Механическое оборудование установок

Загрузочные устройства, служащие для ввода насыпного груза в находящийся под высоким давлением трубопровод, не должны при работе пропускать воду из трубопровода. Это достигается двумя основными способами загруз­ки трубопроводов: 1) питатель, работаю­щий под открытым бункером или во­ронкой, преодолевая давление воды, механически вводит груз в полость тру­бопровода высокого давления; 2) насып­ной груз перепускается («шлюзуется») через одну или две последовательно расположенные камеры с попеременно открывающимися и закрывающимися отверстиями в верхней и нижней части. Питатели, работающие по второму спо­собу, называются камерными.

Бескамерные питатели характери­зуются непрерывностью действия, а ка­мерные - цикличностью, причем цикл их работы складывается из времени на­полнения камеры, ее опорожнения и ма­неврирования поочередно закрывающи­мися и открывающимися затворами. Для достижения непрерывного или по­чти непрерывного действия камерные питатели устраивают обычно из двух рядом стоящих секций, и управление за­творами осуществляется на них таким образом, что в период, когда выпускная камера одной секции заполняется гру­зом, вторая разгружается в трубопро­вод.

Рис. 3. Винтовой питатель гидротранспортной установки

Бескамерный винтовой питатель не­прерывного действия (рис. 3) состоит из трех узлов: привода 3 (двигатель, турбомуфта и редуктор), винта 2 в ци­линдрическом кожухе, входящего с одной стороны в приемную воронку, и трубопровода 1, примыкающего к свободному от винта цилиндрическо­му патрубку и образующего в этом ме­сте смесительную камеру. Трубопровод снабжен задвижками, которые могут перекрывать его или перепускать воду для промывки в обход смесительной камеры.

Насыпной груз подается ленточным конвейером в воронку и из нее перемещается вин­том к цилиндрическому патрубку и да­лее - к смесительной камере, в которой образуется гидросмесь. Создающее­ся в цилиндрическом патрубке уплотне­ние материала (для чего винтовой питатель выполняют иногда с уменьшающимся к выходному отверстию шагом винта) препятствует проникновению воды че­рез винт в воронку. Надежная герметизация достигается только при условии, что скорость подачи материала в па­трубок превышает скорость фильтрации воды через толщу уплотненного транспортируемого вещества. Поэтому винтовые питатели не применяют при транспор­тировании грузов, состоящих из твердых, несминающихся кусочков, так как вода под давлением быстро прони­кает через промежутки между кусками. Нецелесообразно использовать питате­ли этого типа и при перемещении абра­зивных грузов, вызывающих повы­шенный износ винта, кожуха и пат­рубка. КПД винтового пи­тателя, подсчитанный по установленной мощности двигателя, не превышает 20-30%.

Преимуществом, винтового питателя являются непрерывность его действия и относительно небольшие размеры. Однако из-за трудности достижения герметичности и высокой производительности на стационарных установках более широкое применение находят ка­мерные питатели, производящие «шлю­зование» насыпного груза из внешнего пространства в трубопровод высокого давления.

Схема такого питателя, состоящего из двух секций с двумя соединенными ме­жду собой камерами в каждой, изобра­жена на рис. 4.

Верхняя перепускная (шлюзующая) камера каждой секции снабжена клапанными затворами вверху и внизу. Нижняя выпускная смесительная камера внизу затвора не имеет. Перемещаемый насыпной груз (уголь, порода круп­ностью до 70 мм) с конвейера передает­ся на двухсекторный опрокидываемый дозатор 1, объем каждой секции, которо­го равен полезному объему перепускной камеры 3. При подаче груза в каме­ру 3 через короб 2 нижний затвор между камерами 3 и 4 остается закрытым, а верхний открыт. После за­грузки перепускной камеры верхний за­твор автоматически закрывается, и в нее для выравнивания давления в обеих ка­мерах подается вода под напором, затем открывается нижний затвор, и груз поступает в смесительную камеру 4 и из нее в пульпопровод 5.

Во второй секции в это время анало­гичным образом происходит наполне­ние верхней перепускной камеры, так что работа обеих секций смещена во времени одна относительно другой на половину продолжительности цикла. Автоматическое управление дозатором и клапанами осуществляется с по­мощью гидравлических цилиндров.

В последнее время в установках для транспортирования рядовых и куско-ватых грузов под высоким напором все более широкое применение находят ка­мерные трубчатые питатели, характери­зующиеся относительной простотой конструкции, автоматичностью дей­ствия и приспособленностью для ра­боты с кусковатыми грузами.

Рис. 4. Схема двухкамерного питателя гидротранспортной установки

Схема трубчатого питателя, состоя­щего из двух камер-труб 4 с соответ­ственной арматурой, показана на рис. 5. Концы труб соединяются с одной стороны с подающим пульпу трубопроводом 1 и подающим воду трубопроводом 2, а с другой - с транс­портным магистральным трубопрово­дом 5. Ввод в камеры-трубы пульпы и вымывание ее водой в магистральный трубопровод регулируются четырьмя автоматически управляемыми обратны­ми клапанами 3, а подвод и слив воды производятся по программе при помо­щи задвижек 8 и 6, управляемых с пуль­та 7. Таким образом, процессы попере­менного заполнения одной камеры пульпой и подачи пульпы в маги­стральный трубопровод из другой ка­меры происходят одновременно и почти непрерывно.

Рис. 5. Схема камерно-трубчатого питателя

Желоба. Для транспортирования грузов в жидкой среде применяют же­лоба (лотки) полукруглого и трапецеидального сечения, изготавливаемые из стальных листов толщиной 3-4 мм.

Для обеспечения наименьших сопротивлений при транспортировании песка и глинистых материалов применяют полукруглые лотки.

Форма желобов и взаимное расположение зумпфа и насосов представле­ны в табл. 1.

В практике работы обогатительных фабрик напорного гидротранспорта хвостов, продуктов и концентрата принимают как стальные, так и чугунные и асбестоцементные трубы. Трубопроводы соединяются с помощью сварки или быстроразъемных со­единений.

Трубопроводы устанавливаются на опорах и рассчитываются на усилия, возникающие при температурных деформациях. Опоры и подвески не следует располагать под стыками труб.

Допустимый средний пролет (L_cp) между опорами или подвесками опре­деляется по формуле:

,

где R - расчетное сопротивление стали (Н/см²) по пределу текучести; Р - рас­четное давление в трубопроводе, Н/см²; D_н - наружный диаметр трубы, см; δ -толщина стенки трубы, см; m - коэффициент условия работы (0,8); q_расч - вес 1м трубы с водой (пульпой), Н; ω - момент сопротивле­ния поперечного сечения трубы, см³; g - ускорение свободного падения, м/с.

,

где D_вн – внутренний диаметр трубы, см.

Крайние пролеты трубопровода (L_кр) следует принимать равными L_кр= 0,8∙L_ср.

Рациональное использование материала труб при обеспечении минималь­ного износа представлено в табл. 2.

Таблица 2

На магистральных участках по условию прочности, приемлемы трубы толщиной 5-6 мм, но для обеспечения необходимой долговечности из-за боль­ших износов их толщину приходится увеличивать на 4...6 мм.

Длины звеньев труб с учетом удобства их транспортирования к месту ис­пользования принимают 8 м для карьеров и 4-6 м для подземных выработок.

Для повышения износостойкости труб их внутренняя поверхность под­вергается упрочнению закалкой токами высокой частоты или армированием ба­зальтом и стальными вкладышами. Последнее значительно утяжеляет трубы и этот метод не нашел широкого применения.

Вспомогательное оборудование.

При пуске в ход и регулировании работы транспортных систем широкое применении получили задвижки типа Лудло с выдвижным шпинделем диаметром от 200 до 400 мм, а также однодисковые за­движки, вентили и др. Шиберные задвижки диаметром более 400 мм имеют ме­ханический привод.

В последнее время внедряют задвижки с выдвижным устройством, выполненным в виде резиновой износоустойчивой оболочки (рис. 6), которые обеспечивают (по сравнению с шиберными задвижками) более плавное очертании местного сужения тру­бы, а резиновая оболочка препятствует про­никновению твердых частиц в зазоры тру­щихся поверхностей.

Рис. 6. Задвижка с выдвижным устройством

Обязательным условием является то, что каждая гидротранспортная установка оборудуется обратным клапаном (рис. 7, а), который перед пуском открывают, а пе­ред остановкой закрывают с помощью руко­ятки.

Кроме того, устанавливают вантузы (рис. 7, б) - это небольших размеров по­лый резервуар, привариваемый к трубе и имеющий на выпускном патрубке кран для периодического выпуска воздуха.

Рис. 7. Гидротранспортная установка: а - обратный клапан; б - вантуз

Гидроэлеваторы - это так называемые струйные насосы (рис. 8), со­стоящие из насадка 2, через который подается напорная вода, которая выходя из насадка с большой скоростью создает в камере вакуум и пульпа засасывается через патрубок 1. Попадая в горловину 3, струя создает напор в нагнетательном трубопроводе 4.

Рис. 8. Гидроэлеватор

Гидроэлеваторы применяют при небольших расстояниях транспортирования и производительностях. Хотя они имеют низ­кий КПД (не более 0,20), в то же время они обладают рядом досто­инств: отсутствие движущихся частей, нечувствительность к по­паданию воздуха в трубопровод, способность пропускать крупные фракции груза, простота обслуживания, небольшие размеры и вес.

Дата добавления: 2014-01-06