CN105883246B - 具有自消能结构溢流管的矿浆贮槽 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有自消能结构溢流管的矿浆贮槽，包括：矿浆贮槽本体；主溢流管，主溢流管的第一端与矿浆贮槽本体的上部连通；消能结构，消能结构的第一端与主溢流管的第二端相连通，消能结构的第二端可封闭；次溢流管，次溢流管的第一端设置在主溢流管和消能结构之间，次溢流管与主溢流管及消能结构均连通。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中矿浆贮槽溢流出的矿浆产生大压力浆液喷射、喷溅带来的安全性、环保性不足的问题。

Description

具有自消能结构溢流管的矿浆贮槽

技术领域

本发明涉及矿山、冶金机械技术领域，具体而言，涉及一种具有自消能结构溢流管的矿浆贮槽。

背景技术

矿浆是一种固液两相流体，由固体颗粒和水混合组成，其中，矿浆中的固体颗粒对输送管道具有较强的磨蚀性，另外，矿浆中的固体颗粒易发生沉积堵管现象。矿浆贮槽是矿山、冶金行业常用的设备，矿浆贮槽具有贮存矿浆、搅匀矿浆、对上下游工艺进行衔接以及缓冲时间等作用。大型矿浆贮槽一般为高度10m以上的矿浆贮槽。大型矿浆贮槽的溢流管尺寸大、管道长、溢流点高，矿浆贮槽内溢流出的矿浆流量大、势能高、流速高，因此，高势能、高流速的不同固体废物类型的矿浆在下降过程中将产生较大的冲击力，矿浆喷射、喷溅现象引起的安全及安全环保事故更为严重。这样溢流出的矿浆安全、环保性差，若不采取相关消能及防范措施，则会发生矿浆喷射、喷溅等现象，甚至可能发生射流伤人事故。

现有技术中矿浆贮槽溢流管底部出口直接接入地沟，为了防止高势能矿浆喷射、喷溅现象的发生，地沟上面需要设置固定的密闭式高强度盖板。密闭的地沟对运行维护带来不利影响，导致地沟的清理难度大，地沟盖板拆装频繁。另外，大尺寸的溢流管导致地沟尺寸较大，对整个地沟网的设计产生不利影响，甚至影响到地沟终端事故池的尺寸变化。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有自消能结构溢流管的矿浆贮槽，以解决现有技术中的溢流出的矿浆产生大压力浆液喷射、喷溅带来的安全性、环保性不足的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有自消能结构溢流管的矿浆贮槽，包括：矿浆贮槽本体；主溢流管，主溢流管的第一端与矿浆贮槽本体的上部连通；消能结构，消能结构的第一端与主溢流管的第二端相连通，消能结构的第二端可封闭；次溢流管，次溢流管的第一端设置在主溢流管和消能结构之间，次溢流管与主溢流管及消能结构均连通。

进一步地，次溢流管的第二端在竖直方向上低于次溢流管的第一端。

进一步地，次溢流管包括第一管段、第二管段以及位于第一管段和第二管段之间的第一弯头，次溢流管的第一端处于第一管段，次溢流管的第二端处于第二管段，第一管段沿第一端至第一弯头的方向向下倾斜设置，第二管段竖向设置。

进一步地，次溢流管包括第一管段、第二管段以及位于第一管段和第二管段之间的第一弯头，次溢流管的第一端处于第一管段，次溢流管的第二端处于第二管段，第一管段水平设置，第二管段竖向设置。

进一步地，消能结构包括第二弯头、盲板、第一放空管、第一阀门和消能管，第二弯头的第一端与主溢流管的第二端通过消能管相连通，盲板设置在第二弯头的第二端，盲板具有第一通孔，第一放空管设置在盲板的第一通孔处以与第二弯头的内部连通，第一阀门设置在第一放空管上。

进一步地，消能结构包括第二弯头、盲板、第二放空管、第二阀门和消能管，第二弯头的第一端与主溢流管的第二端通过消能管相连通，盲板设置在第二弯头的第二端，第二弯头的底部设置有第二通孔，第二放空管设置在第二弯头的第二通孔处以与第二弯头的内部连通，第二阀门设置在第二放空管上。

进一步地，消能结构包括第二弯头、盲板、消能管、短管、第三放空管和第三阀门，第二弯头的第一端与主溢流管的第二端通过消能管相连通，短管的第一端与第二弯头的第二端相连，盲板设置在短管的第二端，第一放空管设置在盲板上，短管的底部设置有第三通孔，第三放空管设置在短管的第三通孔处以与短管的内部连通，第三阀门设置在第三放空管上。

进一步地，矿浆贮槽还包括第一固定支架，第一固定支架的一端与矿浆贮槽本体相连，第一固定支架的另一端与主溢流管相连。

进一步地，第一固定支架为多个，多个第一固定支架由上至下依次间隔布置。

进一步地，矿浆贮槽还包括第二固定支架，第二固定支架的一端与消能结构相连，第二固定支架的另一端固定在地面上。

应用本发明的技术方案，矿浆贮槽的溢流矿浆经主溢流管从上向下竖直下泄，高势能转化成高动能，冲击力较大的溢流矿浆流至主溢流管底部的消能结构，由于消能结构的终端可封闭，因此溢流矿浆会被消能结构挡住，急速的溢流矿浆在消能结构里翻滚、紊动，下泄急流迅速变成缓流，进而溢流矿浆在消能结构中进行了消能，经消能后的溢流矿浆通过次溢流管排至地沟，待次溢流管不再流出溢流矿浆后，再将消能结构内的残余矿浆排出。消能结构被开始下泄的溢流矿浆填满后形成浆垫，之后的溢流矿浆与消能结构内的矿浆搅动消能后流至次溢流管。这样从次溢流管流出的矿浆的安全性和环保性能较好，不会对周围的人员和设备造成伤害。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的溢流出的矿浆产生大压力浆液喷射、喷溅带来的安全性、环保性不足的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的具有自消能结构溢流管的矿浆贮槽的实施例一的结构示意图；

图2示出了图1的矿浆贮槽的局部放大示意图；

图3示出了图1的矿浆贮槽的主溢流管和次溢流管的俯视示意图；

图4示出了根据本发明的矿浆贮槽的实施例二的结构示意图；以及

图5示出了根据本发明的矿浆贮槽的实施例三的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、矿浆贮槽本体；20、搅拌器；30、主溢流管；40、消能结构；41、第二弯头；42、盲板；43、第一放空管；44、第一阀门；45、第二放空管；46、第二阀门；47、短管；48、第三放空管；49、第三阀门；50、次溢流管；60、第一固定支架；70、第二固定支架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图1所示，实施例一的矿浆贮槽包括：矿浆贮槽本体10、主溢流管30和次溢流管50。主溢流管30的第一端与矿浆贮槽本体10的上部连通。消能结构40，消能结构40的第一端与主溢流管30的第二端相连通，消能结构40的第二端可封闭；次溢流管50的第一端设置在主溢流管30的第一端和消能结构40之间，次溢流管50与主溢流管30及消能结构40均连通。

应用实施例一的技术方案，矿浆贮槽的溢流矿浆经主溢流管30从上向下竖直下泄，高势能转化成高动能，冲击力较大的溢流矿浆流至主溢流管30的底部的消能结构40，由于消能结构40的终端可封闭，因此溢流矿浆会被消能结构40挡住，急速的溢流矿浆在消能结构40里翻滚、紊动，下泄急流迅速变成缓流，进而溢流矿浆在消能结构40中进行了消能，经消能后的溢流矿浆通过次溢流管50排至地沟，待次溢流管50不再流出溢流矿浆后，再将消能结构40内的残余矿浆排出。消能结构40被开始下泄的溢流矿浆填满后形成浆垫，之后的溢流矿浆与消能结构40内部的矿浆搅动消能后流至次溢流管50。这样从次溢流管50流出的矿浆的安全性和环保性能较好，不会对周围的人员和设备造成伤害。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的溢流出的矿浆产生大压力浆液喷射、喷溅带来的安全性、环保性不足的问题。

如图1至图3所示，在实施例一的技术方案中，次溢流管50的第二端在竖直方向上低于次溢流管50的第一端。由于次溢流管50的第二端在竖直方向上低于次溢流管50的第一端，当主溢流管30内的矿浆流至次溢流管50后，矿浆会在重力的作用下自动从次溢流管50的第二端流出。上述结构保证了溢流出的矿浆在重力的作用下从次溢流管50排出。溢流矿浆为矿浆充满矿浆贮槽本体10而溢流出的。

如图1和图2所示，在实施例一的技术方案中，次溢流管50包括第一管段、第二管段以及位于第一管段和第二管段之间的第一弯头，次溢流管50的第一端处于第一管段，次溢流管50的第二端处于第二管段，第一管段水平设置，第二管段竖向设置。上述结构可以保证次溢流管不会和矿浆贮槽本体10相干涉。具体地，第一管段不易太长，这样溢流出的矿浆不会在第一管段沉积并堵塞第一管段。当然，作为本领域技术人员知道，第一管段可以在同一水平面内的任何角度和主溢流管30相连接，只要保证次溢流管50不会和矿浆贮槽本体10等部件相干涉即可。进一步具体地，第一弯头为90°。

如图1和图2所示，在实施例一的技术方案中，消能结构40包括第二弯头41、盲板42、第一放空管43、第一阀门44和消能管，第二弯头41的第一端与主溢流管30的第二端通过消能管相连通，盲板42设置在第二弯头41的第二端，盲板42具有第一通孔，第一放空管43设置在盲板42的第一通孔处以与第二弯头41的内部连通，第一阀门44设置在第一放空管43上。上述结构保证了消能结构40的底部可以密封，矿浆贮槽的溢流矿浆经主溢流管30从上向下竖直下泄，高势能转化成高动能，冲击力较大的矿浆流至主溢流管30底部的消能结构40，被消能结构40终端的盲板42挡住，急速的溢流矿浆在消能结构40内翻滚、紊动，下泄急流迅速变成缓流，进而溢流矿浆在消能结构40中进行了消能，经消能后的溢流矿浆通过次溢流管50排至地沟，待溢流矿浆从次溢流管50内溢流完后，再打开第一放空管43上的第一阀门44将消能结构40内的残余矿浆通过第一放空管43排至地沟。具体地，消能结构40被开始下泄的溢流矿浆填满后形成浆垫，之后的溢流矿浆与消能结构40内部的矿浆搅动消能后流至次溢流管50。具体地，第一放空管43设置在盲板42的底部，这样有利于排尽消能结构40内残余的矿浆。

如图1至图3所示，在实施例一的技术方案中，矿浆贮槽还包括第一固定支架60，第一固定支架60的一端与矿浆贮槽本体10相连，第一固定支架60的另一端与主溢流管30相连。上述结构加固了主溢流管30，保证了主溢流管30不会由于溢流出的矿浆的剧烈运动而导致的剧烈振动，这样一方面延长了主溢流管30的使用寿命，另一方面保证了矿浆贮槽使用的安全性。具体地，第一固定支架60为多个，多个第一固定支架60由上至下依次间隔布置。由于主溢流管30在竖直高度上距离较长(具体根据矿浆贮槽的高度而定，本实施例的矿浆贮槽一般为10米以上)，多个第一固定支架60的结构平衡了主溢流管30、消能结构40以及次溢流管50的重力，保证了主溢流管30的结构较牢固。

如图1和图2所示，在实施例一的技术方案中，矿浆贮槽还包括第二固定支架70，第二固定支架70的一端与消能结构40相连，第二固定支架70的另一端固定在地面上。一方面，第二固定支架70能够平衡主溢流管30、消能结构40以及次溢流管50的重力，另一方面溢流出的矿浆从较高处的主溢流管30的第一端流至较低处的主溢流管30的第二端，溢流出的矿浆会产生较大的动能，具有较大的动能的矿浆遇到消能结构40时会对消能结构40作用较大的力，第二固定支架70的设置会对消能结构40起到加固的作用，避免了消能结构40受到破坏。

在实施例一的技术方案中，次溢流管50是和主溢流管30相连通且通至地沟的管道。第一放空管43是与消能结构40的终端相连接且通至地沟的管道。矿浆贮槽的消能结构40和主溢流管30相配合起到消能的作用(消耗溢流的矿浆的能量)。上述结构费用低，占地少，简单实用，布置灵活，是巧妙地利用主溢流管30的底部及消能结构40作为消能段进而将消能后的矿浆溢流至地沟的设施，上述结构可以避免矿浆贮槽的高势能、高流速溢流矿浆下降过程中产生大压力浆液喷射、喷溅现象的发生，可以大大提高其安全性和环保性。当然，作为本领域技术人员知道，次溢流管50同主溢流管30和消能结构40可以直接焊接相连也可以通过三通管件相连。

在实施一的技术方案中，次溢流管50的直径与主溢流管30的直径相同。当然，作为本领域技术人员知道，次溢流管50的直径也可比主溢流管30的直径略小一些。第一阀门44是一种全开/全闭截断阀，可以为耐磨浆体球阀，也可以为耐磨浆体闸阀。在本实施例的技术方案中，主溢流管30和次溢流管50是通过焊接相连的，消能结构40和主溢流管30是通过焊接相连的，应优先采用焊接连接方式。当然，作为本领域技术人员知道，主溢流管30和次溢流管50也可以法兰连接，主溢流管30和消能结构40也可以法兰连接。在本实施例的技术方案中，主溢流管30、次溢流管50、消能结构40以及第一放空管43等为钢制材料。当然，作为本领域技术人员知道，主溢流管30、次溢流管50、消能结构40以及第一放空管43等也可以为其它材质，但要满足承压要求并固定完好。其中，第一放空管43的规格不宜超过DN200。

在实施例一的技术方案中，次溢流管50的第一端(即次溢流管50与主溢流管30和消能结构40的连接处)与第二弯头41之间的距离在2米至4米之间。当然，作为本领域技术人员知道，还可以根据实际需要调整次溢流管50的第一端与第二弯头41之间的距离，例如，根据矿浆贮槽本体10的高度不同来调整。次溢流管50的第一端与第二弯头41之间的距离也可以为其它值。第二弯头41为90°弯头，第二弯头41的出口方向可以根据实际安装的需要在一定范围内进行水平旋转调整，上述结构的布置灵活可以将溢出的矿浆排至不同的地沟内，可以满足地沟的不同布置需求。

如图4所示，实施例二的矿浆贮槽与实施例一的区别在于，消能结构40还包括短管47，短管47的第一端与第二弯头41的第二端相连，盲板42设置在短管47的第二端，第一放空管43设置在盲板42上。上述结构保证了当排放地沟距离矿浆贮槽较远时，也可以将残留的矿浆排入地沟。当然，作为本领域技术人员知道，短管47的长度根据实际需要进行调整。

如图5所示，实施例三的矿浆贮槽与实施例一的区别在于，消能结构40还包括第二放空管45和第二阀门46，第二弯头41的底部设置有第二通孔，第二放空管45设置在第二弯头41的第二通孔处以与第二弯头41的内部连通，第二阀门46设置在第二放空管45上。其中，第二放空管45的规格不宜超过DN200。

如图5所示，实施例四的矿浆贮槽与实施例二消能结构40还包括第三放空管48和第三阀门49，短管47的底部设置有第三通孔，第三放空管48设置在短管47的第三通孔处以与短管47的内部连通，第三阀门49设置在第三放空管48上。上述结构保证了消能结构40内残余的矿浆快速的排尽。其中，第三放空管48的规格不宜超过DN200。

实施例五的矿浆贮槽(图中未示出)与实施例一的区别在于，第一管段沿第一端至第一弯头的方向向下倾斜设置，第二管段竖向设置。为了保证第二管段的竖直设置，第一弯头需要满足大于90°。当然，作为本领域技术人员知道，第一管段的倾斜程度不宜过大，以使高速高压的溢流矿浆不会直接从次溢流管50流出。

需要说明的是，上述五个实施例中还适用于矿浆贮槽内设置搅拌器20的情况。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有自消能结构溢流管的矿浆贮槽，其特征在于，包括：

矿浆贮槽本体(10)；

主溢流管(30)，所述主溢流管(30)的第一端与所述矿浆贮槽本体(10)的上部连通；

消能结构(40)，所述消能结构(40)的第一端与所述主溢流管(30)的第二端相连通，所述消能结构(40)的第二端可封闭；

次溢流管(50)，所述次溢流管(50)的第一端设置在所述主溢流管(30)和所述消能结构(40)之间，所述次溢流管(50)与所述主溢流管(30)及所述消能结构(40)均连通；

所述消能结构(40)包括第二弯头(41)、盲板(42)、第一放空管(43)、第一阀门(44)和消能管，所述第二弯头(41)的第一端与所述主溢流管(30)的第二端通过所述消能管相连通，所述盲板(42)设置在所述第二弯头(41)的第二端，所述盲板(42)具有第一通孔，所述第一放空管(43)设置在所述盲板(42)的第一通孔处以与所述第二弯头(41)的内部连通，所述第一阀门(44)设置在所述第一放空管(43)上。

2.根据权利要求1所述的矿浆贮槽，其特征在于，所述次溢流管(50)的第二端在竖直方向上低于所述次溢流管(50)的第一端。

3.根据权利要求2所述的矿浆贮槽，其特征在于，所述次溢流管(50)包括第一管段、第二管段以及位于所述第一管段和所述第二管段之间的第一弯头，所述次溢流管(50)的第一端处于所述第一管段，所述次溢流管(50)的第二端处于所述第二管段，所述第一管段沿所述第一端至所述第一弯头的方向向下倾斜设置，所述第二管段竖向设置。

4.根据权利要求2所述的矿浆贮槽，其特征在于，所述次溢流管(50)包括第一管段、第二管段以及位于所述第一管段和所述第二管段之间的第一弯头，所述次溢流管(50)的第一端处于所述第一管段，所述次溢流管(50)的第二端处于所述第二管段，所述第一管段水平设置，所述第二管段竖向设置。

5.根据权利要求1所述的矿浆贮槽，其特征在于，所述消能结构(40)包括第二放空管(45)和第二阀门(46)，所述第二弯头(41)的第一端与所述主溢流管(30)的第二端通过所述消能管相连通，所述盲板(42)设置在所述第二弯头(41)的第二端，所述第二弯头(41)的底部设置有第二通孔，所述第二放空管(45)设置在所述第二弯头(41)的第二通孔处以与所述第二弯头(41)的内部连通，所述第二阀门(46)设置在所述第二放空管(45)上。

6.根据权利要求1所述的矿浆贮槽，其特征在于，所述消能结构(40)包括短管(47)、第三放空管(48)和第三阀门(49)，所述第二弯头(41)的第一端与所述主溢流管(30)的第二端通过所述消能管相连通，所述短管(47)的第一端与所述第二弯头(41)的第二端相连，所述盲板(42)设置在所述短管(47)的第二端，所述短管(47)的底部设置有第三通孔，所述第三放空管(48)设置在所述短管(47)的第三通孔处以与所述短管(47)的内部连通，所述第三阀门(49)设置在所述第三放空管(48)上。

7.根据权利要求1所述的矿浆贮槽，其特征在于，所述矿浆贮槽还包括第一固定支架(60)，所述第一固定支架(60)的一端与所述矿浆贮槽本体(10)相连，所述第一固定支架(60)的另一端与所述主溢流管(30)相连。

8.根据权利要求7所述的矿浆贮槽，其特征在于，所述第一固定支架(60)为多个，所述多个第一固定支架(60)由上至下依次间隔布置。

9.根据权利要求7所述的矿浆贮槽，其特征在于，所述矿浆贮槽还包括第二固定支架(70)，所述第二固定支架(70)的一端与所述消能结构(40)相连，所述第二固定支架(70)的另一端固定在地面上。