CN112573114A - 一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，包括清水池、固液分离装置、上水泵、物料输送泵、供水管路、物料输送管路、物料输送机、导流支管、固液混合舱及控制系统，固液混合舱上端面通过导流支管与固体料源及供水管路相互连通，供水管路通过上水泵与清水池相互连通，固液混合舱下端面通过物料输送泵与物料输送管路相互连通，物料输送管路与固液分离装置相互连通；其输送方法包括设备组装，设定运行数据，系统预运行，固体物料输送及停机及二次运行等五个步骤。本发明一方面可有效满足与各类不同位置及类型物料间进行配套使用的需要，另一方面可有效提高固体物料输送时的流动性，并有效提高资源回收利用率，降低水资源损耗。

Description

一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统及方法

技术领域

本发明涉及一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，属物料输送技术领域。

背景技术

目前在对固体物料，尤其是对粒径小及流动性好的固体物料进行输送作业时，当前往往是通过皮带输送机、绞龙及高压气流等输送设备进行输送作业，但这类传统输送作业设备结构复杂，运行使用灵活性和产地是影响差，且输送效率低下，同时在输送过程中固体物料以发生散落、扬尘及物料与输送设备间摩擦阻力及摩擦损耗等现象，在造成物料损耗和环境污染严重的同时，另导致物料输送作业能耗和输送系统维护成本相对较高的缺陷，针对这一问题，当前开发出了利用高压水流对粒径小及流动性好的固体物料进行输送作业的输送系统，如专利申请号为：“201520244307.6”的“一种大落差地势条件下的管道输煤输水工艺装置”及申请号为：“201210404140.6”的“一种大运量长距离密闭接力管道输煤系统及方法”等专利技术，均记载的利用高压水流对煤炭颗粒进行远距离输送的输送系统及输送方法，虽然可以一定程度满足对煤炭等固体颗粒物料进行远距离输送作业的需要，但物料输送系统中一方面存在输送系统设备数量众多，系统构成结构复杂，且输送系统结构相对固定，受自然环境、使用场地因素影响较大，此外当前的输送设备在运行过程中，也不能根据输送作业需要，随料源类型及料源位置变化灵活调整输送系统结构，另一方面在输送过程中易发生物料沉积而导致输送系统堵塞现象及用于固体物料输送用的水资源的综合回收利用率低下，水资源浪费严重，因此导致当前的固体物料输送用的水利输送系统难以有效满足当前实际使用的需要。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的固体物料输送系统及输送方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，该发明系统构成结构简单，结构调整灵活方便，环境适应能力号，运行自动化程度和控制精度高，一方面物料输送适应能力强，可有效满足与各类不同位置及类型物料间进行配套使用的需要，同时也可以满足固定料源及移动料源同步配套运行的需要，从而极大的提高本发明设备运行的通用性、可靠性及使用灵活性；另一方面可有效的满足固体物料远距离高效输送作业的需要，并有效提高固体物料输送时的流动性，从而达到降低物料输送能耗及物料于输送设备间摩擦损耗和防止物料沉积堵塞的目的，同时另可有效降低固体物料输送时的粉尘污染、噪声污染，另可有效提高资源回收利用率，降低水资源损耗。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，包括清水池、固液分离装置、上水泵、物料输送泵、供水管路、物料输送管路、物料输送机、导流支管、固液混合舱、电液比例阀、压力传感器、流速传感器、浊度传感器、浓度计及控制系统，固液混合舱至少一个，固液混合舱上端面通过导流支管与固体料源及供水管路相互连通，且固液混合舱与供水管路、物料输送管路连通的导流支管上均设至少一个电液比例阀，供水管路至少一条，并通过上水泵与清水池相互连通，固液混合舱下端面通过物料输送泵与物料输送管路相互连通，物料输送管路至少一条并与固液分离装置相互连通，固液分离装置至少一个，各固液分离装置间均与物料输送机相互连通，同时各固液分离装置另通过导流支管与清水池相互连通，压力传感器、流速传感器均若干，且供水管路、物料输送管路上均设至少一个压力传感器和至少一个流速传感器，浊度传感器、浓度计均若干，且各物料输送管路和固液混合舱上均设至少一个浊度传感器和至少一个浓度计，控制系统分别与上水泵、物料输送泵、物料输送机、电液比例阀、压力传感器、流速传感器、浊度传感器、浓度计电气连接。

进一步的，所述的供水管路、物料输送管路上分别设至少一个上水泵、物料输送泵，所述上水泵和物料输送泵均为电动泵、液动泵及气动泵中的任意一种或任意几种同时使用。

进一步的，所述的固液混合舱为两个及两个以上时，各固液混合舱间相互并列分布，且每条供水管路及每条物料输送管路均与至少一个固液混合舱相互连通。

进一步的，所述的固液混合舱包括承载机架、行走轮、物料混合腔、过滤筛网及混合搅拌机构，所述承载机架为“凵”字型框架结构，其下端面均布若干行走轮，承载机架侧壁内表面均布若干导向滑轨，各导向滑轨环绕承载机架轴线均布并与承载机架轴线平行分布，所述物料混合腔至少一个，嵌于承载机架内并通过导向滑轨与承载机架滑动连接，所述物料混合腔为“凵”字型的腔体结构，所述过滤筛网至少一个，嵌于物料混合腔内并与物料混合腔同轴分布，且过滤筛网与物料混合腔上端面间间距为5—30厘米，所述物料混合腔上端面另通过转台机构与两条导流支管相互铰接，且所述物料混合腔轴线与导流支管轴线呈0°—90°夹角，所述物料混合腔侧壁下端面设一个物料输送口和至少一个排污口，并通过物料输送口与物料输送管路相互连通，所述混合搅拌机构嵌于物料混合腔内，与物料混合腔底部连接并同轴分布，所述物料混合腔侧壁内表面设至少一个浊度传感器和至少一个浓度计，且所述浊度传感器、浓度计位于过滤筛网下方，与物料混合腔底部间间距为物料混合腔高度的1/4—1/2。

进一步的，所述的混合搅拌机构及转台机构均与控制系统电气连接，其中所述转台机构上另设至少一个角度传感器，且角度传感器与控制系统电气连接。

进一步的，所述的压力传感器、流速传感器中，各压力传感器、流速传感器分别位于供水管路与上水泵、导流支管连接位置及物料输送管路与物料输送泵、固液混合舱连接位置处。

进一步的，所述的物料输送管路上的浊度传感器、浓度计位于物料输送管路与固液分离装置连接位置处及嵌于固液混合舱内表面。

进一步的，所述控制系统为基于工业计算机的电路系统，且控制系统包括至少一个变频驱动电路。

一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统得输送方法包括以下步骤：

S1，设备组装，首先根据物料输送作业时固体物料源的数量及分布位置，为每个固体物料源位置均设一个固液混合舱，并使固液混合舱与固体物料源间通过导流支管相互连通，然后将各固液混合舱一方面通过供水管路与清水池相互连通，另一方面通过物料输送管路与固液分离装置相互连通，然后将固液分离装置的滤液出口与清水池相互连通，滤渣出口与物料输送机相互连通并使物料输送机与固体物料收集设备连通，最后将控制系统分别与本发明的上水泵、物料输送泵、物料输送机、电液比例阀、压力传感器、流速传感器、浊度传感器、浓度计剂外部的供电电路、监控电路电气连接；

S2，设定运行数据，首先根据固体物料源的固体物料颗粒粒径，设定固体物料输送至固液混合舱内的流量为10-28m³/h，固体物料直径不大于20mm；然后设定供水管路内水体流动压力不小于0.3 MPa；物料输送管路混合物流动压力不小于0.1 MPa，流速为1—5m/s；固液混合舱内的固体物料与水体间混合比例为1：3—30；

S3，系统预运行，完成S2步骤后，首先驱动上水泵、物料输送泵运行，驱动清水池内水体沿供水管路、固液混合舱、物料输送管路、固液分离装置及清水池方向进行循环运行，并使得供水管路、物料输送管路的水体流速、流量达到S2步骤设定参数并稳定运行至少30秒；

S4，固体物料输送，完成S3步骤后，在维持S3步骤运行状态不变的条件下，将经过筛选并达到S2步骤设定参数的固体物料输送至固液混合舱中与固液混合舱内水体混合，其中在固体物料输送至固液混合舱内时，首先通过电液比例阀分别对流入到固液混合舱内的水量和固体物料按照S2步骤设定的固液混合比例后同时输送至固液混合舱内，将水体与固体物料在固液混合舱内混合后的混合物料从固液混合舱排出至物料输送管路中，使混合物料通过物料输送管路输送至固液分离装置处进行固液分离，固液分离后的水体返回至清水池中重复利用，分离后的固体物料通过物料输送机输送至固体物料收集设备处，从而完成物料输送作业；

S5，停机及二次运行，完成物料输送后，首先停止固体物料源物料向固液混合舱内输送，同时按照S2步骤设定参数，同时保持供水管路内水体输送压力和流速稳定输送至固液混合舱内，并保持固液混合舱输送至物料输送管路内水体的压力和流速满足S2步骤设定参数，并同时通过浊度传感器、浓度计分别对固液混合舱内水体及物料输送管路输送至固液分离装置处水体内固体物料含量不大于1%后，停止上水泵、物料输送泵、固液分离装置、物料输送机、固液混合舱及各传感器运行，完成输送系统停机；在完成停机后需要再次进行物料输送作业时，则返回至S1步骤，实现再次物料输送作业。

进一步的，所述的S1步骤中的固体物料源为储存罐、料堆、料仓、皮带输送机、物料输送绞龙、物料输送管及采矿设备中的任意一种或几种共用。

进一步的，所述的S2步骤中，在进行参数设定时，另设粗颗粒水利输送运动状态函数，并根据粗颗粒水利输送运动状态函数进行相应参数设定，所述粗颗粒水利输送运动状态函数具体为：

；

其中：

为物料输送流速；

为流体温度系数，其中当流体温度为0℃及0℃以下时，则

取值范围0—0.2，温度每上升10℃

取值递增0.2，

最大取值为1，且当

取值为1时，流体温度不小于50℃；

为流体流动压力；

为流体输送方向的加速度；

为输送管道阻力系数；

颗粒为重力加速度；

颗粒为直径；

颗粒密度；

为流体密度。

进一步的，所述的S4步骤中，在完成停机作业后，另以10—35℃、压力为0.5—2.5MPa、流速为1.5—5 m/s的惰性气体对供水管路、物料输送管路及固液混合舱进行气流清理1—10分钟。

本发明系统构成结构简单，结构调整灵活方便，环境适应能力号，运行自动化程度和控制精度高，一方面物料输送适应能力强，可有效满足与各类不同位置及类型物料间进行配套使用的需要，同时也可以满足固定料源及移动料源同步配套运行的需要，从而极大的提高本发明设备运行的通用性、可靠性及使用灵活性；另一方面可有效的满足固体物料远距离高效输送作业的需要，并有效提高固体物料输送时的流动性，从而达到降低物料输送能耗及物料于输送设备间摩擦损耗和防止物料沉积堵塞的目的，同时另可有效降低固体物料输送时的粉尘污染、噪声污染，另可有效提高资源回收利用率，降低水资源损耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明系统构成结构示意图图；

图2为固液混合舱局部结构示意图；

图3为本发明输送方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1和2所述的一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，包括清水池1、固液分离装置2、上水泵3、物料输送泵4、供水管路5、物料输送管路6、物料输送机7、导流支管8、固液混合舱9、电液比例阀10、压力传感器11、流速传感器12、浊度传感器13、浓度计14及控制系统15，固液混合舱9至少一个，固液混合舱9上端面通过导流支管8与固体料源16及供水管路5相互连通，且固液混合舱9与供水管路5、物料输送管路6连通的导流支管8上均设至少一个电液比例阀10，供水管路5至少一条，并通过上水泵3与清水池1相互连通，固液混合舱9下端面通过物料输送泵4与物料输送管路6相互连通，物料输送管路6至少一条并与固液分离装置2相互连通，固液分离装置2至少一个，各固液分离装置2间均与物料输送机7相互连通，同时各固液分离装置2另通过导流支管8与清水池1相互连通，压力传感器11、流速传感器12均若干，且供水管路5、物料输送管路6上均设至少一个压力传感器11和至少一个流速传感器12，浊度传感器13、浓度计14均若干，且各物料输送管路6和固液混合舱9上均设至少一个浊度传感器13和至少一个浓度计14，控制系统15分别与上水泵3、物料输送泵4、物料输送机7、电液比例阀10、压力传感器11、流速传感器12、浊度传感器13、浓度计14电气连接。

其中，所述的供水管路5、物料输送管路6上分别设至少一个上水泵3、物料输送泵14，且供水管路5、物料输送管路6上另设至少一个辅助调压泵17，且辅助调压泵17与控制系统15电气连接，此外所述的上水泵3、物料输送泵14及辅助调压泵17，所述上水泵和物料输送泵均为电动泵、液动泵及气动泵中的任意一种或任意几种同时使用。

同时，所述的固液混合舱9为两个及两个以上时，各固液混合舱9间相互并联，且每条供水管路5及每条物料输送管路6均与至少一个固液混合舱9相互连通。

需要重点说明的，所述的固液混合舱9包括承载机架91、行走轮92、物料混合腔93、过滤筛网94及混合搅拌机构95，所述承载机架91为“凵”字型框架结构，其下端面均布若干行走轮92，承载机架91侧壁内表面均布若干导向滑轨96，各导向滑轨96环绕承载机架91轴线均布并与承载机架91轴线平行分布，所述物料混合腔93至少一个，嵌于承载机架91内并通过导向滑轨96与承载机架91滑动连接，所述物料混合腔93为“凵”字型的腔体结构，所述过滤筛网94至少一个，嵌于物料混合腔93内并与物料混合腔93同轴分布，且过滤筛网94与物料混合腔93上端面间间距为5—30厘米，所述物料混合腔93上端面另通过转台机构97与两条导流支管8相互铰接，且所述物料混合腔93轴线与导流支管8轴线呈0°—90°夹角，所述物料混合腔93侧壁下端面设一个物料输送口98和至少一个排污口99，并通过物料输送口98与物料输送管路6相互连通，所述混合搅拌机构95嵌于物料混合腔93内，与物料混合腔93底部连接并同轴分布，所述物料混合腔93侧壁内表面设至少一个浊度传感器13和至少一个浓度计14，且所述浊度传感器13、浓度计14位于过滤筛网94下方，与物料混合腔93底部间间距为物料混合腔93高度的1/4—1/2。

进一步优化的，所述的混合搅拌机构95及转台机构97均与控制系统15电气连接，其中所述转台机构97上另设至少一个角度传感器90，且角度传感器90与控制系统15电气连接。

此外，所述的压力传感器11、流速传感器12中，各压力传感器11、流速传感器12分别位于供水管路5与上水泵3、导流支管8连接位置及物料输送管路6与物料输送泵4、固液混合舱9连接位置处，所述的物料输送管路6上的浊度传感器13、浓度计位于物料输送管路与固液分离装置连接位置处及嵌于固液混合舱内表面。

本实施例中，所述控制系统15为基于工业计算机的电路系统，且控制系统15包括至少一个变频驱动电路。

实施例1

以某煤矿高压水采煤输送为例对本发明进行说明：其中采煤作业的煤粉平均粒度为10mm，采煤得到的煤水混合物的平均流量为28m³/h。

其具体输送方法包括以下步骤：

S1，设备组装，首先根据巷道内采煤作业钻孔位置，为当前位于巷道内最远端采煤作业的采煤孔位置配备固液混合舱，且每个混合作业舱均通过导流支管于至少一个采煤作业的采煤孔相互连通，然后将若干巷道内的固液混合舱一方面通过供水管路与清水池相互连通，另一方面通过物料输送管路与固液分离装置相互连通，然后将固液分离装置的滤液出口与清水池相互连通，滤渣出口与物料输送机相互连通并使物料输送机与固体物料收集设备连通，最后将控制系统分别与本发明的上水泵、物料输送泵、物料输送机、电液比例阀、压力传感器、流速传感器、浊度传感器、浓度计剂外部的供电电路、监控电路电气连接；

S2，设定运行数据，首先根据固体物料源的固体物料颗粒粒径，设定固体物料输送至固液混合舱内的流量为10m³/h，固体物料平均直径为10mm；然后设定供水管路内水体流动压力为0.5 MPa，流速为1.5m/s；物料输送管路混合物流动压力为0.8MPa，流速为5m/s；固液混合舱内的固体物料与水体间混合比例为1：3；

S3，系统预运行，完成S2步骤后，首先驱动上水泵、物料输送泵运行，驱动清水池内水体沿供水管路、固液混合舱、物料输送管路、固液分离装置及清水池方向进行循环运行，并使得供水管路、物料输送管路的水体流速、流量达到S2步骤设定参数并稳定运行30秒；

S4，固体物料输送，完成S3步骤后，在维持S3步骤运行状态不变的条件下，将经过筛选并达到S2步骤设定参数的固体物料输送至固液混合舱中与固液混合舱内水体混合，其中在固体物料输送至固液混合舱内时，首先通过电液比例阀分别对流入到固液混合舱内的水量和固体物料按照S2步骤设定的固液混合比例后同时输送至固液混合舱内，将水体与固体物料在固液混合舱内混合后的混合物料从固液混合舱排出至物料输送管路中，使混合物料通过物料输送管路输送至固液分离装置处进行固液分离，固液分离后的水体返回至清水池中重复利用，分离后的固体物料通过物料输送机输送至固体物料收集设备处，从而完成物料输送作业；

S5，停机及二次运行，完成物料输送后，首先停止固体物料源物料向固液混合舱内输送，同时按照S2步骤设定参数，同时保持供水管路内水体输送压力和流速稳定输送至固液混合舱内，并保持固液混合舱输送至物料输送管路内水体的压力和流速满足S2步骤设定参数，并同时通过浊度传感器、浓度计分别对固液混合舱内水体及物料输送管路输送至固液分离装置处水体内固体物料含量不大于1%后，停止上水泵、物料输送泵、固液分离装置、物料输送机、固液混合舱及各传感器运行，完成输送系统停机；在完成停机后需要再次进行物料输送作业时，则返回至S1步骤，实现再次物料输送作业。

其中，进一步的，所述的S2步骤中，在进行参数设定时，另设粗颗粒水利输送运动状态函数，并根据粗颗粒水利输送运动状态函数进行相应参数设定，所述粗颗粒水利输送运动状态函数具体为：

；

其中：

为物料输送流速；

为流体温度系数，其中当流体温度为0℃及0℃以下时，则

取值范围0—0.2，温度每上升10℃

取值递增0.2，

最大取值为1，且当

取值为1时，流体温度不小于50℃；

为流体流动压力；

为流体输送方向的加速度；

为输送管道阻力系数；

颗粒为重力加速度；

颗粒为直径；

颗粒密度；

为流体密度。

重点说明的，所述的S4步骤中，在完成停机作业后，另以10℃、压力为0.5MPa、流速为1.5m/s的惰性气体对供水管路、物料输送管路及固液混合舱进行气流清理10分钟。

实施例2

以某煤矿高压水采煤输送为例对本发明进行说明：其中采煤作业的煤粉平均粒度为20mm，采煤得到的煤水混合物的平均流量为24m³/h。

一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统得输送方法包括以下步骤：

S1，设备组装，设备组装，首先根据巷道内采煤作业钻孔位置，为当前位于巷道内最远端采煤作业的采煤孔位置配备固液混合舱，且每个混合作业舱均通过导流支管于至少一个采煤作业的采煤孔相互连通，然后将若干巷道内的固液混合舱一方面通过供水管路与清水池相互连通，另一方面通过物料输送管路与固液分离装置相互连通，然后将固液分离装置的滤液出口与清水池相互连通，滤渣出口与物料输送机相互连通并使物料输送机与固体物料收集设备连通，最后将控制系统分别与本发明的上水泵、物料输送泵、物料输送机、电液比例阀、压力传感器、流速传感器、浊度传感器、浓度计剂外部的供电电路、监控电路电气连接；

S2，设定运行数据，首先根据固体物料源的固体物料颗粒粒径，设定固体物料输送至固液混合舱内的流速为24m³/h，固体物料平均直径为20mm；然后设定供水管路内水体流动压力为1.1 MPa，流速为1.1m/s；物料输送管路混合物流动压力为1.5MPa，流速为2m/s；固液混合舱内的固体物料与水体间混合比例为1：10；

S3，系统预运行，完成S2步骤后，首先驱动上水泵、物料输送泵运行，驱动清水池内水体沿供水管路、固液混合舱、物料输送管路、固液分离装置及清水池方向进行循环运行，并使得供水管路、物料输送管路的水体流速、流量达到S2步骤设定参数并稳定运行10分钟；

S4，固体物料输送，完成S3步骤后，在维持S3步骤运行状态不变的条件下，将经过筛选并达到S2步骤设定参数的固体物料输送至固液混合舱中与固液混合舱内水体混合，其中在固体物料输送至固液混合舱内时，首先通过电液比例阀分别对流入到固液混合舱内的水量和固体物料按照S2步骤设定的固液混合比例后同时输送至固液混合舱内，将水体与固体物料在固液混合舱内混合后的混合物料从固液混合舱排出至物料输送管路中，使混合物料通过物料输送管路输送至固液分离装置处进行固液分离，固液分离后的水体返回至清水池中重复利用，分离后的固体物料通过物料输送机输送至固体物料收集设备处，从而完成物料输送作业；

S5，停机及二次运行，完成物料输送后，首先停止固体物料源物料向固液混合舱内输送，同时按照S2步骤设定参数，同时保持供水管路内水体输送压力和流速稳定输送至固液混合舱内，并保持固液混合舱输送至物料输送管路内水体的压力和流速满足S2步骤设定参数，并同时通过浊度传感器、浓度计分别对固液混合舱内水体及物料输送管路输送至固液分离装置处水体内固体物料含量不大于1%后，停止上水泵、物料输送泵、固液分离装置、物料输送机、固液混合舱及各传感器运行，完成输送系统停机；在完成停机后需要再次进行物料输送作业时，则返回至S1步骤，实现再次物料输送作业。

其中，所述的S2步骤中，在进行参数设定时，另设粗颗粒水利输送运动状态函数，并根据粗颗粒水利输送运动状态函数进行相应参数设定，所述粗颗粒水利输送运动状态函数具体为：

；

其中：

为物料输送流速；

为流体温度系数，其中当流体温度为0℃及0℃以下时，则

取值范围0—0.2，温度每上升10℃

取值递增0.2，

最大取值为1，且当

取值为1时，流体温度不小于50℃；

为流体流动压力；

为流体输送方向的加速度；

为输送管道阻力系数；

颗粒为重力加速度；

颗粒为直径；

颗粒密度；

为流体密度。

重点说明的，所述的S4步骤中，在完成停机作业后，另以35℃、压力为2.5 MPa、流速为5 m/s的惰性气体对供水管路、物料输送管路及固液混合舱进行气流清理1分钟。

实施例3

以码头砂石物料输送为例对本发明进行说明：其中砂石物料的平均粒度为15mm，采煤得到的煤水混合物的平均流量为25m³/h。

一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统得输送方法包括以下步骤：

S1，设备组装，首先根据砂石物料的料仓及输送机数量和位置，分别为砂石物料的每台输送机设一固液混合舱，然后将各固液混合舱一方面通过供水管路与清水池相互连通，另一方面通过物料输送管路与固液分离装置相互连通，然后将固液分离装置的滤液出口与清水池相互连通，滤渣出口与物料输送机相互连通并使物料输送机与固体物料收集设备连通，最后将控制系统分别与本发明的上水泵、物料输送泵、物料输送机、电液比例阀、压力传感器、流速传感器、浊度传感器、浓度计剂外部的供电电路、监控电路电气连接；

S2，设定运行数据，首先根据固体物料源的固体物料颗粒粒径，设定固体物料输送至固液混合舱内的流速为25m³/h，固体物料平均直径为15mm；然后设定供水管路内水体流动压力为2.5 MPa，流速为1.3m/s；物料输送管路混合物流动压力为4.5MPa，流速为3.5m/s；固液混合舱内的固体物料与水体间混合比例为1：10；

S3，系统预运行，完成S2步骤后，首先驱动上水泵、物料输送泵运行，驱动清水池内水体沿供水管路、固液混合舱、物料输送管路、固液分离装置及清水池方向进行循环运行，并使得供水管路、物料输送管路的水体流速、流量达到S2步骤设定参数并稳定运行2分钟；

S4，固体物料输送，完成S3步骤后，在维持S3步骤运行状态不变的条件下，将经过筛选并达到S2步骤设定参数的固体物料输送至固液混合舱中与固液混合舱内水体混合，其中在固体物料输送至固液混合舱内时，首先通过电液比例阀分别对流入到固液混合舱内的水量和固体物料按照S2步骤设定的固液混合比例后同时输送至固液混合舱内，将水体与固体物料在固液混合舱内混合后的混合物料从固液混合舱排出至物料输送管路中，使混合物料通过物料输送管路输送至固液分离装置处进行固液分离，固液分离后的水体返回至清水池中重复利用，分离后的固体物料通过物料输送机输送至固体物料收集设备处，从而完成物料输送作业；

S5，停机及二次运行，完成物料输送后，首先停止固体物料源物料向固液混合舱内输送，同时按照S2步骤设定参数，同时保持供水管路内水体输送压力和流速稳定输送至固液混合舱内，并保持固液混合舱输送至物料输送管路内水体的压力和流速满足S2步骤设定参数，并同时通过浊度传感器、浓度计分别对固液混合舱内水体及物料输送管路输送至固液分离装置处水体内固体物料含量不大于1%后，停止上水泵、物料输送泵、固液分离装置、物料输送机、固液混合舱及各传感器运行，完成输送系统停机；在完成停机后需要再次进行物料输送作业时，则返回至S1步骤，实现再次物料输送作业。

其中，所述输送机为绞龙、皮带输送机中的任意一种或两种共用。

此外，所述的S2步骤中，在进行参数设定时，另设粗颗粒水利输送运动状态函数，并根据粗颗粒水利输送运动状态函数进行相应参数设定，所述粗颗粒水利输送运动状态函数具体为：

；

其中：

为物料输送流速；

为流体温度系数，其中当流体温度为0℃及0℃以下时，则

取值范围0—0.2，温度每上升10℃

取值递增0.2，

最大取值为1，且当

取值为1时，流体温度不小于50℃；

为流体流动压力；

为流体输送方向的加速度；

为输送管道阻力系数；

颗粒为重力加速度；

颗粒为直径；

颗粒密度；

为流体密度。

重点说明的，所述的S4步骤中，在完成停机作业后，另以22℃、压力为2.5 MPa、流速为3.5m/s的惰性气体对供水管路、物料输送管路及固液混合舱进行气流清理5分钟。

本发明系统构成结构简单，结构调整灵活方便，环境适应能力号，运行自动化程度和控制精度高，一方面物料输送适应能力强，可有效满足与各类不同位置及类型物料间进行配套使用的需要，同时也可以满足固定料源及移动料源同步配套运行的需要，从而极大的提高本发明设备运行的通用性、可靠性及使用灵活性；另一方面可有效的满足固体物料远距离高效输送作业的需要，并有效提高固体物料输送时的流动性，从而达到降低物料输送能耗及物料于输送设备间摩擦损耗的目的，同时另可有效降低固体物料输送时的粉尘污染、噪声污染，另可有效提高资源回收利用率，降低水资源损耗。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，其特征在于：所述的颗粒物料高效液力远程收集输送系统包括清水池、固液分离装置、上水泵、物料输送泵、供水管路、物料输送管路、物料输送机、导流支管、固液混合舱、电液比例阀、压力传感器、流速传感器、浊度传感器、浓度计及控制系统，所述固液混合舱至少一个，固液混合舱上端面通过导流支管与固体料源及供水管路相互连通，且所述固液混合舱与供水管路、物料输送管路连通的导流支管上均设至少一个电液比例阀，所述供水管路至少一条，并通过上水泵与清水池相互连通，所述固液混合舱下端面通过物料输送泵与物料输送管路相互连通，所述物料输送管路至少一条并与固液分离装置相互连通，所述固液分离装置至少一个，各固液分离装置间均与物料输送机相互连通，同时各固液分离装置另通过导流支管与清水池相互连通，所述压力传感器、流速传感器均若干，且所述供水管路、物料输送管路上均设至少一个压力传感器和至少一个流速传感器，所述浊度传感器、浓度计均若干，且各物料输送管路和固液混合舱上均设至少一个浊度传感器和至少一个浓度计，所述控制系统分别与上水泵、物料输送泵、物料输送机、电液比例阀、压力传感器、流速传感器、浊度传感器、浓度计电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，其特征在于：所述的供水管路、物料输送管路上分别设至少一个上水泵、物料输送泵，所述上水泵和物料输送泵均为电动泵、液动泵及气动泵中的任意一种或任意几种同时使用。

3.根据权利要求1所述的一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，其特征在于：所述的固液混合舱为两个及两个以上时，各固液混合舱间相互并列分布，且每条供水管路及每条物料输送管路均与至少一个固液混合舱相互连通。

4.据权利要求1所述的一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，其特征在于：所述的固液混合舱包括承载机架、行走轮、物料混合腔、过滤筛网及混合搅拌机构，所述承载机架为“凵”字型框架结构，其下端面均布若干行走轮，承载机架侧壁内表面均布若干导向滑轨，各导向滑轨环绕承载机架轴线均布并与承载机架轴线平行分布，所述物料混合腔至少一个，嵌于承载机架内并通过导向滑轨与承载机架滑动连接，所述物料混合腔为“凵”字型的腔体结构，所述过滤筛网至少一个，嵌于物料混合腔内并与物料混合腔同轴分布，且过滤筛网与物料混合腔上端面间间距为5—30厘米，所述物料混合腔上端面另通过转台机构与两条导流支管相互铰接，且所述物料混合腔轴线与导流支管轴线呈0°—90°夹角，所述物料混合腔侧壁下端面设一个物料输送口和至少一个排污口，并通过物料输送口与物料输送管路相互连通，所述混合搅拌机构嵌于物料混合腔内，与物料混合腔底部连接并同轴分布，所述物料混合腔侧壁内表面设至少一个浊度传感器和至少一个浓度计，且所述浊度传感器、浓度计位于过滤筛网下方，与物料混合腔底部间间距为物料混合腔高度的1/4—1/2。

5.据权利要求4所述的一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，其特征在于：所述的混合搅拌机构及转台机构均与控制系统电气连接，其中所述转台机构上另设至少一个角度传感器，且角度传感器与控制系统电气连接。

6.据权利要求1所述的一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，其特征在于：所述的压力传感器、流速传感器中，各压力传感器、流速传感器分别位于供水管路与上水泵、导流支管连接位置及物料输送管路与物料输送泵、固液混合舱连接位置处；所述的物料输送管路上的浊度传感器、浓度计位于物料输送管路与固液分离装置连接位置处及嵌于固液混合舱内表面；所述控制系统为基于工业计算机的电路系统，且控制系统包括至少一个变频驱动电路。

7.一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统的输送方法，其特征在于：所述的固体颗粒物料水力输送系统得输送方法包括以下步骤：

S1，设备组装，首先根据物料输送作业时固体物料源的数量及分布位置，为每个固体物料源位置均设一个固液混合舱，并使固液混合舱与固体物料源间通过导流支管相互连通，然后将各固液混合舱一方面通过供水管路与清水池相互连通，另一方面通过物料输送管路与固液分离装置相互连通，然后将固液分离装置的滤液出口与清水池相互连通，滤渣出口与物料输送机相互连通并使物料输送机与固体物料收集设备连通，最后将控制系统分别与本发明的上水泵、物料输送泵、物料输送机、电液比例阀、压力传感器、流速传感器、浊度传感器、浓度计剂外部的供电电路、监控电路电气连接；

S2，设定运行数据，首先根据固体物料源的固体物料颗粒粒径，设定固体物料输送至固液混合舱内的流量为10-28m³/h，固体物料直径不大于20mm；然后设定供水管路内水体流动压力不小于0.3 MPa；物料输送管路混合物流动压力不小于0.1 MPa，流速为1—5m/s；固液混合舱内的固体物料与水体间混合比例为1：3—30；

S3，系统预运行，完成S2步骤后，首先驱动上水泵、物料输送泵运行，驱动清水池内水体沿供水管路、固液混合舱、物料输送管路、固液分离装置及清水池方向进行循环运行，并使得供水管路、物料输送管路的水体流速、流量达到S2步骤设定参数并稳定运行至少30秒；

S4，固体物料输送，完成S3步骤后，在维持S3步骤运行状态不变的条件下，将经过筛选并达到S2步骤设定参数的固体物料输送至固液混合舱中与固液混合舱内水体混合，其中在固体物料输送至固液混合舱内时，首先通过电液比例阀分别对流入到固液混合舱内的水量和固体物料按照S2步骤设定的固液混合比例后同时输送至固液混合舱内，将水体与固体物料在固液混合舱内混合后的混合物料从固液混合舱排出至物料输送管路中，使混合物料通过物料输送管路输送至固液分离装置处进行固液分离，固液分离后的水体返回至清水池中重复利用，分离后的固体物料通过物料输送机输送至固体物料收集设备处，从而完成物料输送作业；

S5，停机及二次运行，完成物料输送后，首先停止固体物料源物料向固液混合舱内输送，同时按照S2步骤设定参数，同时保持供水管路内水体输送压力和流速稳定输送至固液混合舱内，并保持固液混合舱输送至物料输送管路内水体的压力和流速满足S2步骤设定参数，并同时通过浊度传感器、浓度计分别对固液混合舱内水体及物料输送管路输送至固液分离装置处水体内固体物料含量不大于1%后，停止上水泵、物料输送泵、固液分离装置、物料输送机、固液混合舱及各传感器运行，完成输送系统停机；在完成停机后需要再次进行物料输送作业时，则返回至S1步骤，实现再次物料输送作业。

8.据权利要求7所述的一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，其特征在于：所述的S1步骤中的固体物料源为储存罐、料堆、料仓、皮带输送机、物料输送绞龙、物料输送管及采矿设备中的任意一种或几种共用。

9.据权利要求7所述的一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，其特征在于：所述的S2步骤中，在进行参数设定时，另设粗颗粒水利输送运动状态函数，并根据粗颗粒水利输送运动状态函数进行相应参数设定，所述粗颗粒水利输送运动状态函数具体为：

；

其中：

为物料输送流速；

为流体温度系数，其中当流体温度为0℃及0℃以下时，则

取值范围0—0.2，温度每上升10℃

取值递增0.2，

最大取值为1，且当

取值为1时，流体温度不小于50℃；

为流体流动压力；

为流体输送方向的加速度；

为输送管道阻力系数；

颗粒为重力加速度；

颗粒为直径；

颗粒密度；

为流体密度。

10.据权利要求7所述的一种颗粒物料高效液力远程收集输送系统，其特征在于：所述的S4步骤中，在完成停机作业后，另以10—35℃、压力为0.5—2.5 MPa、流速为1.5—5 m/s的惰性气体对供水管路、物料输送管路及固液混合舱进行气流清理1—10分钟。

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