Способ напорного транспортирования гидросмеси

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕтЕНИЯ ""85695О

Х АВТОРСКОМУ СВИ ПИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное и аат. саид-ву (22) заявлено 051179 (21) 2836184/27-11 (51)М. КЛ. с присоединением заявки Н9

В 65 G 53/30

Гесударстаеииый комитет

СССР ие делан изобретеиий и открытий (23)Г(риоритет

Опубликовано 230881. Вголлетвнь 89 31

Дата опубликования описания 230881 (53) УДК 621.867.72 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.A. Гусаров, М.В. Ванчаков, В.Н. Ерохин и В.И. Елимов (71) Заявитель

Ленинградский технологический институт целл бумажной промышленности (54 } СПОСОБ НАПОРНОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ

ГИДРОСИЕ СИ

Изобретение относится к транспортированию гидросмесей по трубопроводу, преимущественно волокнистых суспенэий.

Известно транспортирование волокнистых суспензий непосредственным ее нагнетанием в трубопровод массными насосами, создающими на входе в трубопровод необходимый для преодоления гидравлических сопротивлений напор (1).

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

Известен способ транспортирования гидросмеси по трубопроводу, заключающийся в том, что в трубопровод нагнетают транспортирующий агент и вводят в него гидросмесь f2)

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 и при внезапных остановках насосного оборудования, s то же время высокие скорости движения являются причиной и больших гидравлических потерь напора, вследствие чего или ограничивают расход твердого (снижают концентрацию материала в воде), или устанавливают мощное насосное оборудование, что снижает эффективность процесса транспортирования.

Применение данного способа напорного гидротранспортирования материалов в условиях целлюлозно-бумажного производства для перемещения укаэанных волокнистых .глатериалов нецелесообразно, так как это потре1з бовало бы с одной стороны предварительного обезвоживания волокнистой массы, что весьма энергоемко, а с другой стороны по окончании транспортирования образованная волокнис20 тая суспензия была бы неоднородна и имела низкую концентрацию.

Цель изобретения - снижение гидравлических потерь при транспортировании волокнистых суспенэий.

Эта цель достигается тем, что в качестве транспортирующего агента используют гидросмесь, имеющую одинаковые компоненты с транспортируемой гидросмесью, но меньшей кон30 центрации, причем объемное соотноше856950 ние транспортируемой гидросмеси к транспортирующему агенту берут в диапазоне 1:1 - 1:9, а в конце транспортирования указанные гидрасмеси или осредняют или разделяют по концентрациям.

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

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

Пространственная структура волок" нистой суспенэии 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 пространственной 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 сдвига тем больше, чем больше концентрация волокна н суспензии.

Например, для суспенэии иэ еловой сульфатной небеленой целлюлозы предельное напряжение сдвига при концентрации 6% равно 632 Н/м, а при концентрации 8% — 1530 Н/м .

Разрушение пространственной структуры волокнистой суспензии, т.е. возникновение касательных напряжений, превышающих величину предельного напряжения сдвига, может наступить из-за значительных гидромеханических ноздействий при пульсациях в условиях турбулентного режима движения напорного потока. Однако то обстоятельство, что напорным потоком янляется 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, ламинированный режимы течения наблюдались в диапазоне скоростей от 0 до 2 м/с.

На чертеже изображена принципиальная схема напорного транспортирования гидросмеси.

Схема включает расходные бассейны 1 и 2 для транспортируемой гид-. росмеси и транспортирующего агента с меньшей концентрацией, насос 3, транспортный трубопровод 4 и питатель 5, например шлюзового типа, для ввода в трубопровод 4 транспортируемой гидросмеси из бассейна 1 °

Транспортный трубопровод 4 соединен с технологической емкостью 6, имеющей 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 емкость

6 соединена с бассейном 2 возвратной линией, содержащей насос 10 и трубопровод 11.

Транспортирование концентриронан20 ной гидросмеси осуществляют следующим образом, Сначала посредством насоса 3 в транспортном трубопроводе 4 создают напорный поток транспортирующего д агента, отбираемого иэ расходного бассейна 2. При этом его концентрация н бассейне 2 находится в пределах от 0,3% до 5%. Затем из бассейна 1 отбирают транспортируемую 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 суспенэий было от 9:1 до

1г1, причем меньшие объемные соотношения устанавливают при транспортировании более концентрированных гидросмесей. Поступающую в трубо.провод 4 концентрированную гидро40 смесь перемещают уже напорным потоком транспортирующего агента с меньшей концентрацией.

На выходе из транспортного трубопровода 4 гидросмеси направляют либо щ в технологическую емкость 6, либо в емкость 8. В первом случае н технологической емкости с помощью дренирующего устройства 7 гидросмеси разделяют по концентрациям и гидро" смесь с большей концентрацией направляют н емкость 8. Отделенную гидросмесь с меньшей концентрацией можно использонать повторно для создания напорного потока, направляя ее н расходный бассейн 2 с помощью насоса 10 по трубопроводу 11.

Во втором случае концентрации гидросмесей в емкости 8 осредняют смешиванием посредством мешалки 9..

Использование предлагаемого иэо60 бретения обеспечинает по сравнению с известными способами следующие йреимущества: а) снижение гидравлических потерь напора при движении волокнистых

6$ суспензий по трубопроводу, 856950

Формула изобретения

Составитель Г. )Хукова

Редактор С. Патрушева Техред Й.маточка Корректор Н. Стец, Заказ 7105/28 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 б) повышение концентрации перекачиваемого по трубопроводу волокнистого материала; в) сокращение опасности .закупорки трубопровода даже при внезапных остановках насоса, г) снижение энергозатрат на леремещение волокнистого материала по трубопроводу.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения 80 тыс. руб. в год.

Способ напорного транспортирования гидросмеси, преимущественно волокнистых суспензий, заключающийся в том, что в трубопровод нагнетают транспортирующий агент и вводят в него гидросмесь, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сниl жения 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 гидросме-. си к транспортирующему агенту берут в диапазоне 1:1 - 1:9, à 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 A.Î., Дьячков B.K.

Транспортирующие машины. N., "Ма2О шиностроение", 1968, с. 411 (прототип).