Установка для исследования гидротранспорта сыпучих материалов

Союз Советск и кСоциалистическикРеспублик ОГ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ893750(51) М. Кл,В 65 6 53/30 Гасударственные кемнтет Опубликовано 30.12.81. Бюллетень 48Дата опубликования описания 10.0 .82по Аелам изобретений н еткрмтнй Институт горной механики им. Г. А. Цулукидзе(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОТРАНСПОРТА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к гидротранспорту и может быть использовано для исследования сопутствующих гидротранспорту процессов, например, для установления закономерностей изменения интенсивности износа труб и измельчения твердых частиц в зависимости от дальности транспортирования, для испытания различных конструкционных материалов, для изготовления (или футерования) трубопроводов на относительную гидроабразивную износостойкость и как самостоятельная гидротранспортная установка.Известна установка для исследования гидротранспорта сыпучих материалов, содержащая трубопровод, состоящий из двух ветвей, одни концы которых посредством насоса и переключающего устройства связаны с емкостью для воды, сливную магистраль, вход которой соединен с переключающим устройством, и емкость для гидросмеси, выпускной патрубок которой соединен с одной из ветвей трубопровода посредством клапана 1.Недостатком указанной установки является то, что в ней для изменения направления движения гидросмеси использованы приводные переключатели потока, что повышает энергоемкость установки и предоопределяет контакт движущихся частей переключателей с частицами материала и быстрый их износ при одновременной потере герметичности и интенсивном измельчении твер дых частиц.Кроме того, самозали в трубопроводагидросмесью нужной консистенции, приготовленной в емкости, происходит неравномерно - с уменьшающимся расходом и уменьшением уровня в емкости. Это вызывает неравномерное распределение и отчасти осаждение твердых частиц в полости трубопровода, что сильно искажает протекание изучаемого процесса изнашивания при перемещении равнораспределенных частиц со стабилизированными параметрами транспортирования.Цель изобретения - снижение энергоемкости, повышение долговечности и качества исследований.Указанная цель достигается тем, что труто бопровод снабжен дополнительной магистралью, связывающей другие концы ветвей с емкостью для гидросмеси, и обводными трубами, установленными на каждой еговетви, причем дополнительная магистраль снабжена устройстзом для сгушения гидро- смеси, выход сливной магистрали соединен с Бсасынанициы пат 1)убком насоса, и др - гая ветвь трубопровода также связана средством клапана с выпускным назуо емкости для гидросмеси, при этом в, тах соединения ветвей трубопровода з до и;ни.тельной магистралью и выходами обв,"труб установлены обратные клапаны, а . паны, связывающие выпускной патрубо:,10 емкости для гидросмеси с ветвями трубопровода, также выполнены обратными.Кроме того, в дополнительной магистра ли после устройства для сгугцения гидро- смеси выполнен участок для установки нзтрубка из испытываемого материала. 15Устройство для сгущения гидросмеси может быть выполнено состояшим из ко нусной емкости и установленных в ней вертикальных перегородок, причем низ емкости сообщен с дополнительной магистралью, а верх - посредством регулирующего дрсг -20 селя с емкостью для воды.На фиг. 1 схематически изображена установка для исследования гидротранспорта сыпучих материалов, общий вид; на фиг. 2 - . разрез А - А на фиг. .25Установка включает трубопровод, состоящий из ветвей 1 и 2, сливную 3 и высоко- напорную 4 магистрали. На входе ветвей установлен приводной переключатель 5, связанный с высоконапорным насосом 6 чистой воды. Установка также содержит ЗО емкость 7 для гидросмеси, обратные клапаны 8, обводные трубы 9, обратные клапаны 10, всасываюший патрубок 1 насоса. дополнительную магистраль 12, устройство для сгущения гидросмеси, включающее конусную конусн,ю ;мкость 13 и перегородки 14 для ламиниризации потока, регулирующий дроссель 15, натрубок 16 из испытываемого материала и емкость7 для воды.Установка работает следующим образом.4 ОВся система наполняется чистой водой и включаются приводы насоса 6 для высоконапорной воды и переключателя 5. Одновременно начинается подача гидросмеси требуемой консистенции и расхода в емкость 7. Переключатель 5 направляет вы соконапорный поток чистой воды в одну из ветвей (например 1). Напорная вода прикрывает обратные клапаны 8 и 10 этой ветви, одновременно меняет положение (рабочего) клапана 8., установленного в месте соединения ветвей трубопровода с магистралью 12, и направляется в последнюю. Посредством второй ячейки переключателя 5 полость обводной трубы 9 ветви 2 трубопровода сообщается через обратный клапан 10 с зоной пониженного давления (вакуума) во всасывающем патрубке 11 насоса 6. Высвобождаемая от чистой воды полость ветви 2 одновременно начинает заподняться гидросмесью требуемых параметров из емкости 7. Гидросмесь перемещается за счет гравитационных сил, обусловленных более высоким по сравнению с ветвями 1 и 2 расположением низа емкости 7 (не показано), и также сил, возникщих из-за разности давления в емкости 7 и всасываюцем патрубке 11. Через определенное время, необходимое для заполнения ветви 2 от клапана 8 до входа обводной трубы 9, переключатель 5 автоматически переключает направление высоконапорной воды. Прикрываются клапаны 8 и 10 ветви 2, переключается клапан 8, установленный на пересечении ветвей, освобождая путь гидросмеси, вытесняемой из ветви 2 под действием высоконапорной воды. Одновременно начинает заполняться гидросмесью ветвь 1 трубопровода (последовательность операций такая же, как для ветви 2),Пс истечении требуемого времени, неооходимого для полного вытеснения порций ги тросмеси из ветви 2 и заполнения другой порцией ветви 1, автоматически переключается направление высоконапорной воды переключателем 5 и процесс возобнавляется.Вытесненная порция гидросмеси напорной водой перемещается по магистрали 12. Устройство для сгущения гидросмеси, включенное в начальный участок магистрали 12, обеспечивает отбор излишней воды, и далее уже транспортируется смесь с требуемыми параметрами (начальной консистенцией и скоростью). Такая смесь, пройдя экспериментальный патрубок 16, воздействует на испытуемый материал и вызывает его износ.Зятем смесь по магистрали 12 возврагцается в емкость и из нее вновь загружае 1 ся в ветви 1 или 2 трубопровода. Постоянный оомеп гидросмеси в емкости 7 обеспечивает постоянство уровня смеси в ней, т. е. и постоянный расход гидросмеси. Отбор излишней воды обеспечиваетсядействием гравитационных сил. Из-за более высокой плотности частицы твердого начинают осаждаться в среде жидкости, если гидравлическая крупность стесненного падения частиц больше скорости потока воды в вертикальном направлении в полости устройства для сгущения. Выполнение устройства для сгущения в виде конусной емкости с перегородками способствует постепенному снижению скорости вертикально-восходящего потока в нем, т, е. осаждению твердых частиц и скоплению их в нижних слоях. Перегородки устройства спосооствуют ламинаризации восходящего потока. Количество отобранной жидкости регулируется посредством регулирующего дросселя 15.Переключение клапанов 8 и 10 происходит за счет гидродинамического действия транспортируемого потока при отсутствии каких-либо внешних воздействий, что значительно повышает их долговечность и снижает энергоемкость установки.Предлагаемая установка позволяет полностью исключить прохождение твердых частиц через рабочие каналы насоса независимо от длины транспортирования, что позволяет изучить и закономерности изменения износа труб, а также измельчаемости (деградации) твердых частиц с увеличением расстояния транспортирования.Установка обеспечивает равномерную подачу потока гидросмеси, т. е. полностью имитирует условия транспортирования потока в гидротранспортных трубопроводах.Формула изобретения1. Установка для исследования гидро- транспорта сыпучих материалов, содержащая трубопровод, состоящий из двух ветвей, одни концы которых посредством насоса и переключающего устройства связаны с емкостью для воды, сливную магистраль, вход которой соединен с переключающим устройством и емкость для гидросмеси, выпускной патрубок которой соединен с одной из ветвей трубопровода, посредством клапана, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергоемкости, повышения долговечности и качества исследований, трубопровод снабжен дополнительной магистралью, связывающей другие концы ветвей с емкостью для гидросмеси, и обводнымитрубами, установленными на каждой еговетви, причем дополнительная магистральснабжена устройством для сгущения гидросмеси, выход сливной магистрали соединенс всасывающим патрубком насоса, а другаяветвь трубопровода также связана посредством клапана с выпускным патрубком емкости для гидросмеси, при этом в местахсоединения ветвей трубопровода с дополнительной магистралью и выходами обводных труб установлены обратные клапаны,а клапаны, связывающие выпускной патрубок емкости для гидросмеси с ветвями трубопровода, также выполнены обратными.2. Уста новка по и. 1, отличающаясятем, что в дополнительной магистрали после устройства для сгущения гидросмеси выполнен участок для установки патрубка изиспытуемого материала.3. Установка по п. 1, отличающаяся тем,что устройство для сгущения гидросмеси20 выполнено состоящим из конусной емкостии установленных в ней вертикальных перегородок, причем низ емкости сообщен с дополнительной магистралью, а верх - посредством регулирующего дросселя с емкостьюдля воды.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР331013, кл. В 65 С 53/30, 1970 (прототип).Редактор М. ЛысогороваЗаказ 11372/31 Составитель М. Цветкова Техред А. Бойкас Корректор С. Щомак Тираж 845 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, 4