Насосная установка Советский патент 1983 года по МПК F04D13/12 F04F5/44 

(5) НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в шахтной и горнодобывающей промышленности при перекачивании жидкости с высоким содержанием твердых частиц.

Известна насосная) установка, содержащая водоотливной насос, вертикальный шламосборник и струйный насос, включающий приемную гидролинию, отводящий трубопровод и конфузор, с центральным соплом, подключенным посредством подводящего трудопровода к источнику активной среды jНедостатками данной установки яв-j ляются низкий КПД и повышенные энергозатоаты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является насосная установка, содержащая водоотливной насос, вертикальный шламонакопитель

и струйный многоступенчатый насос для.откачивания пульпы, включающий приемную гидролинию, отводящий пуль попровод, подключенный к нагнетательной линии водоотливного насоса, и последовательно установленные ступени , каждая из которых имеет конфузор с центральным соплом, подключенным посредством подводящего трубопровода к источнику активной сре10ды 2.

Недостатками известной установки являются относительно невысокий КПД обусловленный повышенным расходом

15 рабочей жидкости на транспортировку пульпы, и низкая надежность, вызванная срывами работы струйного насоса при резком возрастании содержания твердых частиц в пульпе или при заи20ливачии приемной гидролинии.

Цель изобретения - повышение надежности работы и КПД установки.

Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена разделителем i имеющим центральное осевое отверстие и симметричную относительно его оси выемку на нижней торцовой поверхности, и установленным а шламонакопителе с образованием верхней и сообщенной с ней посредством сужающегося книзу соединительного канала нижней камер, последняя из которых сообщена с приемной гидролинией струйного насоса, последний снабжен трубопроводом отвода осветленной жидкости, имеющим выходной сужающийся насадок, установленный на входе приемной гидролинии, а на входе каждой ступени струйного насоса, кроме первой, установлен сепаратор пульпы, и область слива по крайне мере одного из сепараторов подключена к трубопроводу отвода осветленной жидкости .

Кроме.того, разделитель имеет коническую боковую поверхность образующую со. стенкой шламонакопителя кольцевой зазор, служащий соединительным каналом, а в осевом отверстии разделителя расположен конфузор первой ступени.

В нижней камере шламонакопителя может быть установлено профилированное т,ело со сквозным центральным каналом, сужающийся насадок трубопровода отвода осветленной жидкости раз мещен.в нем с образованием гидроэлеватора, а поверхность .профилированного тела образует с обращенными к ней нижней торцовой поверхностью разделителя и со стенкой шламонакопител соответственно кольцевое сопло с направленным вниз выходным участком и сужающийся книзу кольцевой зазор, сообщенный с соединительным каналом.

Кроме того, разделитель имеет боковую поверхность, примыкающую к стеке шламонакопителя, а в нижней части последнего выполнено отверстие и в нем размещен конфузор первой ступени струйного насоса, а на подводящем трубопроводе этой ступени коаксиально установлен сужающийся насадок, размещенный под нижней торцовой поверхностью разделителя, причем центральное осевое отверстие последнего служит соединительным каналом.

На фиг. 1 схематично изображена насосная установка, первый вариант;

на фиг. 2 - то же, второй вариант; на фиг. 3 - третий вариант.

Насосная установка содержит водоотливной насос 1, вертикальный шламонакопитель 2 и струйный многоступечатый насос 3 для откачивания пульпы включающий приемную гидролинию Ц, отводящий пульпопровод 5 подключенный к нагнетательной линии 6 водоотливного насоса 1, и последовательн установленные ступени 7 и 8. Первая ступень 7 содержит конфузор 9 с центральным соплом 10, подключенным посредством подводящего трубопровода 11 к источнику 12 активной среды. Вторая ступень 8 содержит конфузор 13 с центральным соплом 14, подключенным к источнику 12 активной среды посредством подводящего трубопровода 15. Установка снабжена разделителем 16, имеющим центральное осевое отверстие 17 и симметричную относительно его оси выемку 18 на нижней торцовой поверхности 19 и установленным в шламонакопителе 2 с образованием верхней камеры 20 и сообщенной с ней посредством сужающегося книзу соединительного канала нижней камеры 21, которая сообщена с приемной гидролинией 4 струйного насоса 3. Струйный насос 3 снабжен трубопроводом 22 отвода осветленной жидкости, имеющим выходной сужающийся насадок 23, установленный на входе приемной гидролинии Ц, .а на входе ступени 8 струйного насоса 3 установлен сепаратор 2k пульпы, и область слива по крайней мере одного из сепараторов в данном случае, сепаратора 2 центробежного типа, подключена к трубопроводу 22 отвода осветленной жидкости.

При выполнении установки по первому или второму варианту ( фиг.1 и 2J разделитель 16 имеет коническую боковую поверхность 25, образующую со стенкой 26 шламонакопителя 2 кольцевой зазор 27, служащий соединительным каналом, а в осевом отверстии 17 разделителя 16 расположен конфузор

9 первой ступени 7. I

При выполнении установки по второму варианту (фиг.2 )в нижней камере 21 шламонакопителя 2 установлено профилированное тело 28 со сквозным центральным каналом 29, и сужающийся насадок 23 трубопровода 22 отвода осветленной жидкости размещен в нем с образованием гидроэлеватора 30, а 59 поверхность 31 профилированного теле 28 образует с обращенными к ней нижней торцовой поверхностью 19 разделителя 16 и со стенкой 26 шламонакопителя 2 соответственно кольцевое сопло 32 с направленным вниз выходным участком 33 и сужающийся книзу кольцевой зазор 3 сообщенный с соединительным каналом 27. Во втором варианте выполнения использован сепаратор инерционного типа, В третьем варианте выполнения установки фиг. 3 разделитель 16 имеет боковую поверхность 35 примыкающую к стенке 26 шламонакопителя 2, а в нижней части последнего выполнено отверстие 36 и в нем размещен конфузор 9 первой ступени 7 струйного насоса 3, и на подводящем трубопроводе 11 этой ступени коаксиально установлен сужающийся насадок 23. размещенный под нижней торцовой поверхностью 19 разделителя 16, причем центральное осевое отверстие 17 последнего служит соединительным каналом. Установка работает следующим образом. При включении водоотливного насоса 1 и источника 12 активной среды происходит заполнение жидкостью всего контура установки. В период запуска жидкость, выходящая с большой скоростью из сужающегося насадка 23 и приемной гидролинии Ц, разрыхляет уплотнившийся осадок в нижней камере 21 шламонакопителя 2 и переводи его во взвешенное состояние. После выхода водоотливного насоса 1 на номинальный режим работы струйный насос 3 обеспечивает откачивание пульпы из нижней камеры 21 и подачу ее в нагнетательную линию 6. При прохождении пульпой сепаратора 2k центробежного, инерционного или других типов происходит сгущение пульпы и осветление жидкости. Осветленная жидкость по крайней мере из одного из сепараторов по трубопроводу 22 через сужающийся насадок 23 подается на вход приемной гидролинии А. Это обеспечивает с одной стороны, уменьшение затрат энергии на перекачивание осветленной жидкости, с другойулучшение захвата твердых частиц струйным насосом.3. Взаимодействие высокоскоростной струи жидкости,- вытекающей из сужающегося насадка 23 с торцовой поверх 3 ностью 19 разделителя 16, на которой , выполнена выемка 18, приводит к образованию в нижней камере 21 турбулентного вихревого движения жидкости с взвешенными частицами. В результате обеспечивается повышение концентрации твердых частиц в откачиваемой пульпе. В процессе работы установки жидкость е взвешенными частицами поступает в верхнюю камеру 20 шламонакопителя, где происходит процесс гравитационного разделения смеси. Скопившаяся в нижней части камеры 21 пульпа по соединительному каналу, в качестве которого может служить либо кольцевой зазор 27 между стенкой 26 шламо накопителя 2 и боковой поверхностью 25 разделителя 16, либо центральное осевое отверстие 17 последнего, поступает в нижнюю камеру 21, откуда откачивается струйным насосом 3. При этом имеет место переток части жид- . кости из нижней камеры 21 в верхнюю, предотвращающий забивание соединительного канала твердыми частицами. При втором варианте выполнения насосной установки турбулизация пульпы в камере 21 существенно усиливается в результате действия жидкости, выходящей из кольцевого сопла 32, и образования сужающегося книзу кольцевого зазора З, а эффективность захвата пульпы повышается за счет работы гидроэлеватора 30. При третьем варианте выполнения пульпы, поступающая в нижнюю камеру 21 через отверстие 17, непосредственно попадает в приемную гидролинию струйного насоса 3, что обеспечивает снижение гидравлических потерь. Эта же конструкция позволяет обеспечить наиболее полный бынос твердых частиц, однако в изготовлении она наиболее сложная. Установку по первому варианту выполнения целесообразно применять в наиболее высокой концентрации твердых частиц в жидкости и при необходимости обеспечения наибольшего давления на входе струйного насоса i3, а по третьему - при небольшом объеме жидкости и повышенной концентрации твердых частиц в ней. Формула изобретения 1. Насосная установка, содержащая водоотливной насос, вертикальный.

шламонаполнитель и струйный многоступенчатый насос для откачивания пульпы,.включающий приемную гидролинию, отводящий пульпопровод, подключенный к нагнетательной линии водоотливного насоса, и последовательно установленные ступени, каждая из которых имеет конфузор с центральным соплом, подключенным посредством отподводящего трубопровода к источнику активной среды, отличающаяс я тем, что, с целью повышения надежности работы и КПД, она снабжена разделителем, имеющим центральное осевое отверстие и симметричную относительно его оси выемку на нижней торцовой поверхности, и установленным в шламонакопителе с образованием верхней и сообщенной с ней посредством сужающегося книзу соединительно го канала нижней камер, последняя из которых сообщена с приемной гидролйнией струйного насоса, последний снабжен трубопроводом отвода осветленной жидкости, имеющим выходной сужающийся насадок, установленный на входе приемной гидролинии, а на входе каждой ступени струйного насоса, кроме первой, установлен сепаратор пульпы, и область слива по крайней мере одного из сепараторов подключена к трубопроводу отвода осветленной жидкости.

k. Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, . что разделитель имеет боковую поверхность, примыкач ющую к стенке шламонакопителя, а в нижней части последнего выполнено отверстие и в нем размещен конфузор первой ступени струйного насоса а на подводящем трубоп юводе этой стпени коаксиально установлен сужающийся насадок, размещенный под нижней торцовой поверхностью разделителя, причем центральное осевое отверстие последнего служит соединительным каналом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Т. Авторское свидетельство СССР W , кл. F 04 D S/t, 1960.

19

12

21