Установка для исследования гидротранспорта сыпучих материалов
Союз Советскнк
Соцмалмстическнк
Республик
ОГ ИСАНИЕ
ИЗЬБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<„ 893750 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.03.80 (21) 2894160/27-11 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М К„, з
В 65 G 53/30
Гооударотееииый комитет
Опубликовано 30.12.81. Бюллетень ¹48
Дата опубликования описания 10.01.82 (53) УДК 621.867.8 (088.8) па делом изобретеиий и открытий
Институт горной механики им. Г. А. Цулукидзе (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОТРАНСПОРТА
СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
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 (11.
Недостатком указанной установки является то, что в ней для изменения направления движения гидросмеси использованы приводные переключатели потока, что повышает энергоемкость установки и предоопределяет контакт движущихся частей переключателей с частицами материала и быстрый их износ при одновременной потере герметичности и интенсивном измельчении тверS дых частиц.
Кроме того, самозали в трубопровода гидросмесью нужной консистенции, приготовленной в емкости, происходит неравномерно — с уменьшающимся расходом и уменьшением уровня в емкости. Это вызывает неравномерное распределение и отчасти осаждение твердых частиц в полости трубопровода, что сильно искажает протекание изучаемого процесса изнашивания при перемещении равнораспределенных частиц со стабилизированными параметрами транспортирования.
Цель изобретения — снижение энергоемкости, повышение долговечности и качества исследований.
Указанная цель достигается тем, что трудо бопровод снабжен дополнительной магистралью, связывающей другие концы ветвей с емкостью для гидросмеси, и обводными трубами, установленными на каждой его
893750 ветви, причем дОполнительная магистраль снабжена устройстзом для сгущения гидросмеси, вы;од сливной магистрали соедине с Гзс lc»!I< IIII:цим гатрубком насос-i, и др —
Г ая Бет<<ь трудо нроьодс< также св<<за<1а ГI Ср<. JCTBOI<1 к. 1а. <ана с ВЫП "< .I ЕМКОСТИ ДЛЯ ГИДРОСМЕСИ, ПРИ ЭТОМ В н.:Ста. ; соединения ветвь i трубо:Гровода ..: .<о .,. .нительной магистралью и выходами обв: . ." труб установлены обратные клапаны, а и. паны, связывающие выпускной патруб<, 1О емкости для гидросмеси с ветвями трубопровода, также выполнены обратными. Кроме того, в дополнительной магистрали после устройства для сгу<цения гидросмеси выполнен участок для установки и:— трубка из испытываемого материала. 15 Устройство для сгущения гидросмеси может быть выполнено состоящим из ко нусной емкости и установленных в ней вертикальных перегородок, причем низ емкости сообщен с дополнительной магистралью, а верх — посредством регулирующего дро— 20 селя 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 З<З емкость 7 для гидросмеси, обратные клапаHbl 8, обводные трубы 9, обратные клапаны 10, всасывающий патрубок 11 насоса. дополнительную магистраль 12, устройство для сгущения ги 1посмеси, включающее конусную конусн,ю ;мкость 13 и перегородки 14 для ламиниризации потока, регулирующий дроссель 15, натрубок 16 из испытываемого материала и емкость 17 для воды. Установка работает следующим образом. 4Î Вся система наполняется чистой водой и включаются приводы насоса 6 для высоконапорной воды и переключателя 5. Одновременно начинается подача гидросмеси требуемой консистенции и расхода в емкость 7. Переключатель 5 направляет вы- 4> соконапорный 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 в 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 параметр<;в из емкости 7. Гидросмесь перемещается за счет гоавитационных сил, обусловленных более высоким по сравнению с ветвями 1 Il 2 расположением низа емкости 7 (не пои;.<вано), I также сил, возникщих из-за р=iзности 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 nepe«".÷<."IIèè ветвей, освобождая путь гидросмеси, вь<тесняемой из ветви 2 под действием высоконапорной воды. Одновременно начинает заполняться гидросмесью ветвь 1 трубопровода (последовательность операций такая же, как для ветви 2). Пс истечении требуемого времени, неооходнмого для полного вытеснения порций ги Гросмеси 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 излишней 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 возвращается в емкость и из нее вновь загружае1ся в ветви 1 или 2 трубопровода. Постоянный оомеп гидросмеси в емкости 7 обеспечивает постоянство уровня смеси в ней, т. е. и постоянный расход гидросмеси. Отбор излишней воды обеспечивается действием гравитационных сил. Из-за более высокой плотности частицы твердого начинают осаждаться в среде жидкости, если гидравлическая крупность стесненного падения частиц больше 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 твердых частиц и скоплению их в нижних слоях. Перегородки устройства способствуют 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 внешних воздействий, что зна893750 чительно 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 1. 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, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергоемкости, повышения долговечности и качества исследований, 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 другая ветвь трубопровода также связана посредством клапана с выпускным патрубком 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. 2. Уста новка по и. 1, отличающаяся тем, что в дополнительной магистрали после устройства для сгущения гидросмеси выполнен участок для установки патрубка из испытуемого материала. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для сгущения гидросмеси 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 Мю 331013, кл. В 65 G 53/30, 1970 (прототип). 893750 Puz 1 Редактор М. Лысогорова Заказ 1! 372/31 Составитель М. Цветкова Техред А. Бойкас Корректор С. !Цо м а к Тираж 845 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
