CN102862820A

CN102862820A - 一种管道水力输送机具及其应用

Info

Publication number: CN102862820A
Application number: CN2012103543547A
Authority: CN
Inventors: 李永业; 孙西欢; 李飞; 马娟娟; 王锐; 张乐元
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Taiyuan University of Technology
Priority date: 2012-09-22
Filing date: 2012-09-22
Publication date: 2013-01-09

Abstract

一种管道水力输送机具及其应用是一支撑体内安设有弹簧弹接有万向轮于支撑体的一端头与水力输送管道内壁滚动支撑连接，所述支撑体是固接于密封盖一端面上，密封盖的另一端面封闭于盛料容器的一端面，盛料容器的另一端面同样由固结有支撑体的密封盖封闭，并安设于水力输送管道中，构成管道水力输送机具；该装置的应用是将水源连通一输送管道，并在输送管道上依次设置有抽水装置、电动阀、投放装置、制动装置和接收装置，本发明节能环保，拓宽了物料的输送范围，减小了物料的输送阻力，保证了物料输送系统的安全稳定，延长了使用寿命。

Description

一种管道水力输送机具及其应用

技术领域

本发明涉及一种管道水力输送机具及其应用，具体是一种管道水力输送系统中设置有轮式囊体的一种输送机具及其应用。

背景技术

随着科技和社会的飞速发展以及人类环保节能意识的增强，铁路运输、公路运输、航空运输和水路运输这些传统的运输方式，已不能满足社会发展的需求，能源的日益短缺和严重的环境污染等问题，已成为制约社会进一步发展的瓶颈。低碳经济模式受到高度重视，因此，研究开发一种以非化石能源为依托的物料运输方式迫在眉睫。管道水力输送正是这样一种符合低碳理念的物料运输方式。

管道水力输送作为一项环保而又节能的运输方式，近年来受到人们的格外关注，引起了许多学者的大量研究，并在矿山、冶金、煤炭、水利、电力等行业的水力开采与水沙填充、精矿和尾矿的输送、煤炭和煤粉的输送、泥沙的运移、电厂的输灰等方面得到了应用。管道水力输送因其具有输送效率高、运行成本低、环境污染少、占地少或不占地等优点，对国民经济的可持续发展具有重要的意义，因此具有广阔的应用前景。

输送机具是管道水力输送系统中的关键部件，其工作状态的好坏直接影响管道水力输送系统的输送效果、成本和使用寿命，因而，管道输送机具的研究开发具有现实的使用价值和实用价值，受到了研究开发人员广泛重视。

现有技术通常采用浆体管道水力输送和型料管道水力输送来输送物料，浆体管道水力输送是将颗粒状的固体物质与水混合，在管道中采用泵送的方法运输，并在目的地将其分离出来。型料管道水力输送是将散料模压或挤压成耐水抗磨的圆柱状型料，然后把其注入输送管道中进行输送，到目的地在将其粉碎进行分离。这两种技术的缺陷都在于1）没有输送机具；2）只能输送固体散料；3）输送前都需对散料进行制浆或挤压成型，输送结束后还得采取一定的技术措施将物料进行分离，从而增加了输送成本；5）物料直接和管道接触，对管道的磨损大。

上述问题的存在，严重影响了管道水力输送的输送物料范围、管道水力输送系统的输送物料效果及管道的使用寿命并进而影响了该水力输送技术的推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种管道水力输送机具及其应用，用于克服现有管道水力输送机具中存在的输送物料范围窄、稳定性差、阻力大，对管道磨损严重以及成本高的不足。

实现上述目的本发明所采取的措施是一种管道水力输送机具，其构成在于：设置一支撑体内安设有弹簧弹接有万向轮于支撑体的一端头与水力输送管道内壁滚动支撑接触，所述支撑体是固接于密封盖一端面上，密封盖的另一端面封闭于盛料容器的一端面，盛料容器的另一端面同样由固结有支撑体的密封盖封闭，并安设于水力输送管道中，构成管道水力输送机具。

基于上述技术方案的基础上，本发明的附加技术特征如下：

所述支撑体是呈120°等间隔角对称布置密封盖上面。

所述盛料容器的中心轴线和水力输送管道的中心轴线相同，在管道中的运动是同心运动。

所述盛料容器的横向尺寸与纵向尺寸比为0.1~0.9、与水力输送管道的面积比为0.2~1.0。

所述盛料容器是圆型结构、椭圆型结构、方型结构中的一种。

本发明上述一种管道水力输送机具的应用，其所述应用是将水源连通有一输送管道，在输送管道上依次设置有抽水装置、电动阀、投放装置、制动装置和接收装置。

基于上述应用的技术方案，进一步地，所述管道水力输送是自然水力输送或是动力水力输送；所述动力水力输送的动力是设置于水源与电动阀之间，由电动阀进行控制。

实现本发明上述所述的一种管道水力输送机具的优点与积极效果在于：该输送机具采用了轮式囊体结构，在不影响输送物料的情况下，增加了输送物料的输送范围，同时在盛料容器两端的密封盖上装有支撑体，支撑体的存在使得管道水力输送机具在管道中无论是静止还是运动，其中心线始终和管道的中心线重合，即管道水力输送机具在管道中始终保持同心运行，从而克服了管道水力输送中，管道水力输送机具在管道内运行时由于断面流速的急剧变化，造成管道水力输送机具前后颠覆，运动不稳定的缺陷。万向轮的存在改变物料输送过程中盛料容器与管道内壁之间的摩擦形式，即由滑动摩擦变为滚动摩擦，由面摩擦变为点摩擦，减小了输送阻力，从而不仅延长了管道的使用寿命，保证了输送系统的安全稳定，又实现了节能的目的。

与现有技术相比，还具有以下优点：

1）纯料输送，不像浆体输送那样需要制浆或型料输送那样需要将散料成型。

2）输送范围扩大，不仅可以输送固体物料，而且可输送液体物料。

3）对环境和水质无污染。

4）减小了盛料容器与管壁之间的摩擦面积，不仅使得能耗减小，而且延长了管道的使用寿命。

5）缝隙流动需水少，水可循环使用，且矿井水、再生水和其他非饮用水资源都可使用，节约和缓解水资源紧张状况。

6）安全稳定，输送物料过程中不会与管道发生碰撞，保证了输送系统的安全稳定。

附图说明

图1是本发明管道水力输送机具主视结构示意图。

图2是本发明管道水力输送机具后视结构示意图。

图3是本发明管道水力输送机具应用于管道水力输送的整体结构示意图。

图4是本发明管道水力输送机具立体结构示意图。

图中：1：盛料容器；2：密封盖；3：支撑体；4：弹簧；5：万向轮；6：水源；7：抽水装置；8：电动阀；9：投放装置；10：制动装置；11：输送管道；12：管道水力输送机具；13：接收装置。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。

实施本发明一种管道水力输送机具及其应用，其结构在于：设置一支撑体3内安设有弹簧4弹接有万向轮5于支撑体3的一端头与水力输送管道内壁滚动支撑连接，所述支撑体3是固接于密封盖2一端面上，密封盖2的另一端面封闭于盛料容器1的一端面，盛料容器1的另一端面同样由固结有支撑体3的密封盖2封闭，并安设于水力输送管道中，构成管道水力输送机具。支撑体3的存在使得管道水力输送机具12在管道中无论是静止还是运动，其中心线始终和管道的中心线重合，克服了管道水力输送机具12在管道内运行时由于断面流速的急剧变化，造成管道水力输送机具12前后颠覆，运动不稳定的缺陷。万向轮5主要用来改变物料输送过程中管道水力输送机具12与管道内壁之间的摩擦形式，即由滑动摩擦变为滚动摩擦，由面摩擦变为点摩擦，减小了输送阻力，不仅增加了管道的使用寿命，又实现了节能。

管道水力输送机具12通过投放装置输入输送管道11内，通过制动装置10将其制动，待电动阀8调节好流量工况后，解除制动装置10，管道水力输送机具12开始运动，直到目的地，到达目的地后，通过接收装置13接收管道水力输送机具12。

支撑体3是呈120°等间隔角对称设置于密封盖2上面，盛料容器1的中心轴线和水力输送管道的中心轴线相同，在管道中的运动是同心运动。保证了管道水力输送机具12受力的稳定性，实现了安全平稳的水力输送目的。

本发明设计盛料容器1的横向尺寸与纵向尺寸比为0.1~0.9、与水力输送管道的面积比为0.2~1.0；并根据管道结构将盛料容器1设计为圆型结构、椭圆型结构、或者是方型结构，这种结构设计是根据现有管道水力输送技术条件进行设计的，具有实际应用的价值。

本发明上述一种管道水力输送机具的应用，其所述应用是将水源6连通有一输送管道11，在输送管道11上依次设置有抽水装置7、电动阀8、投放装置9、制动装置10和接收装置13，在管道水力输送中利用自然水力输送，或者是采用动力水力输送，均能够达到本发明所提出的输送的目的。在采用动力水力输送时，动力水力输送的动力是设置于水源6与电动阀8之间，并由电动阀8进行控制。

下面结合附图由具体实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。

实施例1

如图1所示，盛料容器1和密封盖2通过螺纹锁紧连接方式相连，盛料容器1和密封盖2都为圆柱状，盛料容器1的外径与输送管道11的内径之比介于0.5~1.0之间，盛料容器1的外径与盛料容器1的长度比值介于0.1~0.9之间，密封盖2的直径与盛料容器1的内径相同，支撑体3呈120°等间隔角对称布置密封盖2上，支撑体3和密封盖2通过螺丝相连，支撑体3为圆柱状，支撑体3内装有弹簧4，万向轮5安装在支撑体3的末端，和弹簧4相连，支撑体3装有万向轮5后，万向轮5恰好和管道内壁轻微接触。本发明的工作原理是，根据需要，将输送物料装在密闭的圆筒状管道水力输送机具内，以水为载体，水为动力推动管道水力输送机具前进，以达到物料长距离输送的目的。大于载流体密度的管道水力输送机具通过水力管道输送时，载流体作为润滑流体形成连续润滑流膜，使管道水力输送机具易于推动，体现出水力管道输送管道水力输送机具所具有的良好水动力性。管道水力输送机具在输送物料的过程中，水流绕流经过管道水力输送机具，在管道水力输送机具端面的边缘处发生了边界层脱体现象，产生了漩涡，从而在管道水力输送机具端面后形成了尾涡区，使得管道水力输送机具端面后的压力减小，使得管道水力输送机具前后端面存在较大的压力差，而流体形成的这种前后压差力恰是管道水力输送机具运动的主要动力，用来推动管道水力输送机具运动以达到输送物料的目的。

图3是本发明在管道水力输送系统中的布置图。在管道水力输送系统中，通过水源6经抽水装置7将水输入输送管道11，将装有物料的管道水力输送机具12通过投放装置9放入输送管道11，通过电动阀8调节水流流量到输送工况后解除制动装置10，管道水力输送机具12在水流的作用下开始运动输送物料，直到到达目的地，到达目的地后通过接收装置13接收管道水力输送机具12。

Claims

1.一种管道水力输送机具，其特征在于：设置一支撑体（3）内安设有弹簧（4）弹接有万向轮（5）于支撑体（3）的一端头与水力输送管道内壁滚动支撑接触，所述支撑体（3）是固接于密封盖（2）一端面上，密封盖（2）的另一端面封闭于盛料容器（1）的一端面，盛料容器（1）的另一端面同样由固结有支撑体（3）的密封盖（2）封闭，并安设于水力输送管道中，构成管道水力输送机具。

2.如权利要求1所述的管道水力输送机具，其特征在于：所述支撑体（3）是呈120°等间隔角对称布置密封盖（2）上面。

3.如权利要求1所述的管道水力输送机具，其特征在于：所述盛料容器（1）的中心轴线和水力输送管道的中心轴线相同，在管道中的运动是同心运动。

4.如权利要求1所述的管道水力输送机具，其特征在于：所述盛料容器（1）的横向尺寸与纵向尺寸比为0.1~0.9、与水力输送管道的面积比为0.2~1.0。

5.如权利要求1所述的管道水力输送机具，其特征在于：所述盛料容器（1）是圆型结构、椭圆型结构、方型结构中的一种。

6.一种如权利要求1所述的管道水力输送机具的应用，其特征在于：水源（6）连通有一输送管道（11），在输送管道（11）上依次设置有抽水装置（7）、电动阀（8）、投放装置（9）、制动装置（10）和接收装置（13），管道水力输送机具至少是两个以上。

7.如权利要求6所述的管道水力输送机具的应用，其特征在于：所述管道水力输送是自然水力输送或是动力水力输送。

8.如权利要求6或7所述的管道水力输送机具的应用，其特征在于：所述动力水力输送的动力是设置于水源（6）与电动阀（8）之间，由电动阀（8）进行控制。