способ перекачивания материалов природного шельфа

Формула изобретения

Способ перекачивания материалов природного шельфа по трубопроводу с помощью центробежного насоса, имеющего по меньшей мере пару рабочих колес и электродвигатель, причем центробежный насос располагают под углом к всасывающему трубопроводу, отличающийся тем, что насос скрепляют с муфтой, обеспечивающей клинообразный в сечении угол подачи струи пульпы из соединенного с муфтой приемного коллектора при подаче в нее от насоса водяного потока и регулирование сечения последнего, при этом рабочие колеса насоса располагают между муфтой и электродвигателем, а всасывание водного потока осуществляют со стороны всасывающего торца электродвигателя, размыв грунта и всасывание пульпы осуществляют на глубине, не превышающей 82 м водного слоя, для чего на плавсредствах относительно поверхности воды морского или иного водного шельфа устанавливают лебедку с тянущим тросом, к которому прикрепляют устройство для транспортирования пульпы таким образом, чтобы максимальная глубина для всасывания пульпы определялась подачей троса лебедки, при этом для размыва грунта и профилактической очистки устройства по трубопроводу с регулируемым вентилем производят подачу водного потока от выходного патрубка центробежного насоса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспорту сыпучих и незначительных по размеру фракций материалов природного шельфа с помощью центробежного насоса.

Известен наиболее близкий к изобретению способ перекачивания материалов природного шельфа по трубопроводу с помощью центробежного насоса, имеющего, по меньшей мере, пару рабочих колес и электродвигатель, в котором центробежный насос располагают под углом к всасывающему трубопроводу (авторское свидетельство СССР 981693, кл. F 04 D 13/12, 15.12.1982).

Однако известный способ имеет малые технологические возможности.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей.

Технический результат достигается за счет того, что в способе перекачивания материалов природного шельфа по трубопроводу с помощью центробежного насоса, имеющего, по меньшей мере, пару рабочих колес и электродвигатель, причем центробежный насос располагают под углом к всасывающему трубопроводу, насос скрепляют с муфтой, обеспечивающей клинообразный в сечении угол подачи струи пульпы из соединенного с муфтой приемного коллектора при подаче в нее от насоса водяного потока и регулирование сечения последнего, при этом рабочие колеса насоса располагают между муфтой и электродвигателем, а всасывание водного потока осуществляют со стороны всасывающего торца электродвигателя, размыв грунта и всасывание пульпы осуществляют на глубине, не превышающей 82 м водного слоя, для чего на плавсредствах относительно поверхности воды морского или иного водного шельфа устанавливают лебедку с тянущим тросом, к которому закрепляют устройство для транспортирования пульпы таким образом, чтобы максимальная глубина для всасывания пульпы определялась подачей троса лебедки, при этом для размыва грунта и профилактической очистки устройства по трубопроводу с регулируемым вентилем производят подачу водного потока от выходного патрубка центробежного насоса.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема устройства для осуществления способа перекачивания материалов природного шельфа; на фиг.2 - вариант выполнения муфты с наклонными торцевыми кромками, продольный разрез; на фиг.3 - схема формообразования струи в муфте.

На чертежах использованы следующие обозначения:

1 - материал природного шельфа, подлежащий перекачиванию;

2 - трубопровод подачи материала потребителю;

3 - всасывающее отверстие центробежного насоса;

4 - дисперсные частицы;

5 - корпус центробежного насоса;

6 - центробежный насос;

7 - муфта;

8 - торец приемного коллектора;

9 - приемный коллектор перекачиваемого материала природного шельфа;

10 - фланец;

11 - всасывающий торец электродвигателя центробежного насоса;

12 - электропривод центробежного насоса;

13 - рабочие колеса центробежного насоса;

14 - узел подачи пульпы;

15 - лебедка;

16 - трос;

17 - плавсредства;

18 - поверхность воды;

19 - прокладка;

20 - самоконтрящаяся гайка;

21 - фланец приемного коллектора;

22, 23 - резьбовые элементы;

24 - прокладка;

25 - регулируемый вентиль;

26, 27 - трубопроводы подачи воды для размыва материала шельфа;

28 - всасывающий трубопровод, соединяющий приемный коллектор с муфтой;

29 - прокладка;

30 - фланец;

31 - фланец выходного (нагнетательного) трубопровода центробежного насоса;

32 - выходной (нагнетательный) трубопровод центробежного насоса;

Н - запланированная глубина водного слоя, на которой происходит всасывание добываемого материала природного шельфа;

D_s - подача троса лебедки;

D_р - подача жидкости для добычи материала;

- угол расположения центробежного насоса по отношению к всасывающему трубопроводу;

- угол подачи струи пульпы;

S - перемещение торца всасывающего трубопровода.

Способ перекачивания материалов природного шельфа осуществляется по трубопроводу с помощью центробежного насоса 6, имеющего по меньшей мере пару рабочих колес 13 и электродвигатель 12. Центробежный насос 6 располагают под углом к всасывающему трубопроводу 28. Насос 6 скрепляют с муфтой 7, обеспечивающей клинообразный в сечении угол подачи струи пульпы из соединенного с муфтой 7 приемного коллектора 9 при подаче в нее от насоса 6 водяного потока и регулирование сечения последнего. Рабочие колеса 13 насоса 6 располагают между муфтой 7 и электродвигателем 12, а всасывание водного потока осуществляют со стороны всасывающего торца 11 электродвигателя 12 через всасывающее отверстие 3 насоса 6. Размыв грунта и всасывание пульпы осуществляют на глубине Н, не превышающей 82 м водного слоя, для чего на плавсредствах 17 относительно поверхности 18 воды морского или иного водного шельфа устанавливают лебедку 15 с тянущим тросом 16. К тросу 16 закрепляют устройство 14 для транспортирования пульпы таким образом, чтобы максимальная глубина Н для всасывания пульпы определялась подачей D_s троса 16 лебедки 15. Для размыва грунта и профилактической очистки устройства по трубопроводу 26, 27 с регулируемым вентилем 25 производят подачу водного потока от выходного патрубка 32 центробежного насоса 6.

Вода, подаваемая насосом 6 по трубопроводам 26, 27 для размыва материала 1 природного шельфа, и частицы 4 шельфа, размытые водой, образуя пульпу, всасываются со стороны торца 8 приемного коллектора 9. Далее пульпа проходит до муфты 7, где засасывается в трубопровод 2 подачи материала потребителю за счет разрежения, создаваемого конусной поверхностью водного силового потока, поступающего из выходного патрубка 31 насоса 6. Возможность формирования различных угловых параметров потока основана на форме торцевых срезов трубопроводов 28, 2, обращенных друг к другу (см. фиг.2 и 3). Величина зазорного пространства между торцами трубопроводов 2, 28 также влияет на форму сечения потока жидкости, подаваемой от рабочих колес 13 центробежного насоса 6. Угол подачи струи (наклона потока) строится по направлениям касательных к криволинейным поверхностям профилей торцев трубопроводов 2, 28, расположенных в муфте 7. Выступ трубопровода 2 жестко закреплен в муфте 7, а выступ трубопровода 28 имеет возможность перемещения по резьбовому профилю. Подвижный выступ трубопровода 28 фиксируется по величине запланированного зазорного пространства с помощью прокладки 19 и самоконтрящейся гайки 20 относительно резьбового соединения муфты 7 и трубопровода 28. Прокладка 19 и гайка 20 способствуют созданию оптимального зазора между торцами трубопроводов 2, 28, определяющего форму сечения кольцевой струи жидкости, способной переносить своим силовым воздействием частицы размываемого материала шельфа, поступающего с жидкостью по коллектору 9. Трубопровод 28 соединен с приемным коллектором 9 посредством фланцев 10, 21 с размещенной между ними прокладкой 24, скрепленных резьбовыми элементами 22 и 23.

Располагая двигатель неподалеку от места размыва грунта, можно снизить энергозатраты электродвигателя в отличие от двигателя, расположенного на поверхности воды и используемого в аналогичных целях. Максимальная глубина размыва грунта не превышает 82 м и определяется тем, что такая глубина безопасна для водолазов, опускаемых в защитном колоколе.

Изобретение позволяет исключить износ центробежного насоса, а исключение трубопровода, идущего от поверхности воды к насосу, повышает его эффективность, так как последнему не приходится испытывать избыточное давление воды при ремонтных работах на глубине природного шельфа.