АППАРАТ ДЛЯ ГИДРОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
UNIT FOR BULK MATERIAL HYDROTRANSPORTATION

Изобретение предназначено для гидротранспортирования сыпучих материалов, в том числе обладающих абразивными свойствами, в различных отраслях промышленности. Использование для решения таких задач обычного насосного оборудования приводит к быстрому выходу его из строя вследствие быстрого изнашивания рабочих органов.
Известен грунтовый насос [Патент РФ №2315204, МПК F04D 7/04, 20.01.2008], содержащий снабженный задней и передней крышками наружный корпус с размещенными в нем внутренним корпусом в форме улитки, имеющим защитные бронедиски, вал, на котором закреплено рабочее колесо, всасывающий и нагнетательный патрубки. Внутренний корпус выполнен за одно целое с задним защитным бронедиском, а передний защитный бронедиск снабжен фланцем, стыкующимся с фланцем всасывающего патрубка с образованием паза, в который входит выступ рабочего колеса для исключения попадания гидросмеси между наружным и внутренним корпусами.
К недостаткам данного насоса следует отнести высокую стоимость бронедисков и их износ при гидротранспортировании абразивных сыпучих сред. Кроме того, данный насос позволяет транспортировать жидкости с массовым содержанием твердой фазы 3-5%, что требует значительного потребления жидкости и невозможность его использования в качестве промежуточной насосной станции в системах гидротранспорта на большие расстояния.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для транспортирования суспензий [Патент РФ 2212566, МПК 7 F04D 13/12. Устройство для транспортирования суспензий / А.И. Зайцев, А.Е. Лебедев, Д.О. Бытев, И.А. Зайцев, Опубл. 20.09.2003, Бюл. №26], содержащее, устройства загрузки и выгрузки, разделитель, соединительные патрубки, центробежный насос, соединенный со смесительной камерой, представляющей собой водоструйный элеватор. Разделитель представляет собой аппарат центробежно ударного типа, в котором суспензия делится при ударе об отбойник.
К недостаткам данного устройства следует отнести сложность и большие размеры разделительного устройства, требующего применения дополнительного привода вращательного движения, что приводит к существенному росту потребляемой энергии. Наличие в данном устройстве центробежно-ударного разделителя существенно усложняет выгрузку сгущенной фазы и повышает вероятность засорения патрубков для отвода сгущенной фазой.
Задача изобретения - создание аппарата для гидротранспортирования сыпучих материалов сравнительно простой конструкции без использования разделителей с дополнительным приводом, позволяющего транспортировать сыпучие среды с абразивными частицами и исключающего возможность засорения патрубков твердыми частицами.
Поставленная задача достигается тем, что в аппарате для гидротранспортирования сыпучих материалов, содержащем устройства загрузки и выгрузки, разделитель, соединительные патрубки, центробежный насос, соединенный со смесительной камерой, разделитель представляет собой криволинейный патрубок, имеющий возможность изменения кривизны, сообщающийся с разветвителем, в наклонном патрубке которого установлено приемное приспособление с возможностью изменения глубины проникновения в его внутреннюю полость, сообщающееся через патрубок с центробежным насосом, имеющим соединение через выходной трубопровод со смесительной камерой в нижней ее части.
На чертеже представлена схема аппарата для гидротранспортирования сыпучих материалов.
Аппарат для гидротранспортирования сыпучих материалов содержит устройства загрузки 1 и выгрузки 2, разделитель 3, разветвитель 4, центробежный насос 5, который сообщается со смесительной камерой 6. Разделитель 3 представляет собой криволинейный патрубок, имеющий возможность изменения кривизны при помощи приспособления 7, представляющего собой поворотный рычаг, одним концом закрепленный к разделителю 3 в зоне устройства загрузки, а другим к неподвижной стойке, поворотом которого можно изменить кривизну разделителя. По ходу течения перекачиваемого материала за разделителем установлен разветвитель 4, в наклонном патрубке которого размещено приемное приспособление 8 с возможностью изменения глубины проникновения в его внутреннюю полость, сообщающееся через патрубок 9 с центробежным насосом 5.
Привод центробежного насоса осуществляется от электродвигателя 10.
Аппарат для гидротранспортирования сыпучих материалов работает следующим образом.
Подлежащая транспортированию среда (сыпучие материалы вместе с транспортирующей жидкостью) подается через устройство загрузки 1 в разделитель 3, где при движении по его внутренней криволинейной поверхности происходит ее разделение под действием центробежной силы на сгущенную и осветленную фазы.
Разделение потока на сгущенную и осветленную фазы происходит при помощи приемного приспособления 8.
Сгущенная фаза, содержащая большую часть твердых абразивных частиц, представляющих опасность для насосного оборудования, прижавшись к поверхности разделителя, движется через разветвитель 4 минуя приемное приспособление 8 в прямолинейном направлении к смесительной камере 6.
Осветленная фаза, очищенная от крупных твердых включений (содержащая лишь мелкие частицы размером менее 0,7-1 мм, практически не приводящих к износу деталей насоса), двигаясь в верхних слоях потока, захватывается приемным приспособлением 8 и далее через патрубок 9 направляется в центробежный насос 5. Здесь происходит ее разгон и направление в смесительную камеру 6. В смесительной камере 6 осветленная фаза, взаимодействуя со сгущенной фазой, транспортирует последнюю. Обе фазы движутся как единое целое.
Соединение центробежного насоса 5 через выходной трубопровод 11 со смесительной камерой 6 в нижней ее части позволяет организовать поднятие твердых частиц, находящихся в сгущенной фазе, с нижней части смесительной камеры 6 и исключить ее преждевременное осаждение при дальнейшем транспортировании.
Прямолинейное движение сгущенной фазы в данном аппарате практически исключает засорение патрубков твердыми частицами.
Благодаря тому, что разделитель представляет собой криволинейный патрубок, имеющий возможность изменения кривизны, появляется возможность управлять степенью разделения, что существенно расширяет область применения данного аппарата.
Отсутствие в разделителе вращающихся элементов существенно упрощает конструкцию и снижает энергопотребление.
Размещение входа в приемное приспособление с возможностью изменения глубины проникновения во внутреннюю полость разветвителя позволяет регулировать состав отбираемой осветленной фазы и, как следствие, управлять степенью ее очистки (содержанием твердых частиц).
Таким образом, в предлагаемом аппарате за счет выделения из общего потока жидкой среды, ее разгона центробежным насосом и последующего смешения с остальным материалом происходит разгон последнего. При этом твердые частицы не попадают в центробежный насос, тем самым существенно снижается интенсивность его износа и, следовательно, повышается срок службы.