CN204005251U - 一种高落差跌落式管道消能输送系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种高落差跌落式管道消能输送系统，包括多条跌落管道和消能管道，两根相邻的跌落管道之间通过一根消能管道连通，消能管道的上游端连接于处于高位的跌落管道的底部，消能管道的下游端连接于处于低位的跌落管道的顶部，且在跌落管道的底部与消能管道连接的位置设置有导流机构，通过所述导流机构在所述跌落管道与消能管道之间形成L型连接通路。本实用新型通过创新设计跌落管道和消能管道之间的L型连接结构，使得来自跌落管道的矿浆浆体能够平滑、顺畅地流向消能管道，并且完全消除了因浆体缓冲、溢流而对管道造成的涡流磨损现象，最大限度的对高落差浆体动能进行了消能，提高了浆体管道输送系统的运行寿命和浆体管道输送效率。

Description

一种高落差跌落式管道消能输送系统

技术领域

本实用新型涉及浆体管道输送系统，更具体的涉及一种高落差跌落式管道消能输送系统。

背景技术

在我国经济高速增长、特别是近几年冶金、石化、石油、化肥等行业的持续稳定发展，随着能源的价格提升，运输成本已越来越高，而利用水力管道输送固体材料，与其它运输（如铁路、公路）相比，具有运输距离短、基建投资少，对地形适应及可利用高差势能，不占或少占土地，不污染环境及不受外界条件干扰，可以实现连续作业，技术可靠，运输费仅为铁路、公路的1/6～1/10等诸多优点，实现了经济、环境可持续发展。但是管道在运输浆体如铁精矿矿浆时通常会从高山上运输至山脚下，山的海拔很高时会存在巨大的落差。铁精矿矿浆从山顶上运输至山脚下时，将会产生巨大的动能，如果不把这种巨大动能进行消能将会对接收装置造成巨大的破坏，严重影响设备的使用寿命。为此现有技术中设计了跌落式管道输送系统，如附图1所示的，运输管道沿着山体1由高向低延伸，且运输管道包括有多根跌落管道2和消能管道3，消能管道3的一端连通于高位跌落管道2的下部，消能管道3的另一端连通于低位跌落管道2的上部，同时整个管道输送系统通过将跌落管道2的底端作为固定部4深入山体1内进行固定，这种固定方式也是高落差跌落式管道输送系统的最佳固定方式，这种固定方式使得消能管道3无法直接连通于跌落管道2的底端，而是要在离底端一定距离的下部侧壁上连通跌落管道2，这样在矿浆浆体输送过程中，矿浆浆体从跌落管道2的高处向低处流淌后，先到达跌落管道的底部进行缓冲后再向上溢流至消能管道3内，然后向下级管道输送，如附图1中的浆体流向所示，这样浆体在缓冲和溢流时在跌落管道2的底部形成涡流，这种浆体涡流将会严重磨损跌落管道和消能管道间的接触角部位，时间一长将会导致跌落管道2和消能管道3的连接位置出现管道破损，进而会严重的泄漏输送浆体，造成较大的安全隐患，而且对这种连接角部磨损的维修需耗费大量的人力物力，因为这种维修需在高海拔、坡度陡的地段进行，严重的影响了浆体管道输送效率，因此现有技术中的高落差跌落式管道输送系统并没有很有效地对高落差浆体动能起到消能作用，尽管使用了消能管道但却对消能管道与跌落管道的连接处造成了巨大的压力，因此如何对高落差浆体动能进行消能同时又不对管道自身造成磨损破坏，成为高落差浆体管道输送技术领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型基于上述现有技术问题，创新的提出一种全新的高落差跌落式管道消能输送系统，通过创新设计跌落管道和消能管道之间的L型连通结构，使得来自跌落管道的矿浆浆体能够平滑、顺畅地流向消能管道，完全消除了因浆体缓冲、溢流而对管道造成的涡流磨损现象，最大限度的对高落差浆体动能进行了消能，提高了浆体管道输送系统的运行寿命和浆体管道输送效率。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种高落差跌落式管道消能输送系统，包括自高落差山体1的高位至低位间设置的多根跌落管道2和多根消能管道3，每根跌落管道2的底端固定于山体内，相邻的两根跌落管道2之间通过一根消能管道3连通，所述消能管道3的上游端连接于处于高位的跌落管道2的底部，所述消能管道3的下游端连接于处于低位的跌落管道2的顶部，且在所述跌落管道2的底部与所述消能管道3连接的位置设置有导流机构，通过所述导流机构在所述跌落管道2与所述消能管道3之间形成L型连接通路。

进一步的根据本实用新型所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其中所述导流机构包括设置于跌落管道2内部的导流板10，所述导流板10的上表面与所述消能管道3的底面光滑过渡连接，且所述导流板10的上表面不低于所述消能管道3的底面。

进一步的根据本实用新型所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其中所述导流板10的上表面与所连接的消能管道底面处于同一平面，或者所述导流板10的上表面相对于所连接的消能管道底面向上倾斜30°以内的角度。

进一步的根据本实用新型所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其中所述跌落管道2和消能管道3为圆形管道，所述导流板10为椭圆形盲板或圆弧槽形板。

进一步的根据本实用新型所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其中所述导流机构为设置于跌落管道2底部内的导流座12，所述导流座12的上表面与所述消能管道3的底面光滑过渡连接，且所述导流座12的上表面不低于所述消能管道3的底面。

进一步的根据本实用新型所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其中所述导流座12的上表面与所连接的消能管道底面处于同一平面，或者所述导流座12的上表面相对于所连接的消能管道底面向上倾斜30°以内的角度。

进一步的根据本实用新型所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其中所述跌落管道2和消能管道3为圆形管道，所述导流座12的上表面为椭圆面或与消能管道3底部圆柱面相对应的圆柱面。

进一步的根据本实用新型所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其中所述跌落管道2与竖直方向间的夹角在20°以内，所述消能管道3相对于水平方向向下倾斜设置且倾斜角度在30°以内。

进一步的根据本实用新型所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其中所述消能管道3的上游端连接于跌落管道2的底部侧壁，且在所述跌落管道的侧壁与消能管道的顶面间形成导流圆弧11。

进一步的根据本实用新型所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其中还包括浓缩池5、喂料泵6、分配桶7、过滤机8和传输带9，所述浓缩池5设置于山体的高位且其底部出口连接于喂料泵6的泵送入口，所述喂料泵6的泵送出口连接于跌落管道2的顶部，处于低位的最后一根跌落管道2的底部通过消能管道3连接于分配桶7的顶部，所述分配桶7的底部通过管路连接于过滤机8的入口端，所述过滤机8的过滤出口正对所述传输带9。

通过本实用新型的技术方案至少能够达到以下技术效果：

1）、本实用新型通过创新设计跌落管道和消能管道之间的L型连通结构，使得来自跌落管道的矿浆浆体能够平滑、顺畅地流向消能管道，并且完全消除了因浆体缓冲、溢流而对管道造成的涡流磨损现象，最大限度的对高落差浆体动能进行了消能，大大提高了浆体管道输送系统的运行寿命和适用范围。

2）、通过本实用新型的方案大大降低了对海拔高、坡度陡地域浆体管道的检修率、故障率和维修率，节约了大量人力和物力。

3）、通过本实用新型的方案在提高浆体管道输送效率的同时，有效保证了浆体管道输送安全，促进了浆体管道输送技术在多领域和多地域的推广应用。

4）、本实用新型所述方案容易实现，同时不会造成传统浆体管道输送系统大的结构改变，实现成本低廉，市场前景广阔。

附图说明

附图1为现有技术中跌落式管道输送系统的结构示意图；

附图2为本实用新型所述高落差跌落式管道消能输送系统的整体结构示意图；

附图3为本实用新型所述高落差跌落式管道消能输送系统中跌落管道与消能管道之间的连接结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：

1—山体、2—跌落管道、3—消能管道、4—固定部、5-浓缩池、6—喂料泵、7—分配桶、8—过滤机、9—传输带、10-导流板、11-导流圆弧、12-导流座。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型，但并不因此限制本实用新型的保护范围。

如附图2所示的，本实用新型所述高落差跌落式管道消能输送系统包括浓缩池5、喂料泵6、跌落管道2、消能管道3、分配桶7、过滤机8和传输带9，所述的浓缩池5建造于高海拔的山体顶部，浓缩池5的底部出口连接于喂料泵6的泵送入口，喂料泵6的泵送出口连接于跌落管道2的顶部，针对高落差的地域环境，所述管道输送系统包括有多条跌落管道2和消能管道3，每条跌落管道2的底端都作为整个管道系统的固定部深入山体内，任意两根相邻的跌落管道2之间通过一根消能管道3连通，具体的消能管道3的一端连接在位于高位置的跌落管道2的下部，消能管道3的另一端连接在位于低位置的跌落管道2的上部，处于低位的最后一根跌落管道2所连接的消能管道3的出口端连接于分配桶7的顶部，所述分配桶7的底部通过管路连接于过滤机8的入口端，过滤机8的过滤出口正对传输带9。这样通过本实用新型所述的管道消能输送系统，来自高海拔的浓缩池5中的浆体依次通过多级跌落管道2和消能管道3消能后，大大缓解了浆体从山顶运输至山脚下时的巨大动能，最终通过传输带9将浆体输出，减轻了高落差浆体管道输送时浆体动能对接收终端装置造成的破坏。

为了进一步的降低浆体下降速度，减少浆体自高处落下时所具有的动能，本实用新型创新的对跌落管道2和消能管道3的连接布置结构进行改进，首先所述跌落管道2基本沿竖直方向布置，与竖直方向间的夹角在20°之内，且跌落管道2的底部插入山体内作为管道系统的固定部4，这种方式大大方便了管道系统在高落差山体上的固定，所述消能管道3沿水平方向略微向下倾斜的方式设置，倾斜角度即消能管道3与水平方向间的夹角为0-30°，优选的为0-20°，更优选的在10-20°，这样来自跌落管道2的浆体进入消能管道3后基本沿水平方向流动，大大缓解了浆体在跌落管道2内的垂直下落动能。由于每根跌落管道2的底端是作为固定部4而需要插入山体内的，因此每根消能管道3的上游端（浆体输入端）无法连接在位于高位置的跌落管道2的底端，通常消能管道3的上游端连接于跌落管道2离其底端一定距离的底部侧壁，为了避免浆体在跌落管道2底部形成的涡流对管道产生严重磨损，本实用新型创新的在跌落管道2底部与消能管道3连接的位置设置导流机构，通过所述导流机构将跌落管道2与消能管道3间由原来的T型连接通路改进成L型连接通路，L型连接通路与T型连接通路相比，使得来自跌落管道内的矿浆浆体可平滑、顺畅的流向消能管道3，无急弯且浆体流动阻力小、振动小，并且完全消除了浆体由跌落管道底部向上溢流所产生的涡流，大大减轻了浆体对跌落管道和消能管道连接处的磨损。具体的导流机构可以为导流板及其支撑件，或者为导流座12，如附图3所示的。当采用导流板作为导流机构时，如附图3所示的，所述导流板10在跌落管道2底部的整个径向设置，且导流板10的上表面与消能管道3底面光滑连接，即两者基本处于同一平面，优选的所述导流板上表面相对于消能管道底面略微向上倾斜，即如附图3所示的两者之间的角度θ处于150°-180°之间，以便于矿浆浆体顺畅的流向消能管道3。当跌落管道2和消能管道3均为圆形管道时，所述导流板10优选为设置于跌落管道内部且相对于消能管道最底端母线向上倾斜0-30°角的椭圆形盲板，更优选的所述导流板10可选用与所述消能管道3的下部半圆底面形状相对应的圆弧槽形板，且所述圆弧槽形板相对于消能管道3下部底面略微向上倾斜（倾斜角在0-30°内）。本领域技术人员亦可根据需要在本实用新型专利的构思范围内选择所述导流板的结构形态。在所述导流板10的底部设置有支撑件，能够支撑住浆体向下流向导流板是对其产生的冲击力。进一步的可采用附图3中所示的导流座12作为导流机构代替上述导流板和其支撑件，所述导流座12设置于跌落管道的整个底部内腔，且导流座12的上表面起到与所述导流板一样的作用，因此所述导流座的上表面与消能管道3底面应基本处于同一平面，优选的所述导流座的上表面相对于消能管道底面略微向上倾斜（30°角之内），即如附图3所示的导流座上表面与消能管道3底面（底面母线）之间的角度θ处于150°-180°之间，以便于矿浆浆体顺畅的流向消能管道3，同理所述导流座上表面的形状亦可根据消能管道3和跌落管道2的结构形状进行灵活选择，如所述导流座上表面可为向上倾斜的椭圆面，或者所述导流座的上表面为与消能管道3底部圆柱面相对应的圆柱面，总之只要所述导流座上表面与消能管道底面间能够光滑连接即可，以保证来自跌落管道内的浆体通过L型通路流向消能管道。进一步的将跌落管道侧壁与消能管道顶面通过圆弧过渡连接，即在跌落管道侧壁与消能管道顶面间形成如附图3所示的导流圆弧11，以进一步降低浆体对两者连接处的摩擦损耗。

本专利通过创新设计多级跌落管道和消能管道、并将各级跌落管道与消能管道件的连接通道改进成L型结构，消除了跌落管道内矿浆在其底部缓冲溢流时形成的涡流对管道连接处造成的棱角磨损现象，提高了管道使用寿命，大大降低了高落差管道系统的故障率和维修率，进而降低了高落差管道运输成本。另外本专利所述管道系统依靠跌落管道底端作为管道系统固定部的同时将跌落管道与消能管道间的连接通道改进成L型通道，在不引起整个管道系统结构发生大变化的前提下解决了管道接头处的磨损问题，因此本实用新型所述方案推广应用操作简便，尤其是对于当前生产任务压力大、生产饱和、不允许生产上有任何停息时间的高落差浆体管道运输作业，实用性非常强，具有广阔的市场前景。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (10)

1.一种高落差跌落式管道消能输送系统，其特征在于，包括自高落差山体（1）的高位至低位间设置的多根跌落管道（2）和多根消能管道（3），每根跌落管道（2）的底端固定于山体内，相邻的两根跌落管道（2）之间通过一根消能管道（3）连通，所述消能管道（3）的上游端连接于处于高位的跌落管道（2）的底部，所述消能管道（3）的下游端连接于处于低位的跌落管道（2）的顶部，且在所述跌落管道（2）的底部与所述消能管道（3）连接的位置设置有导流机构，通过所述导流机构在所述跌落管道（2）与所述消能管道（3）之间形成L型连接通路。

2.根据权利要求1所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其特征在于，其中所述导流机构包括设置于跌落管道（2）内部的导流板（10），所述导流板（10）的上表面与所述消能管道（3）的底面光滑过渡连接，且所述导流板（10）的上表面不低于所述消能管道（3）的底面。

3.根据权利要求2所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其特征在于，所述导流板（10）的上表面与所连接的消能管道底面处于同一平面，或者所述导流板（10）的上表面相对于所连接的消能管道底面向上倾斜30°以内的角度。

4.根据权利要求2所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其特征在于，所述跌落管道（2）和消能管道（3）为圆形管道，所述导流板（10）为椭圆形盲板或圆弧槽形板。

5.根据权利要求1所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其特征在于，其中所述导流机构为设置于跌落管道（2）底部内的导流座（12），所述导流座（12）的上表面与所述消能管道（3）的底面光滑过渡连接，且所述导流座（12）的上表面不低于所述消能管道（3）的底面。

6.根据权利要求5所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其特征在于，所述导流座（12）的上表面与所连接的消能管道底面处于同一平面，或者所述导流座（12）的上表面相对于所连接的消能管道底面向上倾斜30°以内的角度。

7.根据权利要求5所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其特征在于，所述跌落管道（2）和消能管道（3）为圆形管道，所述导流座（12）的上表面为椭圆面或与消能管道（3）底部圆柱面相对应的圆柱面。

8.根据权利要求1-7任一项所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其特征在于，所述跌落管道（2）与竖直方向间的夹角在20°以内，所述消能管道（3）相对于水平方向向下倾斜设置且倾斜角度在30°以内。

9.根据权利要求1-7任一项所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其特征在于，所述消能管道（3）的上游端连接于跌落管道（2）的底部侧壁，且在所述跌落管道的侧壁与消能管道的顶面间形成导流圆弧（11）。

10.根据权利要求1-7任一项所述的高落差跌落式管道消能输送系统，其特征在于，还包括浓缩池（5）、喂料泵（6）、分配桶（7）、过滤机（8）和传输带（9），所述浓缩池（5）设置于山体的高位且其底部出口连接于喂料泵（6）的泵送入口，所述喂料泵（6）的泵送出口连接于跌落管道（2）的顶部，处于低位的最后一根跌落管道（2）的底部通过消能管道（3）连接于分配桶（7）的顶部，所述分配桶（7）的底部通过管路连接于过滤机（8）的入口端，所述过滤机（8）的过滤出口正对所述传输带（9）。