устройство для перемещения гидросмеси

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГИДРОСМЕСИ, содержащее трубопровод, снабженный механизмом перемешивания гидросмеси, отличающееся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат путем снижения гидравлического сопротивления при равномерном распределении концентрации твердой гидросмеси по поперечному сечению трубопровода, механизм перемешивания гидросмеси выполнен в виде установленной на трубопроводе обоймы с расположенным внутри нее соосно с трубопроводом патрубком, на концах которого выполнены отверстия, и снабжен винтообразными спиралями, установленными между наружными стенками патрубка и внутренними стенками обоймы с образованием каналов для части потока гидросмеси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротранспорту водоугольных слаборасслаивающихся суспензий.

Известно устройство для перемещения сыпучих материалов, содержащее трубопровод, снабженный механизмом перемешивания сыпучих материалов, выполненным в виде обоймы, установленной на трубопроводе, имеющим отверстия для прохода потока смеси. В этом устройстве поток смеси материала отбирается в верхней части трубопровода и после прохождения обоймы направляется в пристенную внешнюю часть трубопровода.

Ближайшим техническим решением к заявленному является известное устройство для перемещения гидросмеси, содержащее трубопровод, снабженный механизмом перемешивания, выполненным в виде установленных по всей окружности трубопровода направляющих лопаток.

Недостаток этого устройства - значительные энергозатраты, связанные с большими гидравлическими сопротивлениями при перемещении гидросмеси, так как в устройстве происходит закручивание в основном центральной части потока гидросмеси, имеющего концентрацию, близкую к равномерной (постоянной), т. е. не требующей перемешивания.

Кроме того, конструкция известного устройства не позволяет пропускать скребки во внутрь трубопровода в случае необходимости очистки его внутренней поверхности от отложений.

Цель изобретения - уменьшение энергозатрат путем снижения гидравлического сопротивления при равномерном распределении концентрации твердой фазы гидросмеси по поперечному сечению трубопровода.

Цель достигается тем, что механизм перемешивания гидросмеси выполнен в виде установленной на трубопроводе обоймы с расположенным внутри нее соосно трубопроводу патрубком, на концах которого выполнены отверстия, и винтообразными спиралями, установленными между наружными стенками патрубка и внутренними стенками обоймы с образованием каналов для части потока гидросмеси.

На фиг. 1 изображена схема устройства для перемещения гидросмеси; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит трубопровод 1 с установленным на его наружной поверхности механизмом перемешивания гидросмеси. Механизм перемешивания гидросмеси выполнен в виде установленной на трубопроводе 1 обоймы 2, имеющей криволинейную поверхность для предотвращения застойных зон, с расположенным внутри нее патрубком 3, имеющим по концам входные отверстия 4 и выходные отверстия 5. Патрубок 3 представляет собой отрезок трубы с диаметром, равным диаметру трубопровода 1. Между наружными стенками патрубка 3 и внутренними стенками обоймы 2 установлены винтообразные спирали 6. Обойма 2 может быть прикреплена к трубопроводу 1 любым известным способом, например сваркой. Сваркой можно закрепить винтообразные спирали к патрубку 3 и обойме 2. Между наружными стенками патрубка 3, внутренними стенками обоймы 2 и винтообразными спиралями 6 образованы каналы 7. При этом канал на входе в верхнюю часть механизма перемешивания гидросмеси выполнен с проходным сечением меньшим проходного сечения канала на входе в нижнюю часть механизма перемешивания. На выходе из механизма перемешивания канал в верхней части выполнен с проходным сечением большим, чем проходное сечение канала на выходе из нижней части механизма перемешивания. Геометрические размеры проходных сечений каналов выбираются из условия равенства потерь давления при движении центральной части потока гидросмеси внутри патрубка 3, высоковязкой (периферийной) части потока по каналу, имеющему большее проходное сечение и низковязкой (периферийной) части потока по каналу, имеющему проходное сечение. Угол наклона витка спирали 6 выбирается в пределах 35-55^о из условия поворота потока не более чем на 180^о. Количество витков спиралей, протяженность патрубка определяются вязкостью гидросмеси. Количество механизмов перемешивания на единицу длины трубопровода определяется экспериментально, их число уменьшается при уменьшении склонности гидросмеси к перераспределению концентрации твердой фазы по поперечному сечению трубопровода.

Устройство для перемещения гидросмеси работает следующим образом.

Гидросмесь (например водоугольная слаборасслаивающаяся суспензия) движущаяся по трубопроводу 1, имеет низкую концентрацию твердой фазы в верхней части трубопровода и более высокую в нижней части трубопровода 1. Движущаяся в трубопроводе 1 гидросмесь при поступлении в механизм перемешивания разделяется на два потока: центральный и периферийный. Центральный поток перемещается внутри патрубка 3 без вращения. Периферийный поток через входные отверстия 4 поступает в винтообразные каналы 7, образованные наружными стенками патрубка 3, внутренними стенками обоймы 2 и винтообразными спиралями 6 и, перемещаясь в них, поворачивается не менее чем на 180^о, и через выходные отверстия 5 поступает в трубопровод 1.

За счет вращения периферийной части потока его нижняя часть, имеющая высокую концентрацию твердой фазы, после прохождения механизма перемешивания движется в верхней части потока, а верхняя часть потока, имеющая низкую концентрацию твердой фазы, после прохождения механизма перемешивания, движется в нижней части потока. В центральной части потока распределение концентрации твердой фазы в гидросмеси сохраняется неизменным. Применительно к слаборасслаивающимся суспензиям различия в массовых концентрациях в верхней и нижней частях потока не превышает 10-13% при средней по сечению трубопровода концентрации твердой фазы 60-70% .

Использование данной конструкции устройства для перемещения гидросмеси позволит снизить энергозатраты, связанные с большими гидравлическими сопротивлениями, в частности при транспорте водоугольных слаборасслаивающихся суспензий, представляющих собой высококонцентрированную (до 60-70% угля по массе) гидросмесь, имеющую грансостав до 250-350 мм, с большим количеством тонкодисперсной фазы до 20 мкм.