ветвь трубонровода таклсе связана П .-средством клапана с выпускным натзуок : емкости для гидросмеси, при этом ь местах соединения ветзей трубопровода с дол;)/:н:ительной магистралью и выходами обводи ; .. труб установлены обратные клапаны, а .:;наны, связывающие выпускной патрубол емкости для гидросмеси с ветвями трубопровода, также выполнены обратными. Кроме того, в дополнительной магистрали после устройства для сгущения гидросмеси выполнен участок для установки патрубка из испытываемого материала. Устройство для сгущения гидросмеси может быть выполнено состояш.им из конусной емкости и установленных в ней вертикальных перегородок, причем низ емкости сообщен с дополнительной магистралью, а верх - посредство.м регулирующего дросселя с емкостью для воды. На фиг. 1 схематически изображена установка для исследования гидротранспорта сыпучих материалов, общий вид; на фиг. 2 -разрез А-А на фиг. 1. Установка включает трубопровод, состоящий из ветвей 1 и 2, сливную 3 и высоконапорную 4 магистрали. На входе ветвей установлен приводной переключатель 5, связанный с высоконапорным насосом 6 чистой воды. Установка также содержит емкость 7 для гидросмеси, обратные клапаны 8, обводные трубы 9, обратные клапаны 10, всасывающий патрубок И насоса, дополнительную магистраль 12, устройство для сгупдения гидросмеси, включаюп),ее конусную конусную емкость 13 и перегородки 14 для ламиниризации потока, регулирующий дроссель 15, патрубок 16 из испытываемого материала и емкость 17 для воды. Установка работает следующи.м обраВся система наполняется чистой водой и включаются приводы насоса 6 для высоконапорной воды и переключателя 5. Одновременно начинается подача гидрос.меси требуемой консистенции и расхода в емкость 7. Переключатель 5 направляет высоконапорный поток чистой воды в одну из ветвей (например 1). Напорная вода прикрывает обратные клапаны 8 и 10 этой ветви, одновременно меняет положение (рабочего) клапана 8, установленного з месте соединения ветвей трубопровода с магистралью 12, и направляется в последнюю. Посредством второй ячейки переключателя 5 полость обводной трубы 9 ветви 2 трубопровода сообщается через обратный клапан 10 с зоной пониженного давления (вакуума) во всасывающем патрубке 11 насоса 6. Высвобождаемая от чистой воды полость ветви 2 одновременно начинает заполняться гидросмесью требуемых параметров из емкости 7. Гидросмесь перемещается за счет гравитационных сил, обусловленных более высоким по сравнению с ветвями 1 и 2 расположением низа е.мкости 7 (не показано), а также сил, возникщих из-за разности давления в емкости 7 и всасываюгцем патрубке 11. Через определенное время, необходимое для заполнения ветви 2 от клапана 8 до входа обводной трубы 9, переключатель 5 автоматически переключает направление высоконапорной воды. Прикрываются клапаны 8 и 10 ветви 2, переключается клапан 8, установленный на пересечении ветвей, освобождая путь гидросмеси, вытесняемой из ветви 2 под действием высоконапорной воды. Одновременно начинает заполняться гидрос.месью ветвь 1 трубопровода (последовательность операций такая же, как для ветви 2). По истечении требуемого времени, необ.чодимого для полного вытеснения порций гидросмеси из ветви 2 и заполнения другой порцией ветви 1, автоматически переключается направление высоконапорной воды переключателем 5 и процесс возобнавляется. Вытесненная порция гидросмеси напорной водой перемещается по магистрали 12. Устройство для сгущения гидросмеси, включенное в начальный участок магистрали 12, обеспечивает отбор излищней воды, и далее уже транспортируется смесь с требуемыми параметрами (начальной консистенцией и скоростью). Такая смесь, пройдя экспериментальный патрубок 16, воздействует на испытуемый материал и вызывает его износ. Затем смесь по магистрали 12 возвра(и ается в емкость и из нее вновь загружается в ветви 1 или 2 трубопровода. Постоянный обмен гидросмеси в емкости 7 обеспечивает постоянство уровня смеси в ней, т. е. и постоянный расход гидросмеси. Отбор излищней воды обеспечивается действием гравитационных сил. Из-за более высокой плотности частицы твердого начинают осаждаться в среде жидкости, если гидравлическая крупность стесненного падения частиц больще скорости потока воды в вертикальном направлении в полости устройства для сгущения. Выполнение устройства для сгущения в виде конусной емкости с перегородками способствует постепенному снижению скорости вертикально-восходящего потока в нем, т. е. осаждению гвердых частиц и скоплению их в нижних слоях. Перегородки устройства споСхОбствуют ламинаризации восходящего потока. Количество отобранной жидкости регулируется посредством регулирующего дросселя 15. Переключение клапанов 8 и 10 происходит за счет гидродинамического действия транспортируемого потока при отсутствии каких-либо внещних воздействий, что значительно повышает их долговечность и снижает энергоемкость установки.

Предлагаемая установка позволяет полностью исключить прохождение твердых частиц через рабочие каналы насоса независимо от длины транспортирования, что позволяет изучить и закономерности изменения износа труб, а также измельчаемости (деградации) твердых частиц с увеличением расстояния транспортирования.

Установка обеспечивает равномерную подачу потока гидросмеси, т. е. полностью имитирует условия транспортирования потока в гидротранспортных трубопроводах.

Формула изобретения

с емкостью для гидросмеси, и обводными трубами, установленными на каждой его ветви, причем дополнительная магистраль снабжена устройством для сгущения гидросмеси, выход сливной магистрали соединен с всасывающим патрубком насоса, а другая ветвь трубопровода также связана посредством клапана с выпускным патруб,ком емкости для гидросмеси, при этом в местах соединения ветвей трубопровода с дополнительной магистралью и выходами обводных труб установлены обратные клапаны, а клапаны, связывающие выпускной патрубок емкости для гидросмеси с ветвями трубопровода, также выполнены обратными.

0 выполнено состоящим из конусной емкости и установленных в ней вертикальных перегородок, причем низ емкости сообщен с дополнительной магистралью, а верх - посредством регулирующего дросселя с емкостью для воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 331013, кл. В 65 G 53/30, 1970 (прототип) .