Эрлифтная установка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК дд Г 04 Р 1/18Ф Ф 1ф6г1 сг 1 н 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 621.691 (088.8)(54) (57) ЭРЛИФТНАЯ УСТАНОВКА, содержащая подъемную трубу со смесителем в нижней части, к которому подсоединены всасывающая труба и воздухопровод с эжектором, активное сопло которого связано с источником высоконапорной среды, а пассивное - с источником низконапорной среды, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, эжектор выполнен воздухо-воздушным, а площадь критического сечения активного сопла в 4 - 35 раз меньше входной плошади пассивного сопла.40 45 50 55 Изобретение относится к насосостроению, в частности к гидроподъемникам, предназначенным для гидротранспорта жидкостей с содержанием взвесей, загрязнений, в частности к конструкции эрлифтных установок, и может быть использовано при проектировании гидроподъемных установок в горнодобывающей, нефтяной, химической промышленностях, в строительстве и других отраслях народного хозяйства.Известна эрлифтная установка, содержащая подъемную трубу, пневмопривод, подсоединенный к источнику низконапорного газа и выполненный в виде сепаратора, к которому подключен водоструйный насос 1,При включении водоструйного насоса давление низконапорного газа, подводимого к водоструйному насосу, повышается. В сепараторе происходит разделение газа и воды, затем газ повышенного давления подается в нижнюю часть подъемной трубы.Недостатком данной установки является низкая экономичность работы, так как не обеспечивается экономия расхода сжатого воздуха, необходимого для эрлифтного подъема гидросмеси. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является эрлифтная установка, содержащая подъемную трубу со смесителем в нижней части, к которому подсоединены всасывающая труба и воздухопровод с эжектором, активное сопло которого связано с источником высоконапорной среды, а пассивное - с источником низко- напорной среды. Сжатый воздух по воздухопроволу, соединенному с обшешахтной пневматической сетью, подается в смеси- тель эрлифта, где происходит смешение воздуха с потоком жидкости или пульпы, поступающим по всасывающей трубе. После смешения двух- или трехфазная смесь направляется в подъемную трубу, при движении по которой осуществляется эрлифтный подъем гидросмеси. Из подъемной трубы гидросмесь поступает в воздухоотделитель, где происходит разделение воздуха и жидкости или пульпы 2.Недостатком такой эрлифтной установки является низкая экономичность работы за счет большого расхода сжатого воздуха из общешахтной пневматической сети.При работе данной эрлифтной установки в качестве средства водоотлива или очистки различных технологических емкостей, в частности зумпфов скиповых стволов, предварительных отстойников, водозаборных колодцев насосов главного водоотлива и т.д., величина абсолютного погружения смесителя эрлифта изменяется в пределах 1 10 м, соответственно величина избыточного давле.ния сжатого воздуха, необходимого и достаточного для нормальной работы эрлифтной установки, составляет 0,01 - 0,1 МПа. Величина избыточного давления сжатого возь 10 15 20 25 30 35 духа, создаваемого шахтными компрессор- ными установками, у потребителей пневмоэнергии с учетом потерь в пневмосети обычно достигает 0,6 - 0,7 МПа, что в 6 - 70 раз больше величины давления, требуемого лля нормальной работы эрлифтной установки. Поэтому при работе эрлифта в указанных условиях на дросселирующей задвижке, установленной на воздухоподающем трубопроводе, нерационально гасится излишек давления в общешахтной пневмосети, что обуславливает неэкономичную работу эрлифтной установки.Большой расход сжатого воздуха является недостатком всех эрлифтных установок. Но в описанных условиях, т.е. при работе эрлифтной установки от общешахтной пневмосети с глубиной погружения смесителя 1 - 10 м, расход воздуха из пневматической сети можно уменьшить за счет рационального использования избытка давления в пневматической сети, используемого для дополнительного подсоса воздуха из атмосферы, причем расход воздуха эрлифтной установкой, необходимый для подъема гидросмеси, остается неизменным.Цель изобретения - повышение экономичности работы эрлифтной установки за счет снижения расхода сжатого воздуха, потребляемого из пневмосети.Поставленная цель достигается тем, что в известной эрлифтной установке, содержащей подъемную трубу со смесителем в нижней части, к которому подсоединены всасывающая труба и воздухопровол с эжектором, активное сопло которого связано с источником высоконапорной среды, а пассивное - с источником низконапорной среды, эжектор выполнен воздухо-воздушным, а площадь критического сечения активного сопла в 4 - 35 раз меньше входной плошади пассивного сопла. На чертеже показана предлагаемая эрлифтная установка, общий вид.Эрлифтная установка содержит подъемную трубу 1 со смесителем 2 в нижней части, к которому присоединены всасывающая труба 3 и воздухопровод 4 с эжектором 5, активное сопло 6 которого связано с источником высоконапорной среды, а пассивное 7 - с источником низконапорной среды, причем эжектор 5 выполнен воздухо-воздушным, а плошадь критического сечения 8 активного сопла 6 в 4 - 35 раз меньше входной площади 9 пассивного сопла 7, и в верхней части подъемной трубы 1 размещен воздухоотделитель 10, а эжектор 5 имеет диффузор1.Эрлифтная установка работает следующим образом.При эксплуатации эрлифтной установки с глубиной погружения смесителя 1 -0 м избыток энергии давления сжатого воздуха в общешахтной пневматической сети преоб1086236 Составитель В. Бойцов Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко Тираж б 24 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор М. ЦиткинаЗаказ 2218/36 разуется в кинематическую энергию рабочего потока воздуха, выходящего из активного сопла 6 эжектора 5. Поток воздуха, выходящий из активного сопла 6, создает разрежение на входе в пассивное сопло 7 и увлекает за собой атмосферный воздух через кольцевой зазор с входной площадью 9 при этом кинематическая энергия потока сжатого воздуха за счет массообмена частично передается увлекаемому из атмосферы воздуху. Воздух поступает в смеситель 2, где происходит выравнивание скоростей смешиваемых потоков и завершается процесс передачи энергии сжатого воздуха потоку воздуха, подсасываемому из атмосферы. Образовавшийся суммарный поток воздуха из смесителя 2 поступает в диффузор 11 эжектора 5, в котором происходит увеличение энергии давления воздуха до требуемой величины, определяемой глубиной погружения смесителя 2 под уровень жидкости, за счет преобразования части кинетической энергии в потенциальную. Затем суммарный поток воздуха по воздухопроводу 4 подается в смеситель 2 эрлифтной установки, в котором происходит смешение сжатого воздуха с потоком жидкости или пульпы, поступающим по всасывающей трубе 3. Из смесителя 2 газожидкостная смесь посту- лает в подъемную трубу 1, при движении по которой осуществляется эрлифтный подъем гидросмеси. В воздухоотделителе 10 происходит выделение воздуха из потока газожидкостной смеси.Указанное соотношение площадей 9 входного сечения пассивного сопла 7 и критического сечения 8 активного сопла 6 (4 - 35) получено экспериментальным путем и соответствует условиям работы эжектора, установленного на воздухопроводе эрлифтной установки с избыточным давлением в обще- шахтной пневматической сети около 0,6 - 0,7 МПа, обеспечивающим степень расширения (степень снижения давления) рабочего 5потока воздуха 7 - 8, и абсолютным погружением смесителя 1 - 10 м, обуславливающим степень сжатия (степень повышения давления) 1,1 - 2. Таким образом, верхний предел указанного отношения (35) ограничен степенью расширения, определяемой величиной 10 избыточного давления в общешахтной сети(0,6 - 0,7 МПа), и нижним значением абсолютного погружения смесителя 2 под уровень жидкости (1 м), т.е. нижним значением степени сжатия. При значениях соотношения площадей 9 входного сечения пассивного сопла 7 и критического сечения 8 активного сопла 6 больше 35 давления в общешахтной пневмосети недостаточно: не будет достигнута требуемая степень сжатия, обусловленная величиной погружения смесителя 2.Нижняя граница соотношения (4) обусловлена степенью расширения, определяемой величиной давления в общешахтной сети и верхним значением абсолютного погружения смесителя 2(10 м), т.е. верхним значением степени сжатия. При значениях соотношения меньше 4 снижается коэффициент инжекции при работе установки в указанных условиях, что приводит к снижению экономичности работы эрлифтной установки.Применение предлагаемой эрлифтной установки в условиях работы от общешахтной пневматической сети с глубиной погружения смесителя 1 - 10 м повышает экономичность работы за счет снижения расхода сжатого воздуха, потребляемого из пневмосети, вследствие рационального использования избытка энергии давления для дополнительного подсоса воздуха из атмосферы.