Механическое оборудование установок


Дата добавления: 2014-06-18 | Просмотров: 985


<== предыдущая страница | Следующая страница ==>

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 (Lcp) между опорами или подвесками опре­деляется по формуле:

,

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

,

где Dвн – внутренний диаметр трубы, см.

Крайние пролеты трубопровода (Lкр) следует принимать равными Lкр= 0,8∙Lср.

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.

 

Насосы

Для транспортирования жидкого сырья и полуфабрикатов при­меняются шестеренные, центробежные и другие насосы.

Шестеренный насос. Насосная установка с шестеренным насосом (рис. 9, а) применяется для перекачивания вязкого сырья и полуфабрикатов к местам потребления. Установка состоит из насоса 2, редуктора 3 и электродвигателя 4, смонтированных на станине 1.

Принцип действия шестеренного насоса показан на рис. 9, б. Перекачиваемый продукт всасывается через патрубок 1 в корпус 5, в котором вращаются две шестерни 3 с зубьями крупного профиля. Шестерни плотно пригнаны к поверхности корпуса. Одна шестерня (ведущая) через вал 4 получает вращение от редуктора, а другая поворачивается за счет зацепления с ведущей. При вращении шестерен в патрубке создается разрежение и происходит всасывание продукта. Продукт затекает во впадины между зубьями, перемещается вверх, где выдавливается из впадин входящими туда зубьями и удаляется через нагнетательный патрубок 2.

 

Рис. 9. Шестеренный насос: а - общий вид; б - схема

 

Рис. 10. Центробежный насос

Центробежный насос. Состоит из электродвигателя 4 и собственно насоса 2, прикрепленного к электродвигателю болтами (рис. 10). Насос одноступенчатый, одностороннего всасывания. Внутри корпуса на конце вала электродвигателя установлены изогнутые лопасти 7 из нержавеющей стали.

При работе лопасть 7 вращается против часовой стрелки (если смотреть со стороны крышки насоса) и плотно заходит в паз наконеч­ника. Лопасть располагается в корпусе с минимальными зазорами.

Корпус снабжен нагнетательным патрубком 5 и фланцем сальника. Корпус и крышка отштампованы из листовой стали. Необходимое уплотнение в месте соединения вала с рабочей зоной насоса обеспе­чивается резиновой манжетой 3, установленной в гнезде на фланце корпуса. Перед пуском насоса 2/3 его рабочей емкости необходимо заполнить перекачиваемой жидкостью. Насос легко разбирается, для чего следует открыть замок 1 затяжного устройства с хомутом.

Перед пуском в эксплуатацию всасывающий патрубок 6 и трубо­провод центробежного насоса заливают транспортируемой жидкостью вплоть до нагнетательного патрубка 5, а также необходимо удостове­риться в соответствующем направлении вращения колеса и электро­двигателя. Вращение от электродвигателя передается рабочим лопастям 7. Залитая в насос жидкость увлекается лопастями, под дейст­вием центробежной силы движется от центра лопасти 7 к ее периферии и подается через спиральную камеру в нагнетательную трубу через нагнетательный патрубок 5.

Ротационный насос. Предназначен для перекачивания вязких масс.

Насос (рис. 11) состоит из корпуса 4, в котором предусмотрена рубашка 1 для обогрева его горячей водой, двух приводных валов 2 с фасонными лопастями луночного типа 3, вращающимися от передаточ­ных шестерен. При работе насоса полуфабрикат, поступающий через всасывающее отверстие, захватывается и с силой выталкивается вра­щающимися фасонными лопастями ротора насоса в продуктопровод.

Эксцентриковый лопастный насос. Применяют для транспортиро­вания жидкостей различной вязкости. Он может работать как под заливом, так и за счет всасывания массы из емкостей, находящихся ниже насоса.

В корпусе насоса 9 (рис. 12), снабженном рубашкой для обогре­ва 8, вращается ротор 6, эксцентрично посаженный на приводной вал. Внутри ротора находятся пазы 5, в которых могут свободно переме­щаться пластины 3. При быстром вращении ротора пластины под воздействием центробежной силы выходят из пазов, захватывают и проталкивают массу от всасывающего отверстия 2 к выбрасывающему отверстию 4. Горячая вода для обогрева насоса подается через патру­бок 1. Отверстие 7, закрытое пробкой, используется для очистки насоса.

 

Вода из рубашки

Рис. 11. Насос с лопастями луночного типа. Рис. 12. Эксцентриковый лопастный насос

Плунжерный насос. Сиропные продуктовые насосы-дозаторы благодаря регулированию хода плунжера используются как в качест­ве дозатора, так и для перекачки фруктово-ягодных масс, начинок, какао-масла и других густых, вязких пищевых масс.

Производительность насоса можно регулировать с помощью кулисного устройства, приводимого в движение рукояткой и винтом. На кулисе регулирующего устройства прикреплена шкала с делениями для установки необходимого хода плунжера. Насос смонтирован на вертикальной стойке. Привод насоса осуществляется от электродви­гателя через редуктор, кривошип и шатун.

Принцип работы плунжерного насоса-дозатора состоит в следу­ющем. Электродвигатель 9 (рис. 13, б)через муфту 8 приводит в движение червячный редуктор 7. Выходной вал редуктора снабжен кривошипом 6, который посредством шатуна 5 приводит в колеба­тельное движение рычаг 4, поворачивающийся относительно опоры, установленной на подвижной гайке 12. Положение гайки 12 можно изменять вращением винта 11с помощью рукоятки 13 (тонкой линией показано крайнее левое положение гайки). При изменении положения гайки 12 ползун 3, сквозь который свободно проходит рычаг 4, может совершать большее или меньшее перемещение в вертикальной плоско­сти (Smin и Smax - соответственно минимально и максимально возмож­ный ход плунжера). С ползуном 3 жестко связаны шток 10 и плунжер 2, скользящий в цилиндре 1. При движении плунжера вверх происходит засасывание жидкости через клапан 16 в цилиндр 1, а при обратном движении плунжера жидкость перетекает через нагнетательный клапан 14. Клапаны располагаются в клапанной коробке 15, которая подсоединяется к патрубкам продуктового трубопровода.

 

16

Продукт

Рис. 13. Плунжерный насос-дозатор: а - общий вид; б - кинематическая схема

Винтовой насос. Позволяет плавно перекачивать продукты без пульсации, ровным потоком. Рабочая часть насоса - стальной винт, вращающийся в резиновой обойме, внутренняя полость которой представляет собой винтовую поверхность.

На рис. 14 представлен винтовой насос, состоящий из следу­ющих основных частей: рабочей части, станины, подшипникового узла и привода (на рис. 14 не изображен). Основным элементом насоса (см. рис. 14) является рабочая часть, состоящая из всасывающего патрубка 1, однозаходного винта 2, выполненного из коррозионно-стойкой стали и вращающегося в резиновой с металлическим кожу­хом 4 обойме 3. При вращении винта продукт перемещается вдоль оси винта в нагнетательный патрубок 6.

 

Рис. 14. Винтовой насос

Любое поперечное сечение (А- А) винта 2, перпендикулярное оси вращения, представляет собой круг. Центры этих кругов лежат на винтовой линии, осью которой является ось вращения винта. Рассто­яние от центра поперечного сечения винта до его оси называется эксцентриситетом и обозначается буквой е. Сечение внутренней полости обоймы образовано двумя полуокружностями и двумя каса­тельными. Ширина полости обоймы на 0,5-0,8 мм меньше диаметра винта, что обеспечивает герметичность камер, образующихся во время вращения винта в обойме. Ось винта перемещается по окружности диаметром D=2e.

Крутящий момент от приводного устройства через шпонку 15 и вал 16, выполненный с полым левым хвостовиком 10, передается кардан­ным валом 11 винту 2. Карданный вал 11, снабженный шарнирными пальцами 5 и 14, создает условия для вращения винта 2 и перемещения его оси с максимальным отклоненнием от оси кожуха 4 на величи­ну 4е. Пальцы 5 и 14 фиксируются в гнездах пробками-заглушками 17. Чтобы заглушки не отвинчивались в процессе работы насоса, они закрепляются специальными упорными шайбами 18.

Полый хвостовик 10 вращается в шарикоподшипниках 13, заклю­ченных в корпусе 12, который крепится на станине 19. В том месте, где хвостовик 10 входит в кожух 4, установлено герметизирующее саль­никовое уплотнение, которое состоит из фетровых колец 7, нажимной втулки 8 и накидной гайки 9.

Простота конструкции и небольшое число деталей рабочего органа при правильной эксплуатации обеспечивают бесперебойную работу насоса. И только сальниковое уплотнение нуждается в периодическом наблюдении.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

При использовании материала ссылка на сайт Конспекта.Нет обязательна! (0.119 сек.)