HU178158B - Device for separating sand and/or gravel from water at the discharge opening of pump tube of suction dredger or for separating other granular material from fluid flow - Google Patents

Description

A. találmány tárgya készülék homok és/vagy kavics kiválasztására vízből szívókotró szivattyúk csövének kiömlőnyílásánál, vagy másfajta szemcsés anyag kiválasztására folyadékáramból.

A homokot és/vagy kavicsot vízzel kevert állapotban emelik ki a folyók fenekéről szívókotró szivattyúk segítségével szívócső útján. Az ilyen szivattyúk teljesítménye 1000-10000 m³ /óra mennyiségű keverék, amelynek térfogatkoncentrációja 8-20% közötti tartományban van, a talaj jellegétől io függően. Az ilyen viszonylag csekély fokú keverék nagy kinetikai energiát képvisel, minthogy mozgási sebessége a csöveken keresztül két vagy több méter/másodperc nagyságrendben van, hogy el lehessen kerülni a továbbított anyag lerakódását, vagyis 15 a cső eldugulását. Legtöbb esetben a kavicsot vagy homokot hajókba, uszályokba rakják, amelyek saját vagy külső meghajtásúak és nagy űrtartalmúak, azokon szállítják az anyagot a kirakodási helyre. A kavics berakását úgy végzik, hogy a keveréket az 20 uszály rakodóterébe ürítik, amelyben a hasznos terhet képviselő kavics lerakódik, ínig a víz, amely szállítóközegként szolgált, visszafolyik a folyóba a peremen át, vagy különleges túlfolyó nyílásokon keresztül, amelyek az uszály rakodóterében vannak. 25

A berakodás! és kirakodási műveleteknél, amikor a homokot és kavicsot szállítanak csövek segítségével, a következő problémák adódnak:

1. A keverék nagy kinetikai energiája következtében azt nem lehet kis kapacitású uszályokra 39 rakni, vagy szabályszerű fehérhajókra és ezért a nagy kapacitású szívókotrók csak nagy, különleges építésű uszályokat tudnak használni, ez pedig nehézségeket okoz a teljes rendelkezésre álló hajózási 5 folyószakasz gazdaságos használata szempontjából.

2. Az említett kinetikai energia következtében a hasznos anyag egy része nem tud a keverékből időben lerakodni és visszatér a folyóba, aminek az a következménye, hogy az uszály megrakása hoszszabb időt vesz igénybe, vagyis nagyobb energiafogyasztás adódik a hasznos anyag egységére, és gyakran lehetetlenné válik az uszály teljes megrakása úgy, hogy az uszály a hasznos anyag mellett haszontalan vizet is szállít.

3. A keverékből lerakódó hasznos anyag legtöbb esetben iszapot és más káros összetevőket is tartalmaz, és ebből következően várható, hogy azt használat előtt, amikor komoly épületek kivitelezésénél alkalmazzák, előzetesen át kell mosni, ez a körülmény pedig jelentős költségnövekedést okoz.

4. A 'íz, amely homokot visz a partra, gátépítés vagy más használat céljára, a homokot nagy területen szórja szét úgy, hogy jelentős gépesítést kell alkalmazni. Amennyiben a keverék koncentrálva volna, mielőtt a szívócsövet elhagyja, vagyis ha a vizet el lehetne távolítani, lényegesen kevesebb gépesítésre lenne szükség.

Célul tűztük ki, hogy találmányunk tárgyával olyan készüléket alakítsunk ki, amely lehetővé teszi a fent ismertetett hátrányok kiküszöbölését.

Az említett készüléket fel lehet használni arra is, hogy másfajta típusú szemcsés anyagot kiválasszunk folyadékáramból és arra is, hogy durva osztályozást végezzünk ilyen anyagoknál,

A találmány szerinti berendezés oly módon ⁵ működik, hogy a hasznos komponenseket (homokot vagy kavicsot) nedves állapotban vagy elhanyagolható százalékos víztartalommal választja le egy kibocsátó nyílásnál a folyamatosan adagolt keverékből és a hasznos keveréket egyidejűleg mossa. ⁱ⁰

Egy másik kiömlőnyílásnál folyamatosan és egyidejűleg leválasztjuk a vizet, mely a szállítóközeget képezte.

A találmány tárgyát képező készüléket rajz alap-_;J ján, példakénti kivitel kapcsán ismertetjük homok és/vagy kavics kiválasztásával kapcsolatban. A rajzon az 1. ábra a teljes berendezés vázlatát mutatja, a 2. ábra a leválasztórészt szemlélteti, míg _2Q a 3. ábra a kinetikai energiát csökkentő részt mutatja.

A berendezés három részből áll, nevezetesen a kinetikai energiát csökkentő részből, az elválasztórészből és a lerakodási részből.

A kinetikai energiát a csökkentő rész 1 nadrág-²⁵ csövet és egy 2 kamrát (3. ábra) tartalmaz. Az 1 nadrágcső a hidrodinamikai szabályoknak megfelelő sugarakkal van kialakítva a folyadéksugár elforgatására a cső átmérőjének függvényében. A 2 kamra dobozként van kialakítva és méretei a D átmérőtől³⁰ függnek, valamint attól a sebességtől, amellyel a keverék továbbítása történik. A 2 kamrának 3 ürítőnyilása van.

A kinetikai energia csökkentésének elve két folyadéksugár közötti ütközésen alapul. A két folyadéksugár ütközésének abban a pillanatban kell létrejönnie, amikor a folyadéksugarak már annyira elhagyták a csövet, hogy a szivattyú működésében zavarok már nem keletkezhetnek, azaz elkerüljük hatásfokának csökkenését. Hasonló eredményt kap- ⁴⁰ hatunk némileg kisebb intenzitás mellett, ha a folyadéksugárnál többszörös törést és éles sugáreJtérítést alkalmazunk.

Az elválasztórész 4 csatornát tartalmaz, amely a 3 ürítőnyiláshoz csatlakozik, továbbá 5 terelőlapot. ⁴⁵ A 4 csatorna alján 5’ nyílás van kialakítva. A 3 ürítőnyílások kb. 2D távolságra vannak a 2 kamra végeitől és ezen kiömlőnyílások teljes területe (6 -y 7) D² tr/4 méretű. A 4 csatorna b szélességű és h magasságú.

A 4 csatorna és a 3 ürítőnyílás derékszögű négyszög keresztmetszetű. A b/h arány~2 értékre van választva. A 4 csatorna hosszát úgy kell megválasztani, hogy az. 5 terelőlapok könnyen hozzáilleszthetők legyenek, mig a 3 ürítőnyílás és az 5 ⁵⁵ terelőlap közötti távolság 2-2,5 D. A 4 csatorna maradékrészének· hossza a 6, 9 és 12 lerakó túlfolyó tartályokhoz illeszkedik.

Az 5 terelőlap egy fémlemezből készült terelő és olyan helyzetben van rögzítve, amely szokatia- 60 nul kb. 45°-os szöget képez a 4 csatorna aljával. Ez a csatorna teljes szélességére kiterjed és magassága úgy van megválasztva, hogy felső széle kb. 0,2-0,25 h magasságban van. Az 5 terelőlap a 4 csatorna 5’ nyílásában helyezkedik el. ⁶⁵

Az elv, amelyet ebben a részben alkalmazunk az, hogy a mozgás szubkritikus sebességtartományban van, amely 0,5-0,9 m/s, amelynél a vízszintes irányú áramlás bizonyosan dugulást okozna a továbbított szilárd anyag gyors lerakódása következtében. Ennek elkerülésére a 2 kamra a 4 csatornával együtt olyan szög alatt lejt, amelyet kísérletileg határozunk meg. Az áram ebben a szubkritikus sebességtartományban világosan két fázisra válik szét. A csatornában levő felső réteg a vizet tártál- λ máz, és az iszapos anyagrészeket, míg a fenékrészen levő réteg a sziláid hasznos anyagból áll, és ez valamivel kisebb sebességgel mozog. Az 5 terelőlap a bejövő keverékáramnak azt a részét téríti el, amelyben a szilárd anyagok koncentrálódnak és azokat az első 6 lerakó túlfolyótartályba kényszeríti, hogy azt feltöltsék.

A lerakó rész egy lerakó túlfolyótartályt tartalmazhat, de előnyösebb, ha három vagy több lerakó túlfolyótartályunk van (1. ábra). Mindegyik ilyen 6, 9, 12 lerakó túlfolyótaitáiynak töltőrésze, a túlfolyórésze és ürítőrésze van.

A 6 lerakó túlfolyótartályt koncentrált keverékkel töltjük meg az 5 tereiőlap segítségével, mig i túlfolyás a 7 kiömlőnyíláson keresztül történik, míg az ürítést a 8 szelepen vagy csappantyún át az uszály rakodóterébe, vagy pedig a parton levő anyaghalomra végezzük.

A 9 lerakó túlfolyótartályt a 4 csatornából töltjük, a túlfolyása a 10 kiomlőnyíláson keresztül történik és az ürítése a 11 szelepen vagy csappan- , tyún át.

A 12 lerakó túifolyótartály töltése a túlfolyó 1'3 kiömlőnyíláson át következik be, túlfolyása pedig 13 kiömlőnyíláson át a folyóba történik, míg az ürítés a 14 szelepen vagy csappantyún át vagy a szállítóeszközbe, vagy újra a folyóba történik attól ffiggően, hogy a szilárd anyag milyen méretű.

Azáltal, hogy egyik tartályból túlfolyás útján a másikba kerül az anyag, durva osztályozást végzünk. Az első lerakó túlfolyótartályban maradnak a nagyobb részek, a másodikban a kisebbek, mig a harmadikban a legkisebbek.

A tartályok mérete függ a táplálócső D átmérőjétől és kísérletileg határozzuk meg minden, a gyakorlatban alkalmazott szívócső átmérőhöz.

Az ismertetett készülék nem korlátozódik kizárólag a fenti használatra, hanem - amint azt már korábban említettük - más műszaki területeken is alkalmazható.

Claims (3)

Szabadalmi igénypontok:

1. Készülék homok és/vagy kavics elválasztására a víztől szivókotró szivattyúk csövének kiömlőnyílásánál vagy más szemcsés anyagok kiválasztására folyadékáramból, amely kinetikai energiát csökkentő részt, elválasztórészt és lerakórészt tartalmaz, és a szívókotró szivattyú kiömlőcsövéhez csatlakozik, vagy valamely hasonló helyhez, azzal jellemezve, hogy kinetikai energiát csökkentő része nadrágcsövet (1) tartalmaz, amely a szívókotró szivattyú kiömlőcsövéhez vagy más hasonló helyhez van csatlakoztatva és egy kamrába (2) nyílik, míg a kamra (2) ürítőnyílása (3) útján az elválasztórészhez csatlakozik, amelyet egy csatorna (4) alkot és a csatorna (4) az ürítőnyíláshoz (3) van rögzítve, míg a csatornában (4) terelőlap (5) van elhelyezve, amely keresztirányban helyezkedik el ⁵ főleg a csatorna (4) alsó részében, a csatorna (4) egy nyílásában (5’) előnyösen 45°-os szög alatt, továbbá hogy az egy vagy több larakó túlfolyótartály (6, 9, 12) a csatorna (4) nyílása (5’) alatt helyezkedik el. ¹⁰

2. Az 1. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a lerakó túlfolyótartályck (6, 9, 12) túlfolyó kiömlőnyílásokkal (7, 10, 13) vannak ellátva felső végükön és ezek a szomszédos lerakó túlfolyótartályba vagy kifelé nyílnak, míg aljukon homokot ésjvagy kavicsot vagy hasonló anyagokat elosztó szelepekkel vagy csappantyúkkal (8, 11, 14) vannak ellátva.

3. Az 1. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a kamra (2) és a csatorna (4) a csatorna (4) irányában lejt.