Устройство для сгущения гидросмеси
Изобретение относится к гидротранспорту зернистого материала по напорным трубопроводам. Цель изобретения состоит в повьшении эффективности сгущения гидросмеси в напорном трубопроводе за счет уменьшения содержания твердых частиц в осветленной воде и в повышении надежности работы устройства за счет предотвращения забивки его твердыми частицами. Устройство для сгущения гидросмеси в напорном трубопроводе состоит из трубопровода 1, по которому перемещается исходная гидросмесь, отводящей секции 2 для отвода сгущенной гидросмеси и сливной секции 3 для удаления осветленной воды за пределы устройства. В трубопроводе 1 размещается пакет наклонных пластин, которые устанавливаются в верхней части трубопровода до его горизонтального диаметрального сечения. Торцы пластин в пакете выполнены таким образом , что в горизонтальной проекции они имеют треугольный профиль, основанием обращенный навстречу направлению движения гидросмеси, а в проекции на наклонную плоскость они размещены по нисходящей кривой 6, которая простирается от верхней части внутренней поверхности трубопровода до его горизонтального диаметрального сечения. Регулировка работы устройства осуществляется при помощи регулирующей задвижки 7, установленной на сливной секции 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. сл со 4
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) (11) (51) 4 В 01 D 21 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4039371/29-26 (22) 04,02.86 (46) 30.09,87. Бюл, и - 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-изыСкательский институт по проблемам добычи, транспорта и переработки минерального сырья в промышленности строительных материалов (72) А.К.Романов, В.Ф.Ерастов, Г.С.Тимофеев и H.Т.Белова (53) 66.066.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
)) 561568, кл. В 01 D 21/00, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СГУЩЕНИЯ ГИДРОСМЕСИ (57) Изобретение относится к гидротранспорту зернистого материала по напорным трубопроводам. Цель изобретения состоит в повышении эффективности сгущения гидросмеси в напорном трубопроводе за счет уменьшения содержания твердых частиц в осветленной воде и в повышении надежности работы устройства эа счет предотвращения забивки его твердыми частицами.
Устройство для сгущения гидросмеси в напорном трубопроводе состоит иэ трубопровода 1, по которому перемещается исходная гидросмесь, отводящей секции 2 для отвода сгущенной гидросмеси и сливной секции 3 для удаления осветленной воды за пределы устройства. В трубопроводе 1 размещается пакет наклонных пластин, которые устанавливаются в верхней части трубопровода до его горизонтального диаметрального сечения. Торцы пластин в пакете выполнены таким образом, что в горизонтальной проекции они имеют треугольный профиль, основанием обращенный навстречу направлению движения гидросмеси, а в проекции на наклонную плоскость они размещены по нисходящей кривой 6, которая простирается от верхней части внутренней поверхности трубопровода до его горизонтального диаметрального сечения. Регулировка работы устройства осуществляется при помощи регулирующей задвижки 7, установленной на сливной секции 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
В А сов<
1, 3 " где  — расстояние между пластинами, 1 — длина плас THII
А — эмпирический коэффициент, зависящий от параметров исходной гидросмеси и граничного зерна разделения ее твер50
1 134079
Изобретение относится к гидротранспорту и может быть использовано для сгущения гидросмеси на карьерах при добыче песчано-гравийных материалов, 5 при возведении земляных сооружений способом гидромеханизации, при гидротранспорте хвостов" и концентратов на обогатительных фабриках, а также при укладке золы в золоотвалах. 10
Цель изобретения — повышение эффективности сгущения гидросмеси в напорном трубопроводе за счет уменьшения содержания твердых частиц в осветленной воде и повышение надеж- 15 ности работы устройства за счет предотвращения забивки era твердыми частицами.
На фиг, 1 изображено устройство, продольштй разрез, на фиг. 2 — разрез 20
А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.
Устройство для сгущения гидросмеси в напорном трубопроводе состоит из трубопровода 1, по которому перемещается исходт3ая гидросмесь, отводящей секции 2 для отвода сгущенной гидросмеси тт сливной секции 3 для удаления осветленной воды за пределы устройства. В трубопроводе 1 разме- 30 щают пакет нак:тонных пластин 4, которые устанавливаются в верхней части трубопровода до его горизонтального диаметрального сечения. Торцы пластин 4 в пакете выполнены таким обра) зом, что в горизонтальной проекции они имеют треугольный профиль 5, основанием обращенньпт навстречу на— правлению движения гидросмеси. Иередние торцы пластин установлены с образованием острого угла с осью трубопровода. Дли!ту пластин и расстояние между !и!ми определяют из соотно— шения установками показали, что для гравий но-песчаных гидросмесей величина А изменяется незначительно и с достаточной степенью точности может быть принята равной 0,004.
Регулирующая задвижка 7 установлена на сливной секции 3.
Устройство для сгущения гидросмеси в напорном трубопроводе работает следующим образом.
Исходная гидросмесь подается по трубопроводу 1 и поступает в ту его часть, в которой размещается пакет наклонных пластин 4, В зоне размещения пакета наклонных пластин происходит осаждение твердых частиц .в тонком с:тое движущейся гидросмеси. В этом случае та часть потока гидросмеси, которая т!еремещается в зазорах между наклонными параллельными пластинами, непрерывно осветляется, поскольку более крупные твердые частицы, находящиеся в потоке гидросмеси, пс>д действием силы тяжести перемещаются вниз до тех пор, пока не осядут на нак:тонную поверхность. Таким образом, на пластинах формируется пристеночнь!й с той осадка, который непрерывно перемещается вниз по наклонной плоскости и поступает в нижнюю часть трубопровода, где перемещаются наиболее крупные частицы твердого компонента гидросмеси. В результате консттстенция гидросыестт в нижней части трубопровода непрерывно увели;ивается, достигая наибольшего знате!тия н конце труботтровода 1. Сгуктент!ая т.ттдт3ослтес!. удаляется за предет:ы y<:тройс гва lto отво;!яшей с екции 2 °
l H lVJll3lt1IhIe плас Trr I!hi удаляются гмест» с 3»нетленной водой по сливной секции 3 .3а пределы устройства. leep»;r»Ite торцы пластин вьнтолнены треуго.тьного профиля, основанием п6ращенные навстречу напрат3лению движения исходной ттдрс3с..3е си с целью предстирашенпя забивки тяердымтт частицами зазоров в !так p те Ir;1K»!IÎ н3н !х т! Гтастин тто обеспечивает надежную работу вс»го устрайсттта. (5 лого компонента, М, — угол наклона пластин. Ре зультаты экспериментальных ис— следований и многолетние наблюдения за деттствующими гидротранспортными 11ри таком выполнении торцов пла с— тин твердые частицы, которые пройдут между двумя сосеJT!rèìè основаниями треугольников на торце пластин, уже не смогуT:з3аerд3еeIр33жKа т ьhсerя 3 и Hзабить зазор 13407п между пластинами, поскольку расстояние между пластинами больше размера транспортируемой твердой частицы, В том случае когда твердая частица за> 5 стрянет между двумя соседними основа— ниями треугольника на торце пластин, она непрерывно подвергается воздействию потока гидросмеси. В резульгате указанная твердая частица либо уменьшится в размере вследствие гидрообразивного износа и будет далее транспортироваться в зазоре между пластинами вместе с другими более развернет застрявшую твердую частицу и переместит ее по нисходящей кривой 6 передних торцев пластин из верхней части трубопровода в его нижнюю 20 часть, где нет наклонных пластин, Кроме того, размещение передних торцов пластин в пакете по нисходящей кривой от верхней части внутренней поверхности трубопровода к его горизонтальному диаметральному сечению приводит к тому, что крупные частицы, попавшие в верхнюю часть трубопровода при турбулентном движении гидросмеси, постепенно передвигаются по нисходящей кривой торцов пластин в нижнюю часть трубопровода, что также предотвращает забивку устройства твердыми частицами и, следовательно, повышает надежность его работы, Пример. Исходные данные. Ра— ботает земснаряд марки 180-60 с напорным трубопроводом диаметром (D) 500 мм. При этом расход гидросмеси составляет О „ = 2200 м /ч, а объемная консистенция гидросмеси Т/Ж вЂ” 1/10. 35 Гранулометрический состав твер- 45 дога компонента гидросмеси приведен в таблице (мелкий песок), Остатки Размер отверстий сит> мм 50 1 0,5 0,25 0,1 0,05 Частные остатки 0,3 5,5 54,3 39,9 мелкими частицами твердого компонен- 15 та гидросмеси, либо поток гидросмеси Расчет устройства для сгущения гипросмеси в напорном трубопроводе. При заданном расходе гидросмеси 0 =2200 м /ч (О 61 м /с) по Грубо.сч проводу диаметром (П1 500 мм гидросмесь перемещается со скоростью 0,61 3,1 м/с: v р2 0,5По известным формулам определяем критическую скорость движения гидросмеси по трубопроводу диаметром (Л) 500 мм V„=8,3 70 С, 3,— — 6 Г =8,3 - 0,5 g О 06 0,14 = 2,97 м/с Как показали расчеты, скорость движения гидросмеси в трубопроводе П = 500 мм близка к критической.Следовательно, выбираем диаметр подводядей секции в устройстве для сгущения гидросмеси равным 500 мм, Из условия наилучшего осаждения Т 3 П Л получаем, что длина пластин (1.) по верхней кромке составляет 16 м. В этом случае по сливной секции 3 за пределы намываемого сооружения удаляется 1100 м /ч воды> а по отводящей секции 2 напорного трубопровода на объект поступает сгущенная гицросмесь объемной консистенции Т/Ж = 1/5 при расходе гидросмеси 1100 м /ч. При этом, как показали экспериментальные данные, содержание гпинистых и илистых частиц в сгущенной гидросмеси уменьшается вдвое, а потери кондиционных фракций песка в слив не превышают 2,77.. При подаче сгущенной гидросмеси с меньшим содержанием глинистых и илистых частиц на намываемый объект увеличивается КИРВ и уменьшаются потери песка при намыве, что приводит к увеличению объема намыва на 10, твердых частиц в тонком слое жидкости и перемещения образовавшегося пристеночного слоя осадка вниз ло накло>п ой плоскости принимаем угол нао кчона пластин ж = 60, а зазор В между наклонными пластинами равным 0,04 м. Тогда по формуле 0792 В А совК 10 где В OC А расстояние между пластинами; длина пластин; угол наклона пластин; эмпирический коэффициент. Риг. 3 Составитель О. Калягина Редактор M.Петрова Техред M.Дилык Корректор M.Äåì÷èê Заказ 4375/10 Тираж 656 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 134 Таким образом, при наличии пакета наклонных пластин в подводящем трубопроводе происходит сгущение гидросмеси, при этом вместе с осветленной водой иэ нее удаляются нежелательные наиболее мелкие фракции твердого компонента (например, иэ песчано-глинистой гидросмеси удаляются нежелательные глинистые и илистые частицы), которые вместе с водой удаляются в специально оаведенное место или возвращаются обратно в процесс, если их содержание в осветленной воде не превышает дояустимых пределов. Формула изобретения 1. Устройство для сгущения гидросмеси, включающее напорный трубопровод, в котором установлены пластины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности сгу1 щения, пластины установлены наклонно в верхней части трубопровода до его горизонтального диаметрального сече5 ния причем длину пластин и расстоя-, ние между ними определяют иэ соотношения 2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, передние торцы пластин выползп нены в виде треугольника, обращенного основанием навстречу потоку гидросмеси, и установлены с образованием острого угла с осью трубопровода.
