Оборудование гидротранспортных установок

На карьерах перемещение пульпы с использованием самотечных гид­ротранспортных установок осуществляют по почве с уклоном, достаточным для надежного смыва твердых частиц водой. Если необходимо направить пульпу к одному месту, например к пульпосборнику, то проводят неглубокие канавы. Как показывает опыт, транспортирование с применением само­течных гидротранспортных установок требует значительного расхода воды, т.е. ее объем должен в 10-30 раз превосходить объем транспортируемого груза.

Для гидротранспортных установок с искусственным напором исполь-зуют трубопроводы, собираемые из стальных цельнотянутых или сварных труб длиной от 2 до 6 м и диаметром от 150 до 600 мм. Трубы соединяют между собой фланцевыми соединениями либо специальными безболтовыми быстроразъемными соединителями, состоящими из двух обойм, прокладки, разъемного хомута и клина. При транспортировании абразивных пород и руд с применением гидротранспорта используют трубы, внутренняя поверхность которых упрочнена посредством термообработки или армировки литым ба­зальтом либо листовой резиной.

Для перекрытия трубопровода используют задвижки или вентили, не-обходимые при пуске гидротранспортной установки, остановке и регулиро-вании ее производительности. Наибольшее распространение получили кли-новые задвижки с ручным механическим или электромеханическим приво­дом. На рис. 37.1 изображена задвижка с ручным механическим приводом. Она состоит из корпуса 1, клинового клапана 2, подъемного винта 3, гайки 4 и маховика 5. При вращении маховика, снабженного гайкой, последняя застав-ляет перемещаться винт и связанный с ним клапан вверх или вниз. При опус­кании вниз клапан перекрывает проходное отверстие в корпусе и под напо­ром воды плотно прижимается к седлу. Герметизация корпуса осуществляет-ся при помощи сальника 6.

 

Рис. 37.1. Задвижка с ручным механическим приводом

 

При больших диаметрах тру-бопроводов используют задвижки с электромеханическим приводом. Та-кие задвижки необходимы также при дистанционном и автоматиче-ском управлении гидротранспорт-ными установками. Привод осуще-ствляется от электродвигателя через червячный редуктор, который вра-щает шестерню с гайкой, переме-щающей винт, связанный с клапа-ном задвижки.

Для предохранения пульпона-сосов и насосов от гидроударов при внезапной их остановке (например, при аварийном отключении элек-троэнергии) на трубопроводах уста-навливают обратные клапаны. Об-ратный клапан (рис. 37.2) состоит из корпуса 1 и рукоятки 5, связанной с осью 6. На оси насажен клапан 3, который плотно прижимается к сед-лу 2. При работе установки клапан под напором пульпы или воды от-клоняется от отвесного положения и свободно пропускает пульпу или воду по трубопроводу. При оста-новке потока клапан под действием собственного веса и веса груза 7 опуска-ется и перекрывает пропускной канал, плотно прижимаясь к седлу столбом пульпы или воды. При застревании отдельных кусков транспортируемого груза между клапаном и седлом клапан можно подвигать при помощи рукоят-ки. Для чистки клапана и ремонта служит крышка 4, которую крепят к корпусу клапана болтами.

В процессе работы гидротранспортных установок через неплотности в сальниках, в прокладках и других соединительных элементах внутрь трубо-провода просачивается воздух, скапливающийся в некоторых местах трубо-провода и образующий воздушные пробки, которые могут привести к нару-шению нормального режима работы гидротранспортной установки, а иногда и к более серьезным последствиям из-за возникновения гидроудара. Поэтому в местах предполагаемого скопления воздуха устанавливают небольшие ем-кости с кранами, через которые периодически выпускают воздух. Такие уст-ройства называют вантузами.

 

 

Рис. 37.2. Обратный клапан

В процессе эксплуатации трубопровод в течение года находится под воздействием различных температур, поэтому в нем возникают деформации по длине и он может прорваться, главным образом, в местах соединения от-дельных труб. Для компенсации температурных удлинений трубопровода устраивают так называемые компенсаторы температурных деформаций. Наибольшее распространение получили компенсаторы в виде петель, ком-пенсирующие изменение длины трубопровода за счет деформации изгиба петли, и сальниковые, допускающие относительное перемещение соединяе-мых отрезков труб без нарушения герметичности.

Для создания напора и обеспечения необходимой производительности в гидротранспортных установках применяют насосы и пульпонасосы. Как правило, используют центробежные насосы, обладающие высокой произво-дительностью. В последнее время в установках с производительностью до 200 м³/ч, но с высоким (более 20 м) напором стали применять поршневые на­сосы.

Пульпонасосы центробежного типа отличаются от обычных центро-бежных насосов малым числом лопаток в рабочем колесе и большой площа-дью поперечного сечения проходных каналов для пропуска кусков транспор-тируемого груза. Кроме того, в корпусе пульпонасоса предусмотрены съем-ные бронедиски, предохраняющие корпус от быстрого износа; люк с крыш-кой, через который можно осмотреть рабочее колесо и в случае необходимо-сти освободить его от застрявшего груза; подача воды к корпусам подшип-ников для их охлаждения, а также специальное устройство, компенсирующее осевое усилие на подшипники, появляющееся при работе пульпонасоса.

Наибольшее распространение получили одноступенчатые одноко-лесные пульпонасосы. Однако для создания больших напоров изготовляют двухступенчатые пульпонасосы, при этом два отдельных корпуса соединяют обводным патрубком, а на общем валу устанавливают два колеса, лопатки ко-торых расположены так, что осевые реакции от колес уравновешиваются и подшипники освобождаются от осевых нагрузок. В зависимости от вида транспортируемого груза пульпонасосы называют углесосами, землесосами, шламовыми насосами, рудососами, грунтовыми насосами и т.д.

На рис. 37.3 показан разрез двухступенчатого углесоса, состоящего из разъемного корпуса 13, к основанию которого сверху крепится крышка 2. Сквозной вал 6 установлен в подшипниках 1, расположенных в корпусах 7, имеющих каналы подвода воды для охлаждения подшипников. Два рабочих колеса 3 на шпонках крепятся на общем валу. Сальники 9 обеспечивают гер-метизацию внутренней полости корпуса. От осевого смещения вал с рабочи-ми колесами удерживается гайками 5. Диафрагма 4 разделяет корпус на две самостоятельные камеры. Сменные протекторы 10 и 12 с бронедисками 11 предусмотрены для продления срока службы корпуса углесоса.

 

 

 

Рис. 37.3. Двухступенчатый углесос

При работе углесоса пульпа засасывается через всасывающий патрубок колесом первой ступени и отбрасывается к периферии, откуда по переводно-му патрубку 8 передается к колесу второй ступени, которое выталкивает ее в напорный трубопровод.

В табл. 37.1 приведены характеристики выпускаемых в нашей стране пульпонасосов.

В гидротранспортных установках с насосом для ввода транспортируе-мого груза в пульпопровод применяют питатели или, как их еще называют, загрузочные устройства. Различают загрузочные устройства цикличного и непрерывного действия. Серийное производство их не предусмотрено. В за-грузочных устройствах цикличного действия используют принцип шлюзова-ния при введении транспортируемого груза в напорный трубопровод.

На рис. 37.4 показана схема камерного питателя. Питатель состоит из двух одинаковых загрузочных камер 1. Транспортируемый материал загру-жают поочередно в бункера 3 то одной, то другой камеры. Загружаемый ма­териал под действием собственного веса осаждается через затворы 2 в нижнюю часть камер. Вытесняемая грузом вода сливается через патрубок 4, оборудо-ванный фильтром. По окончании загрузки затвор 2 закрывается и осуществ-ляется герметизация нижней части камеры. Затем открывается задвижка 11 и через насадку 9 в камеру под напором подается вода, выталкивающая гидро-смесь в напорный пульпопровод 6 через затвор 7.

 

Таблица 37.1

Характеристики пульпонасосов

 

 

 

 

 

Пульпона-сос

Расход пуль- пы, м3/ч

Напор, м

КПД, %

Частота враще- ния, мин-1

Мощ- ность двигате- ля, кВт

Диаметр пат-рубков, мм

Вакуумет- рическая высота всасыва- ния

Диаметр рабочего колеса, мм

всасы-вающего

напор-ного

5Гр-8

7,8

5ГрТ-8К

33,8

7,8

5Гру-12

16,5

8,0

8ГРТ К-8

7,5

12У-10

4,2

12УВ-6

700;

320;

1000;

4,0

620/700

14У-7

4,0

16УВТ

3,0

 

При загрузке нижней части камер вытесняемая грузом вода сливается через патрубок 5. Если по какой-либо причине материала подано слишком много, то в камеру пропускают дополнительное количество воды через за-движку 10 подпитки. Во избежание заиливания насадок 9 применяют отра-жатели 8. Вода в напорный пульпопровод подается через задвижку 12 с руч­ным или электромеханическим приводом. Камеры работают поочередно, чем достигается более равномерная работа аппарата. Все задвижки и затворы имеют гидропривод, очередность их работы осуществляется автоматически.

Достоинством камерных питателей, как показала практика, является их высокая надежность. К недостаткам следует отнести цикличность действия, зависимость производительности от скорости осаждения транспортируемого материала в нижнюю часть камеры, невозможность управления подачей ма-териала в напорный трубопровод. Разработанные к настоящему времени ка-мерные питатели имеют производительность до 550 м³/ч.

В последнее время было выпущено несколько опытных образцов труб­чатых питателей, также основанных на принципе шлюзования. Практика по­казала, что трубчатые питатели обеспечивают более равномерную подачу материала в напорный трубопровод. В питателях этого типа в качестве камер используют две трубы (рис. 37.4, б), в которые поочередно при помощи пульпонасосов закачивается пульпа.

 

 

 

а

 

 

б

б Рис. 37.4. Схемы камерного питателя АЗВ 25 (а) и трубчатого питателя (б)

 

Из трубчатых камер также поочередно пульпа посредством обычного водяного насоса выдавливается в напорный пульпопровод. Помимо двух трубчатых камер 12 в питатель входят трубо­провод 1 с двумя распределительными патрубками 2 для подачи пульпы в камеры, водовод 11 с двумя патрубками 14 для подачи чистой воды к камерам, сливной трубопровод 7, патрубки 8, соединяющие камеры с напорным пульпопроводом 9.

Порядок работы трубчатого питателя следующий: при помощи задви-жек 4 и 5 осуществляют поочередное заполнение камер питателя пульпой, затем через задвижки 13 и 15 под напором подается вода, которая выталкива-ет пульпу в напорный пульпопровод. Неравномерность подачи пульпы в на­порный пульпопровод сглаживается при помощи накопителя 17 и компенса-торов 10, представляющих собой камеры определенного объема. Задвижки автоматически включаются по заданной программе при помощи гидросисте-мы, состоящей из гидроаккумулятора 6, задвижек 3 и 16, а также системы управления (на рисунке не показана).

Из практики установлено, что трубчатые питатели могут обеспечить производительность по пульпе до 1500 м³/ч. Недостатком трубчатых питате-лей является необходимость применения в системе гидротранспорта пульпо-насосов и обычных водяных насосов одновременно.

В системах гидротранспорта на открытых разработках для подачи пульпы в пульпопровод довольно широко используют гидроэлеваторы, кото-рые в этом случае можно отнести к питателям непрерывного действия. Кон-струкция гидроэлеватора настолько проста, что он может быть изготовлен непосредственно на предприятии в ремонтных мастерских.

Принцип его работы заключается в том, что струя воды, выходящая с большой скоростью из насадки, увлекает из камеры частицы пульпы, вслед-ствие чего в камере создается вакуум и пульпа засасывается в нее, а затем струей воды выталкивается в напорный пульпопровод. Достоинствами гидро­элеватора являются его простая конструкция, отсутствие деталей, которые могут выйти из строя, равномерная подача пульпы в пульпопровод, нечувст-вительность к попаданию воздуха в пульпопровод, возможность транспорти-рования материала с относительно крупными кусками. К недостаткам отно-сят низкий КПД (0,2-0,3) и невозможность использования гидроэлеватора в высоконапорных системах гидротранспорта (более 0,1 МПа).

Кроме указанного оборудования, для контроля за работой гидротранс­портных установок используют различные приборы. На всасывающем тру­бопроводе устанавливают вакуумметр, а на нагнетательном - манометр. По-ступление пульпы в пульпонасос контролируется датчиком скорости движе-ния пульпы. Для контроля плотности пульпы используют консистометры, ус-танавливаемые на нагнетательном трубопроводе.

Контрольные вопросы

1. Контрольные вопросы

2. В чем состоит принцип действия гидротранспортных установок?

3. Каковы основные схемы гидротранспортных установок и их принцип действия?

4. Из каких основных элементов состоит пульпонасос?

5. Что называется гидравлической крупностью и скоростью витания? Как их определяют?

6. Что такое критическая скорость?

 

 

 

 

 

 

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: