DE3149932C2

DE3149932C2 - Suspensionspumpe

Info

Publication number: DE3149932C2
Application number: DE3149932A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey L. Ponca City Okla. Beck
Original assignee: Conoco Inc
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1981-02-05
Filing date: 1981-12-16
Publication date: 1986-01-23
Also published as: US4409746A; DE3149932A1; GB2092643A; SU1123545A3; CA1169888A; FR2499122A1; GB2092643B; AU7778081A; ZA818180B; PL234913A1; FR2499122B1; AU532178B2

Abstract

Beschrieben wird eine Bagger-Vorrichtung mit einer Kammer von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt. Erste Ein- und Auslässe sind mit der Kammer verbunden, wobei deren Achsen senkrecht auf einem Durchmesser der Kammer stehen. Ein Saug-Einlaß liegt auf der Achse der Kammer, fluchtend mit der Achse eines Wirbels, der gebildet wird, wenn die aus dem Einlaß kommenden Fluide aus einem zweiten Auslaß austreten, der im wesentlichen koaxial zum Wirbel verläuft. Ferner ist eine Anordnung vorgesehen, um die Bagger-Vorrichtung in einer Position zu halten, in der der Saug-Einlaß das zu baggernde Material aufnehmen kann.

Description

werden soll und in dem Fluid 24 enthalten oder suspendiert ist Die Suspensionspumpe 10 kann, wie oben erwähnt, in beliebiger Weise aufgehängt sein, wobei hierzu im vorliegenden Fall die Seile 22 dienen. Die tatsächliche Position des Saugmundes läßt sich dadurch einstellen, daß man die einen oder die anderen Seile verlängert oder verkürzt Auch sei darauf hingewiesen, daß die Suspensionspumpe 10 starr gehaltert und beispielsweise an einem Schiff angeordnet werden kann. Auch läßt sie sich an Schwimmern befestigen oder in irgendeiner anderen Art führen, wie es im Zusammenhang mit Bagger-Vorrichtungen bekannt ist

Ein Hochdruckfluid tritt in das Einlaßrohr 15 in Richtung des Pfeils 16 ein und strömt rund um die Kammer 11 in Richtung des Pfeils 27. Während dieser Durchströmung der Kammer 11 tritt ein Anteil des Fluids durch das Hochdruck-Auslaßrohr 17 in Richtung des Pfeils 28 aus. Außerdem strömt ein weiterer Anteil des Fluids durch das Rohr 21 nach unten und verläßt den Niederdruck-Auslaß 20 in Richtung des Pfeils 29. Dadurch, daß das Fluid rund um die Wirbel-Kamraer 11 strömt und ein Teü des Fluids nach unten aus dem Nie.derdr.ick-Auslaß 20 austritt, bildet sich der Wirbel 30, und zwar annähernd in der Mitte der Kammer 11. Da ehi Teil des Fluids durch das Rohr 21 in Richtung des Pfeils 29 nach außen strömt, handelt es sich bei dem Wirbel 30 um einen Niederdruckwirbel. Dessen Druck ist geringer als der Druck am Saugmund 18. Da also der Druck am Saugmund 18 höher als der im Wirbel 30 ist wandern Materialien und Fluide in Richtung des Pfeils 31 aufwärts durch das Rohr 19 in den Wirbel 30. Von dort aus bewegt sich das Material in Richtung des Pfeils 32 und mischt sich mit der Strömung, die durch das Hochdruckfluid erzeugt wird und in Richtung des Pfeils 27 zum Hochdruck-Auslaßrohr 17 wandert, wie es durch den Pfeil 28 angegeben ist Dementsprechend fördert das Hochdruck-Auslaßrohr 17 Fluide aus dem Hochdruck-Einlaßrohr 15 gemeinsam mit Fluiden und Materialien, die durch den Saugmund 18 eingesaugt worden sind.

Das Hochdruck-Auslaßrohr 17 kann durch irgendeinen Schlauch mit einem Speicherplatz oder Abladeplatz verbunden sein. Eine tatsächliche Einsatzmöglichkeit der vorliegenden Suspensionspumpe ist in F ig. 2 dargestellt wobei die Suspensionspumpe in einem Bergwerk Anwendung findet, welches einen Sumpf in beträchtlicher Tiefe enthält Ein solcher Sumpf kann beispielsweise 240 m unterhalb der Erdoberfläche liegen.

Gemäß F i g. 2 ist ein oberirdischer Wasserspeicher 33 über ein Rohr 34 mit einer Pumpe 35 verbunden, die ihrerseits an ein Rohr 39 angeschlossen ist, welches das Wasser entlang einem Rohr 37 nach unten zu einem Steuerventil 38 fördert Der Sumpf 39 weist ein Wasser-Speicherabteil 40 und ein Material-Speicherabteil 41 auf. Material wird von irgendwo her in das Speicherabteil 41 abgeworfen. Beispielsweise im Falle eines Bergwerks wird das Material von der Abbaustelle zum Speicherabteil 41 transportiert. Der Transport kann über Loren, Wagen oder beispielsweise ein Schlammfördersystem erfolgen. Um das Material aus dem Speicherabteil 41 zu entnehmen, wird die Suspensionspumpe, wie dargestellt, oberhalb des Materials angeordnet. Wasser wird aus dem Speicherabteil 40 des Sumpfes 39 über ein Rohr 42 entnommen, und zwar mittels einer Pumpe 43, deren Auslaß an einem Schlauch 44 angeschlossen ist. Der Schlauch 44 spritzt das Hochdruckwasser in das Einlaßrohr 15 der Suspensionspumpe 10 ein. Das Hochdruck-Auslaßrohr 17 ist über einen Schlauch 45 an einen Einlaß 46 einer Suspensionspumpe 47 angeschlossen, die dazu dient, das abgezogene Material zur Erdoberfläche oberhalb des Bergwerks zu fördern. Bei der spezieilen, hier dargestellten Vorrichtung handelt es sich mn eine Suspensionspumpe, wie sie in der obenerwähnten DE-OS 31 46 915 beschrieben ist Jedoch kann jedes beliebige Pumpensystem Anwendung finden. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines speziellen Hubsystems eingeschränkt Die Suspensionspumpe umfaßt im wesentlichen einen Niederdruck-Auslaß 48, der über ίο ein Rohr 49, ein Steuerventil 50 und ein Rohr 51 mit dem Sumpf 39 in Verbindung steht Die Hochdruckseiie der Suspensionspumpe weist eine Pumpe 52 auf, die Wasser durch ein Rohr 53 aus dem Wasser-Speicherabteil 40 des Sumpfes 39 ansaugt und an ihren Auslaß 54 liefert Das Hochdruck-Wasser gelangt über ein Rohr 55 zu einem Steuerventil 56, sodann zu einem Rückschlagventil 57 und über ein Rohr 58 zu einem Rohr 59, welches vom Steuerventil 38 kommt Das Rohr 58 schließt sich über ein Steuerventil 60 an ein Rohr 61 an, welches zu dem HocLdruck-Einlaß 62 der Suspensionspumpe 47 führt Deren Hochdruck-Auslaß 6S>rt an ein Rohr 64 angeschlossen, welches eine Hubleitung bildet um Material aus der Mine zur Erdoberfläche zu fördern. Das Material wird in einem oberirdischen Sumpf 65 »espeichert Aus diesem Sumpf wird das Material durch ein zweite? Rohr 66 abgezogen, welches an eine Pumpe angeschlossen ist und zu einer nicht dargestellten Behandlungsanlage führt Das Material kann durch eine Rührvorrichtung 67 in Suspension gehalten werden.

Das in der Behandlungsanlage abgetrennte Wasser läßt sich durch ein Rohr 68 in den Wasserspeicher 33 zurückführen.

Das System nach F i g. 2 arbeitet folgendermaßen.
Das aus der Behandlungsanlage kommende Wasser wird über das Rohr 68 eingeführt, im Wasserspeicher 33 gespeichert und über das Rohr 34, die Pumpe 35 und die beiden Rohre 36 und 37 zum Steuerventil 38 gefördert Letzteres steuert diejenige Wassermenge, die in die Mine eintritt Das vom Steuerventil 38 kommende Wasser wird durch das Rohr 59, das Steuerventil 60, das Rohr 61 unH den Hochdruck-Einlaß 62 in die Suspensionspumpe 47 eingeführt Durch den Hochdruck-Auslaß 63 tritt das Wasser, das nun in noch zu beschreibender Weise mit Schlamm gemischt ist, durch das Rohr 64 in den oberirdischen Sumpf 65 ein. Das Material wird durch die Rührvorrichtung 67 in Suspension gehalten, bis es durch das Rohr 66 abgezogen und der Behandlungsanlage zugeführt wird. Die Suspensionspumpe 10 wird im Sumpf 39 von dem auf den Schienen 25 laufenden Wagen 23 so gehalten, daß sich der Saugmund 18 oberhalb des abzuziehenden Material¹) im Speicherabteil 41 befindet Bei diesem Material handelt es sich beispielsweise um Kehle. Die Pumpe 43 saugt durch das Rohr 42 Wasser aus azm .ipüicherabteil 40 an und erhöht den Wasserdruck.

Das Hochdruckwasser wird durch das Rohr 44 dem Hochdruck-Einlaßrohr 15 zugeführt. Dieses Wasser wird mit der Kohle, die durch den Saugmund 18 angesaugt worden ist, gemischt und durch das Rohr 45 dem Einlaß 46 der Suäp^nsionspumpe 47 zugeführt Letztere erzeugt einen Wirbel ähnlich dem nach F i g. 1. Der Aufbau dieses Wirbels macht es erforderlich, daß auf der Achse der Vorrichtung 47 eine Niederdruckzone entsteht Diese Niederdruckzone wird dadurch erzeugt, daß man Wasser an der Stelle des Wirbels durch den Niederdruck-Auslaf. 48 abzieht Letzterer umfaßt ein den Einlaß 46 umgebendes Rohr, welches über ein zweites Rohr an das Rohr 49 angeschlossen ist Das Rohr 49 führt seinerseits zum Steuerventil 50. Das Rohr 51 öff-

net sich in den Sumpf 39. Das Steuerventil 50 dient dazu, die Wassermenge zu bestimmen, die aus der Niederdruckzone des Wirbels abgezogen wird. Da ein bestimmter Wasseranteil durch das !Rohr 49 ausströmt, muß ein Mengenausgleich erfolgen, um die Suspensionspumpe mit einem solchen Druck zu versorgen, der ausreicht, den Kohle-Wasser-Schlamm durch das Rohr 64 nach oben zu fördern. Das Ausgleichswasser wird von der Pumpe 52 geliefert, die Wasser aus dem Speicherabteil 40 abzieht und über das Flohr 55, das Steuer- ventil 56, das Rückschlagventil 57, das Steuerventil 60, das Rohr 61 und den Hochdruck-Einlaß 62 an die Suspensionspumpe 47 liefert Die Steuerventile 56 und 60 bestimmen diejenige Wassemienge, die unter hohem Druck gefördert wird. Das Rückschlagventil 57 verhindert einen Rückfluß des Wassers aus dem Rohr 59 über das Rohr 58 in das Rohr 55. Im Falle der speziellen, hier beschriebenen Suspen-

•flWIMpullipv !**.£« 14^1 I1IUILIUI UVK'niUIIIU fVtSII«,l,ll ti 131.1I zum Einlaß-Rohr 19. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der Auslaß auch an der gegenüberliegenden Stirnwand 14 angeordnet werden kann und dann immer noch in der beschriebenen Weise funktioniert

Hierzu 1 Blatt 2!eichnungen

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Claims

1 2 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorge- Patentansprüche: schlagene Suspensionspumpe so auszugestalten, daß sie die Funktion der im Kohletrübesumpf angeordneten

1. Suspensionspumpe mit konventionellen Saugpumpe zu übernehmen vermag.

5 Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden

a) einer Kammer (11), die einen im wesentlichen Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst
kreisförmigen Querschnitt und eine senkrecht Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäzu diesem verlaufende Achse aufweist; Ben Suspensionspumpe ist Gegenstand des Anspruchs

b) einem ersten, am Umfang der Kammer (11) 2.

mündenden Hochdruck-Einlaß (15), dessen io Die Suspensionspumpe ist effektiv, robust und verAchse senkrecht auf einem Durchmesser des schleißarm, sie eignet sich daher besonders gut für den kreisförmigen Querschnitts steht; rauhen Betrieb in einem Bergwerk und dergleichen.

c) einem ersten am Umfang der Kammer (11) Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfinmündenden Hochdruck-Auslaß (17), dessen dungsgemäßen Suspensionspumpe unter Bezugnahme Achse senkrecht auf einem Durchmesser des 15 auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt
kreisförmigen Querschnitts steht; F i g. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Sus-

d) einem zweiten, in der Kammer mündenden Sus- pensionspumpe gemäß der Erfindung und
pensions-Einlaß (19), der im wesentlichen ko- Fig.2 ein Suspensionsfördersystem, das dif Suspenaxial zur Achse der Kammer (11) verläuft; sionspumpe gemäß F i g. 1 enthält

e) einen: zweiten, aus der Kammer (11) herausfüh- 30 In Fig. 1 ist eine Suspensionspumpe 10 dargestellt, rende» Auslaß (30,2I)₅ der im wesentlichen ko- die zum Abpumpen von Suspension einschließlich abgeaxial zur Achse der Kammer (11) verläuft; setzter Feststoffe aus einer Suspensionsansammlung,

f) einer an den ersten Einlaß (15) angeschlossenen wie einem Kohletrübesumpf einer Gruppe dient Die Einrichtung (43, 44) zum Zuführen von Hoch- Suspensionspumpe 10 enthält eine Kammer 11, die eine druckfluid und 25 im wesentlichen kreisförmige Seitenwand 12 und eine

g) einer an den ersten Auslaß angeschlossenen Stirnwand 13 aufweist Die der Stirnwand 13 gegen-Einrichtung (45,47,67) zum Abfördern von mit überliegende Stirnvand ist in F i g. 1 nicht gezeigt, trägt Feststoffmaterial gemischtem Fluid, jedoch in F i g. 2 das Bezugszeichen 14. Ein Hochdruck-Einlaßrohr 15 ist in beliebiger, üblicher Weise, etwa

dadurch gekennzeichnet, daß zum Ab- 30 durch Schweißen, an der Seitenwand 12 befestigt und pumpen vo^ Suspension einschließlich abgesetzter steht mit seiner Achse senkrecht auf einem Durchmes-Feststoffe aus einer Suspensionsansammlung, insbe- ser der kreisförmigen Seitenwand 12, so daß ein Fluid, sondere eiEemKohleuübesuuipf einer Grube, das durch das Einlaßrohr 15 in Richtung des Pfeils 16

strömt, tangential in die Kammer 11 eintritt Ein Hoch-

h) der zweite Einlaß (19) eh.;n in einer Ansaug- 35 druck-Auslaßrohr 17 ist ebenfalls durch Schweißen oder mündung (18) endenden Ansaugstutzen bildet; in beliebiger anderer Weise an der Seitenwand 12 befei) der zweite Auslaß (21) in einer Auslaßöffnung stigt, wobei seine Achse senkrecht auf einem Durchmes-(20) solcher Form endet, daß aus ihr Fluid mit ser der zylindrischen Kammer 11 steht Vorzugsweise niedrigem Druck austritt und verlaufen die Achsen des Einlaßrob'es 15 und des Aus-

j) eine an sich bekannte Haltevorrichtung (22,23, 40 laßrohres 17 senkrecht zum gleichen Durchmesser der 25) vorgesehen ist, die den Ansaugstutzen (19) Kammer 11, jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich, mit der Ansaugmündung (18) derart in der Sus- Ein Saugmund 18 ist über ein Rohr 19 mit der Stirnwand Pensionsansammlung zu positionieren gestattet 13, und zwar auf deren Achse, verbunden. Tatsächlich daß das abgesetzte Feststoffmaterial durch die fluchtet das Rohr 19 mit der Achse eines Wirbels 30, der Ansaugmündung (18) in die Kammer (11) gezo- 45 sich innerhalb der Kammer 11 bildet Das Rohr 19 befingen wird und durch den ersten Auslaß (17) aus- det sich dementsprechend auf der Wirbelachse und tritt nicht notwendigerweise auf der geometrischen Achse

der Wirbel-Kammer 11. Ein Niederdruck-Auslaß 20 ist

2. Suspensionspumpe nach Anspruch 1, dadurch über ein Rohr 21 mit der Stirnwand 13 der Kammer 11 gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (20) des μ verbunden, wobei eine koaxiale Anordnung möglich ist zweiten Auslasses (21) den durch den zweiten Einlaß wie sie F i g. 1 darstellt Das Rohr 21 und der Nieder-(19) gebildeten Ansaugstutzen umgibt druck-Auslaß 20 können verschiedene Formen haben.

Beispielsweise kann es sich bei dem Rohr 21 um ein

kurzes Rohrstück handeln, das sich koaxial um das Rohr

§ 55 19 erstreckt, wobei sich der Niederdruck-Auslaß 20

1< senkrecht zur Achse des Rohres 21 öffnet Ferner kann

*| Die Erfindung betrifft eine Suspensionspumpe, wie das Rohr 21 von der Stirnwand 14 abstehen, und zwar

φ. sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 im Hinblick vorzugsweise auf der geometrischen Achse der Kam-

?-ί auf die als DE-OS 31 46 915 veröffentlichte ältere Pa- mer 11. Die Suspensionspumpe kann in beliebiger Wei-

Ui tentanmeldung P 31 46 915.9-22 als bekannt vorausge- 60 se gehalten werden, beispielsweise durch Seile 22, die an

ν setzt wird. einem Wagen 23 (siehe F i g. 2) befestigt sind, der seiner-

;; Die in der obengenannten älteren Patentanmeldung seits auf Schienen 25 oberhalb eines in einem Sumpf 39

;| vorgeschlagene Suspensionspumpe ist Teil einer Vor- befindlichen Fluids 24 läuft. Stege 9 halten das innere

U richtung zum Fördern von Schüttgut mittels eines Rohr 19 koaxial zum Rohr 21.

;> Hochdruckfluids und mit ihrer Niederdruckseite an den 65 Die Suspensionspumpe nach Fi g. 1 arbeitet folgen-

'.:j Auslaß einer konventionellen Saugpumpe angeschlos- dermaßen.

.;' sen, die sich in einem Kohletrübesumpf befindet und Die Suspensionspumpe 10 wird beispielsweise ober-

$ einen trichterförmigen Suspensionseinlaß aufweist. halb von Material 26 positioniert, welches abgefördert