способ напорного гидротранспортирования сыпучих материалов

Формула изобретения

Способ напорного гидротранспорта твердого сыпучего нерастворимого вещества, например рядового угля, включающий смешивание твердого вещества с жидкостью (образование гидросмеси), подачу гидросмеси в магистральный трубопровод, передачу при этом от энергоисточника к гидросмеси энергии, необходимой для ее передвижения по трубопроводу, отличающийся тем, что трансмиссию энергии от источника к гидросмеси ведут посредством такой же жидкости, находящейся в непрерывном поступательном движении, дополнительное количество которой кратковременно вводят в контакт с гидросмесью, путем попутного движения с ней, а затем выделяют из нее перед подачей гидросмеси в магистральный трубопровод и возвращают выделенную жидкость к источнику энергии, при этом источники передаваемой энергии и энергии возврата жидкости совмещены, а дополнительная жидкость работает в непрерывном круговороте получения-отдачи энергии, т.е. в режиме "белкина колеса".

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидравлическому напорному транспортированию твердых сыпучих нерастворимых веществ - гидравлических смесей, например рядового угля.

Известен способ гидравлического напорного транспортирования гидросмесей, включающий смешивание твердого вещества с жидкостью (образование гидросмеси), подачу гидросмеси в магистральный трубопровод [Мучник B.C. и др. Подземная гидравлическая добыча угля. - М.: Недра, 1986, с. 35-36]. Сущность этого способа состоит в том, что предварительно приготовленную гидросмесь подают в шламовый насос (углесос), в котором ей предают кинетическую энергию от движущегося поршня, винта, лопасти и т.д. а затем направляют в магистральный пульповод.

Недостатками этого способа являются ударное дробление кусков транспортируемого твердого вещества и ограничение крупности кусков транспортируемого твердого вещества размерами проходных отверстий насосных установок.

Известен также способ гидравлического напорного транспортирования гидросмесей, принятый за прототип, включающий смешивание твердого вещества с жидкостью (образование гидросмеси), подачу гидросмеси в вытеснительную камеру, вытеснение гидросмеси из камеры в магистральный пульповод буферной жидкостью [Вытеснительная гидротранспортная установка А. с. N 688718 М.кл⁵. F 04 F 1/00, опублик. Б.И. N 36, 1979]. Сущность этого способа состоит в том, что предварительно приготовленную гидросмесь подают в камеру, из которой ее вытесняют буферной жидкостью в магистральный пульповод. Гидросмесь перед вытеснением в магистральный пульповод останавливается, а затем вытесняется буферной жидкостью.

Недостатком этого способа является прерывание поступательного движения гидросмеси с ее остановкой в камере вытеснения перед началом процесса передачи энергии, что создает пульсацию распределения твердого в гидросмеси, сопровождающуюся частичным осаждением твердых частиц и опасностью забучивания транспортной системы.

Задача изобретения - обеспечение непрерывной передачи энергии поступательно движущейся гидросмеси.

Указанная задача достигается тем, что трансмиссию энергии от источника к гидросмеси ведут посредствам такой же жидкости, находящейся в непрерывном поступательном движении, дополнительное количество которой кратковременно вводят в контакт с гидросмесью, путем попутного движения с ней, а затем выделяют из нее перед подачей гидросмеси в магистральный трубопровод и возвращают выделенную жидкость к источнику энергии, при этом источники передаваемой энергии и энергии возврата жидкости совмещены, а дополнительная жидкость работает в непрерывном круговороте получения-отдачи энергии, т.е. в режиме "белкина колеса".

На чертеже представлена функциональная схема реализации способа. На схеме приняты следующие обозначения процессов:

1 - смешивание сыпучего вещества с жидкостью (образование гидросмеси);

2 - передача энергии гидросмеси от дополнительной жидкости;

3 - передача энергии дополнительной жидкости;

4 - выделение дополнительной жидкости, парциальная загрузка гидросмеси в магистральный трубопровод.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. Первой выполняют операцию смешивания 1 несущей жидкости и сыпучего материала. В результате получают гидросмесь с массовой концентрацией Т:Ж (твердое : жидкость) в пределах от 1:1 до 1:5. Указанный диапазон концентрации гидросмеси оптимален по критериям экономичности и работоспособности гидротранспорта. Нижняя граница установлена по критерию надежности процесса гидротранспортирования - минимальности вероятности забучивания гидротранспортной системы при аварийной остановке, верхняя граница установлена по критерию минимальности затрат на гидротранспортирование сыпучего материала.

Полученную гидросмесь направляют на смешивание с дополнительной жидкостью, в ходе которого осуществляется процесс передачи энергии 2 от дополнительной жидкости к гидросмеси в размерах, необходимых для транспортирования гидросмеси по магистральному трубопроводу.

Процесс передачи энергии 2 продолжается в течение 3-15 с, при этом жидкости движутся попутно, гидросмесь получает кинетическую энергию в виде скоростного напора и потенциальную энергию - в виде статического давления, которые необходимы для энергетических затрат на гидротранспортирование (преодоление гидравлических сопротивлений и разности геодезических высот на трассе гидротранспорта).

После этого дополнительную жидкость выделяют 4 из гидросмеси и возвращают ее к источнику энергии, а гидросмесь, доведенную до оптимальной концентрации Т:Ж, получившую запас энергии, направляют в магистральный пульповод.

У источника энергии непрерывно идет процесс передачи энергии 3 возвращенной дополнительной жидкости. Дополнительная жидкость находится в непрерывном круговороте получения-отдачи энергии, т.е. работает в режиме "белкина колеса".

В результате реализации предлагаемого способа крупность транспортируемых частиц сыпучего вещества ограничивается только размерами проходных отверстий трубопровода, поскольку транспортируемая гидросмесь не участвует непосредственно в процессе передачи энергии от источника, т.е. не проходит через каналы насоса.

Применение данного способа позволит создать условия для гидротранспортирования гидросмесей крупнозернистых веществ, в котором не будет происходить дробление кусков и гидротранспортирование будет осуществляться при оптимальной концентрации Т:Ж.