УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ
DEVICE FOR FORMING THE FILLING MIXTURE

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при закладке выработанного пространства твердеющими смесями для обезвоживания закладочной пульпы, отвода отработанной воды и транспортировке сгущенной пульпы в выработанное пространство.
Известен трубчатый водоотделитель (Авторское свидетельство СССР №697744, опубликовано 15.11.1979), включающий перфорированную трубу и водосборную камеру с входным и водоотводным патрубками, в котором с целью получения устойчивой заданной степени обезвоживания гидросмеси на конце пульпопровода за счет автоматического поддержания в камере вакуумметрического давления. Водоотоделитель также снабжен устройством для создания для создания разрежения, сообщенным с камерой и размещенным в верхней части последней. Перфорированные отверстия на трубе представляют собой поперечные щели.
Недостатком такого устройства является недостаточная эффективность водоотделения, а также забивка перфорированных отверстий твердыми частицами.
Известно устройство для управления отработанной водой при гидрозакладке (Авторское свидетельство СССР №1051327, опубликовано 30.10.1983), включающее установленное в герметичном корпусе цилиндро-коническое сито, последовательно сообщающиеся между собой водоприемную камеру, направляющие каналы, гидроциклон и камеру слива, установленный в гидроциклоне по его оси и соединенный с цилиндро-коническим ситом пневморазгрузочный трубопровод, кольцевой эжектор, установленный соосно с пневморазгрузочным трубопроводом воздухоподающий трубопровод и трубопровод тангенциального ввода пульпы нацилиндро-коническое сито. С целью увеличения дальности транспортирования обезвоженного материала и отработанной вводы, а также уменьшения габаритов устройства по высоте, воздухоподающий трубопровод снабжен на выходном конце раширяющимся коноидальным соплом, которое соединено с пневморазгрузочным трубопроводом в месте соединения цилиндро-конического сита с пневморазгрузочным трубопроводом, причем оси последних образуют тупой угол.
Недостатком такого устройства является использование цилиндо-конического сита для отделения жидкости с мелкими частицами закладочного материла. Щели сита забиваются закладочным материалом, что снижает эффективность водоотделения из пульпы.
Известен камерный обезвоживающе-загрузочный аппарат (Авторское свидетельство СССР №875109, опубликовано 23.10.1981), включающий две камеры, каждая из которых содержит загрузочный трубопровод, загрузочное и разгрузочное устройства, коническое сито, водосборную емкость со сливным трубопроводом, кольцевой сепаратор с форсунками, трубопроводы подачи и выпуска из камеры сжатого воздуха, воздухоподающий и транспортный трубопроводы, в котором с целью увеличения интенсивности обезвоживания поступающей в камеру гидросмеси и увеличения производительности аппарата, каждая камера выполнена квадратного сечения и снабжена в верхней части конусообразным распределителем гидросмеси, дуговым ситом и дополнительной водосборной емкостью со сливным трубопроводом для предварительного обезвоживания гидросмеси в камере, а в нижней части камера снабжена центральным и боковыми фильтрами, причем центральный фильтр сообщен с воздухоподающим трубопроводом, а боковые фильтры соединены с коническим ситом и сообщены с водосборной емкостью.
Недостатком такого аппарата также является использование дугового сита для отделения воды из пульпы, что неизбежно будет приводить либо к потере мелких твердых частиц закладочной пульпы, т.к. вода с мелкими частицами сразу отводится в сливной трубопровод.
Известна гидропневмозакладочная машина (Авторское свидетельство СССР №826039, опубликовано 30.04.1981), включающая цилиндрическую камеру с установленным внутри нее коническим ситом, загрузочный патрубок, установленный сверху по центру цилиндрической камеры, разгрузочный механизм, установленный под коническим ситом, трубопровод для ввода сжатого воздуха в верхнюю часть камеры, водосливной, воздухоподающий и транспортный трубопроводы. В данной машине с целью увеличения интенсивности обезвоживания закладочного материала перед подачей его в транспортный трубопровод, она снабжена каскадом дополнительных конических сит, угол конусности которых больше, чем у основного сита, установленных поярусно с внутренней стороны основного конического сита, направляющим конусом, установленным на сопряжении загрузочного патрубка с цилиндрической камерой, а трубопровод для ввода сжатого воздуха в верхнюю часть камеры выполнен в виде кольцевого коллектора с форсунками, установленного по периметру поперечного сечения цилиндрической камеры.
Недостатком такой машины повышенный износ основного конического сит, что приводит к увеличению ячеек сита и потере твердой фазы пульпы.
Известно устройство для очистки отработанной воды (патент РФ №2630546, опубликовано 02.02.2013 (я нашла в реестре другую дату: 11.09.2017) принятый за прототип, состоящее из центрального резервуара, выполненного в форме уплощенного многогранника, содержащего впускное устройство и выпускное отверстие, расположенные на одной линии, а снизу имеющий коллекторный бункер для удаления твердых частиц, в котором эффективное отделение твердых частиц достигается за счет гидродинамических профилей покрытых пластиковым материалом, одно из которых расположено вблизи входного отверстия и представляет вогнутую поверхность обращенная кривизной вверх, а второе располагается ближе к выходному отверстию и имеет вид правильного цилиндра с круглым основанием.
Недостатком такого устройства является горизонтальное расположение сита в коллекторном бункере, что вызывает сложности организации его очистки и частое забивание ячеек.
Техническим результатом является эффективное разделение твердых частиц из промывочной жидкости за счет регулирования отбора сгущенной массы с бункера твердых частиц на основе показаний плотности сгущенной массы и осветленной воды.
Технический результат достигается тем, что устройство дополнительно снабжено встроенным патрубком сгущенной закладочной смеси, на котором установлен перистальтический насос, содержащий трубу-оболочку, в которой размещена рабочая камера-канал, выполненная из магнитоактивного эластомера, на внутренней поверхности которой выполнены не менее 3-х шнеков, вершины которых разделяют просвет сечения трубопровода на равные секторы, за насосом соосно установлен поточный ультразвуковой плотномер, при этом устройство содержит регулятор подачи насоса, а на выпускном патрубке соосно присоединен поточный ультразвуковой плотномер с возможностью передачи сведений от плотномеров на регулятор подачи насоса.
Устройство поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 - общая схема устройства;
фиг. 2 - пространственная конструкция устройства, где:
1 - центральный резервуар;
2 - впускной патрубок;
3 - выпускной патрубок;
4 - отклоняющий гидродинамический профиль;
5 - цилиндрический гидродинамический профиль;
6 - ультразвуковой поточный плотномер;
7 - патрубок для сгущенной смеси;
8 - перистальтический насос;
9 - ультразвуковой поточный плотномер;
10 - регулятор подачи насоса;
Устройство состоит из центрального резервуара 1 (фиг. 1 и 2), который выполнен в форме уплощенного многогранника с плоскими гранями. К вертикальным граням с противоположных сторон центрального резервуара 1 присоединены соосно впускной патрубок 2 и выпускной патрубок 3, расположенные вдоль одной направляющей линии, между которыми на некотором расстоянии от впускного патрубка расположены гидродинамические профили, образующие между собой селективный проточный канал.
К верхней горизонтальной грани на расстоянии не менее 80 мм от вертикальной грани со впускным патрубком присоединен отклоняющий  гидродинамический профиль 4, представляющий собой цилиндрическую поверхность с радиусом кривизны 1000 мм, которая обращена вогнутостью вверх. Нижняя точка гидродинамического профиля расположена ниже впускного патрубка 3 не менее чем на 50 мм. За отклоняющим гидродинамическим профилем 4 ближе к выпускному патрубку расположен цилиндрический гидродинамический профиль 5, который выполнен в форме правильного цилиндра с круглым основанием. Осевая линия цилиндра расположена ниже нижней точки отклоняющего гидродинамического профиля 4 не менее чем на 50 мм, и отстоит правее точки пересечения отклоняющего гидродинамического профиля с верхней гранью не менее чем на 700 мм. Радиус цилиндрического гидродинамического профиля равен не менее 500 мм. Поверхности отклоняющего гидродинамического профиля 4 и цилиндрического гидродинамического профиля 5 покрыты износостойким полимером. На выпускном патрубке 3 соосно присоединен поточный ультразвуковой плотномер 6. В нижней части резервуара к вертикальной грани присоединен патрубок для сгущенной смеси 7 параллельно впускному патрубку 2. К патрубку для сгущенной смеси 7 соосно присоединен перистальтический насос-смеситель 8, который содержит внешнюю трубу-оболочку, в которой расположена рабочая камера-канал, возбуждаемая генератором бегущего поля и выполненная из магнитоактивного эластомера. На внутренней поверхности рабочей камеры-канала выполнены не менее 3-х шнеков, вершины которых разделяют просвет сечения трубопровода на равные секторы. Производительность перистальтического насоса-смесителя 8 задается регулятором подачи 10, за насосом соосно установлен поточный ультразвуковой плотномер 9.
Устройство работает следующим образом. Исходная пульпа, попадая в резервуар 1 (фиг. 1 и 2) через впускной патрубок 2 на своем пути сталкивается с гидродинамическим профилем 4. Твердые частицы при столкновении с поверхностью гидродинамического профиля 4 замедляют свое движении и отклоняются вниз, оседая на дно резервуара 1. Часть более мелких частиц может быть захвачена потоком и столкнуться с гидродинамическим профилем 5, который также снижает скорость движения твердых частиц, вынуждая их оседать на дно резервуара. Поток образовавшейся осветленной воды направляется к выпускному патрубку 3. Поточный плотномер 6 замеряет плотность осветленной воды и передает сведения на регулятор подачи перистальтического насоса 10. Если в осветленную воду начинает попадать много твердых частиц, значит, перистальтический насос не справляется с потоком сгущенной пульпы и она, скапливаясь в резервуаре, начинает вымываться в выпускной патрубок 3. В этом случае регулятор подачи 10 повышает подачу перистальтического насоса, что приведет к снижению уровня сгущенной пульпы в резервуаре и снижению концентрации твердых частиц в осветленной воде. Поточный плотномер 9 замеряет концентрацию твердых частиц в закладочной смеси. При снижении концентрации закладочной смеси поточный регулятор 9 передает данные на регулятор подачи перистальтического насоса 10, который снижает подачу перистальтического насоса, что приводит к повышению концентрации закладочной смеси.
Основными преимуществами устройства для формирования закладочной смеси, описываемого выше, является следующие:
- по причине наличия встроенного патрубка для отбора сгущенной закладочной смеси, на котором установлен перистальтический насос, рабочая камера-канал выполнена из магнитоактивного эластомера, что позволяет перемещать гидравлические смеси с большей плотностью, а также
- представляется возможным сократить габариты и конструкционную сложность устройства, тем самым добиваясь возможности работы в стесненных условиях.