PL178446B1 - Sposób wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych^ i mieszarka przepływowa do wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych przez skierowanie popiołu lotnego na dwa strumienie, którym nadaje sięprzeciwne kierunki, a następnie te strumienie otacza się płaszczem wodnym o tym samym kierunku przepływu,po czym każdystrumień mieszaninypyłowopowietrznej rozbija się strumieniami wody,a na gokau dopruwiońa się do zdawoiia ejrumeai pyłowmwodnych, a żądaką kodsystenaję -nięreminy rzeda<izJtowsJ ązyn-^^^ oię oa jycmocą Ucaiowakom-j dn ję- mieszaniny wcdfy, znowśj-iuy tym, że ęfonnowMie -d^^^^a jaiMołd 1ooiegoi w^ a ciZ^mi^i^ oktaw 0,e MPs i wogodnis szybOpopi srzepZΌvn spoino 2.6 -o/sec rozrujola so- na MPa saugi, izóoe aeeńmją -pę z ny-iwuryi^zm płaosgzgrn w^wdęd^^j komgrn-e mioozaoiz po szom dmlaa zew po ezyakgOć j^az^^ywo ΐ pcjiZajk άκΟ^ο^ι mlcnsameg -o poudczęąZicocli dogech,. a ew wyptywie zę u^^^isą^j Womoiy m-enωsia zOnign^isso^ting uopidu lotnwgo iwody zar^sają p-zko gł^cwwodni wybug' mzne żc ą-woPac komcay miw^^^ yo czym plyasZa-aaSalS0 Zzuno-ą isiwwliońsWϊs eogzsywcne Pnicz Weraują nię Oprawia oa mlow-nym w środku ko-zaty miewaniasicie, a aozdaelaszuzzwdnbm-egzwιms <»ρlcSwwowgdna na dwa otounusmn os^rn zazciśiien-pm vaytdvo-mzaym zz kpo^o^ wiew^ila nleauśa się Wo Sois-oa wąlwowegz i w wońm cxi izeg -ϋο sw_pΓzq-W'(oia uizazZoóPo y(zw-ń stiumienie (e ^o-ają ao, a wa-wzr-llbm Piinszoniew pods&a-kσ\^ κϋι się uw dąz οΟ-κο^ο sibo bw^ś^^o dw orzuwądu nwia}acńś be-ńz0^iowzJ. bo aniesddZs ds wdSwfflman1a lkmsOPzki hydraulicznej z popidów iotoych m^sp^ wowu-a w ppoWcl wki-hł aamknιętopa nodącawe zode η^ηρ-Λτ^ϋί,wktótych dwpsywcnw ^tovdgnny lOgo towe zązSuowu-e ozowo wajgze dwór Sreduiss, mnicS-zą iia ^ζοι-οτζ. - wesądcsz kuncuy miecsadu, a rod koOtoe nzePuoOzue ^w od( lśółńia) -w siwZ)ei zr^si^wiokąaą ruoa ołu>patmysnoayetw watZe obvwrów, zoamienna tym, P do kemow miadoui1a dliu azo dosiby(mocswttis w ^^idgi^iz zb-owtiUi wodus(Orw postó ζτόϋάε^ waJow Prz-e w osw unoo i^zj zaopon^jnc ką wo wiotowe rosy (-k óopoomabzaSdcń Ηπίοη™^ a'sgioiów o ^ro-ę citym Hrd^^ w1otawy oog 0! oc^kony jeo w z^^^tnozej wiem gi<oni^^eS -ig Ιζη^ιιΟ^ wtOw-go (-), a ko post- ^0001^) zno (4SuccO-jósnsjśwe^ai^t^ckiowowz irianta(d-d abionuZó wwhmgw ji) etnnojmdca -gcU1Όoś0śąie jwldywę Ζη-ΟΓγ mieuamz 0), kudw^ ago wokół wlwtowej oazy c^O w oon^^tw^<^i pionywsj ściunid (6) d^o^^^^ (wino w^jvi^^n co 30° ωζ^θζοηη oą obopry (8ξ outy zbym wlotowa sura (4) na wśśsaίe rao aΐooawJ siWm (2-Y w oa obwodrze sa-omba (3) zaiwet^owwa są co sajmiuęj Owa ^ó^tw (11, zdoczono poprad zawór κι^οή0o^od(^śną1ps>i(12)i wokelacOuaiy *13) z Snoopsj woZnaabi (-4, wcdsyl^cpas wjecez¢zpźóW w-Ocowej Zy nomory mie^znia <1), gtÓΓeJaoWocsa μ -Wo-w kodyicra ą(0 ma ^wsiplo wowe ieóSce zulą^^wawe(lp wbnuaozonyJ nzeońmzny ldipiaOgw iu(zydh z wuZo którc ksat^eb w^ z O90 -wioszuneeą tcac.

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych i mieszarka przepływowa do wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych. Rozwiązania techniczne według wynalazku przeznaczone są do mieszania popiołu lotnego pochodzącego z odpylania spalin w elektrowniach z wodą dla wytwarzania podsadzki hydraulicznej kierowanej do podsadzania pustych przestrzeni w podziemiach kopalń.

Znana mieszarka przepływowa z polskiego opisu patentowego nr 156 827 ma w osi nieruchomego cylindrycznego zbiornika umieszczoną nieruchomo centralną kolumnę. Smukły walec kolumny zabudowany jest w osi zbiornika w kratownicowej wsporczej konstrukcji przytwierdzony do dna zbiornika. Również w osi zbiornika umieszczone jest cylindryczne mieszadło. Cylinder mieszadła zawieszony jest nad centralną kolumną w belce zawieszenia przytwierdzonej bezpośrednio do wału napędowego. Powierzchnia boczna, wewnętrzna zbiornika, walcowa boczna powierzchnia kolumny oraz obie boczne powierzchnie cylindra mieszadła mają zamocowane na swoich obwodach, nieruchome, płaskie łopatki, ustawione w płaszczyznach równoległych względem siebie, a prostopadłych do osi pionowej mieszarki. Efektem takiego mocowania łopatekjest to, że w rzucie pionowym na sąsiednich powierzchniach łopatki są względem siebie ustawione w szyku przestawnym. Łopatki ustawione są pod kątem do tych płaszczyzn. Długość wszystkich łopatek w mieszarcejest taka sama, natomiast stosunki średnic powierzchni cylindrycznych - centralnej kolumny i wewnętrznej powierzchni mieszadła oraz zewnętrznej powierzchni mieszadła i wewnętrznej powierzchni zbiornika są tak dobrane, że tory poruszania się łopatek w rzucie poziomym wewnątrz mieszadła nie nakładają się, natomiast na zewnątrz mieszadła nakładają się.

178 446

Zbiornik ma dno w kształcie osiowo symetrycznego ściętego stożka. W miejscu najmniejszej powierzchni przekroju dna umieszczona jest walcowata komora śluzowa posiadająca dwie zasuwy - zasuwę wejściową i zasuwę wyjściową, które ograniczają jej przestrzeń roboczą. Wokół komory śluzowej zamontowane są symetrycznie króćce wodne oraz powyżej nich króciec spustowy. W górnej części płaszcza zbiornika ustawiony jest króciec wylotowy mieszanego medium wraz z kierownicą strugi. Nad mieszarką usytuowany jest zasyp popiołu oraz króciec doprowadzenia wody.

Znana mieszarka przepływowa nie wymaga stosowania kruszarki i sit, ale z uwagi na elementy ruchome poszczególne zespoły konstrukcyjne mieszarki ulegają erozji, co powoduje konieczność częstych napraw. Znana mieszarka przepływowa ma małą wydajność i w praktyce nie umożliwia rozładowania cystern z popiołem lotnym.

Znane urządzenie do wytwarzania podsadzki hydraulicznej z pyłów dymnicowych z polskiego opisu patentowego nr 166 633 (P-292432) składa się z cysterny z pyłem dymnicowym usytuowanej obok zbiornika podsadzkowego i połączonej za pomocą dwóch przewodów elastycznych z mieszalnikiem, który z kolei jest połączony kilkoma przewodami z kolektorem wody oraz z lejem zmywczym rurociągu podsadzkowego, przy czym wodę do kolektora doprowadza się za pomocą rurociągu wodnego. Mieszalnik pyłów dymnicowych ma obudowę w postaci cylindra wyposażonego z obu stron w kołnierze, do których przymocowane są rozłącznie pokrywy wraz z zamocowanymi w nich trwale rurami wlotowymi usytuowanymi osiowo, króćcami wylotowymi i dyszami wstępnego zraszania pyłu. Każda rura wlotowa ma dwie średnice: mniejszą na zewnątrz i większą wewnątrz mieszalnika, przy czym od strony wewnętrznej znajduje się przestrzeń pomiędzy obu rurami, która stanowi komorę wodną połączoną z jednej strony z dyszą wstępnego zraszania, a z drugiej strony zamkniętą perforowanym pierścieniem. Natomiast końcowa część rury wlotowej jest wyposażona w siatkę otworów podłużnych oraz we wspornik utrzymujący ją w pozycji osiowej wewnątrz mieszalnika. Końce obu rur wlotowych wewnątrz mieszalnika sąusytuowane w odległości „1” od 80 do 120 mm od siebie. Ponadto mieszalnikjest zaopatrzony w dwa zespoły dysz wtórnego zraszania, przy czym każdy taki zespół składa się z kilku dysz rozmieszczonych symetrycznie na obwodzie obudowy mieszalnika i nachylonych pod kątem od 45 do 65° w kierunku wylotu rury wlotowej tak, aby strumienie wylatującej z nich wody uderzały w siatkę podłużnych otworów. Każda dysza wstępnego i wtórnego zraszania połączona jest elastycznym przewodem z kolektorem wody.

Znany sposób wytwarzania podsadzki hydraulicznej z pyłów dymnicowych z polskiego opisu patentowego nr 166 633 (P-292432) polega na tym, że cysternę z pyłem dymnicowym łączy się za pomocą dwóch elastycznych przewodów z końcami rur wlotowych mieszalnika. Następnie do cysterny doprowadza się sprężone powietrze, który wypycha pył dymnicowy do mieszalnika. Wylatuj ącąz króćca rury wlotowej strugę pyłu dymnicowego otacza się cylindrycznym płaszczem wody wylatującym z komory wodnej przez pierścień perforowany, co powoduje wstępne zraszanie pyłu. Płynąca rurą wlotową struga po napotkaniu otworów podłużnych rozpręża się i w tym stanie zostaje rozbijana przez strumienie wody wylatujące z dysz wtórnego zraszania. Na koniec w środku mieszalnika dochodzi do osiowego, czołowego zderzenia się obu strug i mieszanina pyłu dymnicowego z wodą opada na dół mieszalnika, skąd samoczynnie odpływa króćcami wylotowymi do leja zmywczego i dalej rurociągiem podsadzkowym doprowadzana jest do miejsca przeznaczenia.

Znany sposób postępowania charakteryzuje się tym, że najpierw pył dymnicowy dzieli się na dwie strugi płynące w jednej linii, którym nadaje się przeciwne kierunki i następnie obie te strugi otacza się płaszczem wodnym o tym samym kierunku przepływu, po czym każdą strugę rozbija się strumieniami wody nachylonymi stycznie do osi kierunku jej przepływu pod kątem i na koniec doprowadza się do czołowego, osiowego zderzenia obu strug, przy czym żądaną konsystencję mieszaniny podsadzkowej uzyskuje się za pomocą regulacji dopływu wody wypływającej ze strumieni rozbijających przepływające strugi pyłu z wodą.

Znany sposób i urządzenie do wytwarzania podsadzki hydraulicznej z pyłów dymnicowych zapobiega całkowicie pyleniu oraz daje możliwość regulowania gęstości tak, aby przy mo178 446 żliwości transportu uzyskanej mieszaniny do określonego miejsca wydzielała się z niej jak najmniejsza ilość wody. Znane urządzenie pozwala na wymieszanie pyłu dymnicowego z wodą i to bez strat i zanieczyszczania otoczenia. Sposób i urządzenie nadają się do wytwarzania mieszanki popiołowo-wodnej z pyłów dymnicowych podawanych z otwartych zbiorników. Niedogodnością znanego sposobu i urządzenia jest złożona konstrukcyjnie komora wodna, która z powodu doprowadzenia do niej wody dyszami zainstalowanymi w niewielkiej odległości od perforowanego pierścienia nie pozwala w pełni na wytworzenia płaszcza wodnego skutecznie porywającego strugę pyłu dymnicowego. Daje to w początkowej fazie małą intensywność mieszania i niedostateczną zwilżalność pyłu, co w konsekwencji może powodować wydzielanie się z mieszaniny hydraulicznej kulistych ziarn popiołu lotnego. Nadto podawanie wody do komory wodnej dyszą powoduje rozdzielenie wody na strugi, czego nie niweluje zainstalowane na wylocie komory wodnej sito.

Celem wynalazkujest usunięcie lub co najmniej zmniejszenie niedogodności znanego sposobu wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych oraz urządzenie do wytwarzania mieszaniny podsadzkowej, zwłaszcza w postaci mieszarki przepływowej. Aby osiągnąć ten cel wytyczono zadanie opracowania ulepszonego sposobu wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych oraz konstrukcji mieszarki przepływowej do wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych, umożliwiających zwiększenie intensywności i skuteczności mieszania popiołu lotnego z wodą przy zwartej konstrukcji mieszarki przepływowej.

Zadanie wytyczone w celu usunięcia podanych niedogodności zostało rozwiązane zgodnie z wynalazkiem w ten sposób, że uformowane strumienie popiołu lotnego i powietrza o ciśnieniu około 0,3 MPa i dogodnie szybkości przepływu średnio 2,6 m/sec rozdziela się na dwie strugi, które zderzają się z cylindrycznym płaszczem wodnym we wstępnej komorze mieszania, po czym obniża się nieco szybkość przepływu i poddaje się turbulencji mieszaninę w poszczególnych strugach, a na wypływie ze wstępnej komory mieszania strugi mieszaniny popiołu lotnego i wody porywa się przez płaszcze wodne wytwarzane na obwodzie komory mieszania, po czym strugi przepływają do środka komory mieszania, gdzie zawirowane strugi zderzają się korzystnie na zainstalowanym w środku komory mieszania sicie, a następnie rozdziela się powstałą mieszaninę popiołowo-wodną na dwa strumienie oraz nadciśnieniem wytworzonym w komorze mieszania kieruje się do króćca wylotowego i w końcu od razu albo po przepływie przez krótki przewód strumienie te zderzają się, a wytworzoną mieszaninę podsadzkową kieruje się do leja zbiorczego albo bezpośrednio do przewodu instalacji podsadzkowej. W uformowanym strumieniu popiołu lotnego i powietrza zawartość pyłu wynosi od 40 do 70 kg/m³. Szybkość przepływu strumienia popiołu lotnego i powietrza w końcowej fazie spada do 1,8 m/sec. Doprowadzona woda ma ciśnienie średnio od 20 - 30% niższe od ciśnienia powietrza w mieszaninie popiołu lotnego i powietrza. Wodę do komory mieszania wprowadza się strumieniami pod kątem i jednocześnie nieosiowo. Płaszcze wodne w komorze mieszania poruszają się przeciwbieżnie.

Wytyczone zadanie rozwiązuje również mieszarka przepływowa do wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych w ten sposób, że do komory mieszania z obu stron przymocowane są rozłącznie zbiorniki wodne w postaci krótkiego walca, które w osi poziomej zaopatrzone są we wlotowe rury doprowadzające mieszaninę popiołów lotnych z powietrzem, przy czym króciec wlotowy rury wlotowej osadzony jest w zewnętrznej ściance pionowej zbiornika wodnego, a drugi koniec wlotowej rury podtrzymuje wewnętrzną pionową ściankę zbiornika wodnego stanowiącąjednocześnie pokrywę komory mieszania, podczas gdy wokół wlotowej rury w wewnętrznej pionowej ściance zbiornika wodnego na obwodzie co 30° usytuowane są otwory, przy czym wlotowa rura na wylocie ma pionowe pióro, a na obwodzie zbiornika wodnego zainstalowane są co najmniej dwa króćce połączone poprzez zawór regulacyjno-odcinający i wąż elastyczny z dyszami wodnymi wchodzącymi w płaszczyźnie walcowej do komory mieszania, której pobocze od strony kołnierza ma zainstalowane króćce odpływowe wytworzonej mieszaniny popiołów lotnych z wodą, które krótkimi przewodami połączone są z wylotem. Dysze wodne wchodzą pod kątem do tworzącej komory mieszania i jednocześnie nieosiowo. Zbiornik wodny od góry ma dopływ, a od dołu zawór spustowy. Komora mieszania w połowie długości od

178 446 góry zaopatrzona jest w króciec wlotowy zakończony zaworem odcinającym dla dozowania komponentów do mieszaniny popiołu lotnego i wody, a od dołu w połowie w króciec spustowy zakończony zasuwą odcinającą.

Wytyczone zadanie rozwiązuje również mieszarka przepływowa do wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych, która od dołu w połowie długości komory mieszania ma króciec wylotowy mieszaniny popiołów lotnych i wody, podczas gdy sama komora mieszania rozdzielona jest sitem umocowanym na poziomo usytuowanej poprzeczce.

Sposób wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych i mieszarka przepływowa do wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych wg wynalazku umożliwia sporządzenie zagęszczonej mieszaniny popiołów lotnych z wodą, z której praktycznie oddziela się licząc objętościowo do około 10% wody i która konsystencjązbliżona jest do suspensji tiksotropowej charakteryzującej się tym, że mieszanina popiołów lotnych z wodą będąca w ruchu zachowuje się jak ciecz, a pozbawiona ruchu ulega zestaleniu i skonsolidowaniu. Ten zaskakujący efekt techniczny osiąga się nieoczekiwanie przy dużej wydajności mieszarki przepływowej. Sposób postępowania według wynalazku zapewnia intensywność mieszania ze względu na wielokrotną ilość zderzeń pyłu z wodą. Więcej punktów zderzeń powoduje ujednorodnienie zwilżalności popiołu lotnego w całej jego masie. To następnie umożliwia regulację gęstości mieszaniny, co w efekcie daje podsadzkę hydrauliczną o małej ilości wody. Mieszarka przepływowa wg wynalazku ma zwartąbudowę dzięki usytuowaniu komór wodnych w postaci zbiorników wodnych zabudowanych na zewnątrz komory mieszania po obu jej stronach przy mniejszej jednocześnie ilości węży i armatury. Daje to łatwiejszą obsługę także w porze zimowej oraz utrzymywanie w ciągłym ruchu mieszarki przepływowej. Ciągłość pracy mieszarki przepływowej przy zachowaniu parametrów technologicznych postępowania według wynalazku eliminuje w praktyce możliwość cofania się mieszaniny popiołów lotnych z wodą, jak i wody do zbiornika popiołów lotnych.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonaniajest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia mieszarkę przepływową w widoku od strony wylotu, fig. 2 - mieszarkę przeptywową w widoku z boku i półprzekroju podłużnym osiowym, fig. 3 - zbiornik wodny mieszarki przepływowej w przekroju wzdłużnym osiowym, fig. 4 - mieszarkę przepływową z pojedynczym odprowadzeniem mieszaniny popiołowo-wodnej w widoku od strony wylotu, fig. 5 mieszarkę przepływową z pojedynczym odprowadzeniem mieszaniny popiołowo-wodnej w widoku z boku i półprzekroju podłużnym osiowym, fig. 6 - sito rozdzielające komorę mieszania mieszarki przepływowej z pojedynczym odprowadzeniem mieszaniny popiołowo-wodnej.

Mieszarka przepływowa składa się z komory mieszania 1 w postaci walca zaopatrzonego z obu stron w kołnierze 2, do których przymocowane są rozłącznie zbiorniki wodne 3. Zbiornik wodny 3 ma postać krótkiego walca, który w osi poziomej zaopatrzony jest we wlotową rurę 4 o średnicy 100 mm, doprowadzającą mieszaninę popiołów lotnych z powietrzem, przy czym króciec wlotowy rury 4 doprowadzającej mieszankę usytuowanyjest przed zewnętrzną ściankąpionową5 zbiornika wodnego 3, w której osadzona jest rura 4 doprowadzająca mieszaninę, a drugi jej koniec podtrzymuje wewnętrzną pionową ściankę 6 zbiornika wodnego 3 i wchodzi on na głębokość 250 mm w komorę wstępnego mieszania 7. W wewnętrznej pionowej ściance 6 zbiornika wodnego 3 wokół rury 4 doprowadzającej mieszaninę na obwodzie co 30° usytuowane są otwory 8 o średnicy 8 mm, a od zewnątrz do wewnętrznej pionowej ścianki 6 zbiornika wodnego 3 na obwodzie większym od obwodu w którym usytuowane są otwory 8 doprowadzające wodę do komory wstępnego mieszania 7 przymocowana jest osiowo rura mieszalna 9 o średnicy 159 mm i długości 450 mm, zaopatrzona na końcu za rurą 4 doprowadzającą mieszaninę na całej płaszczyźnie walcowej w otwory 10. Rurę mieszalną 9 lub jej końcówkę wykonuje się jako element wymienny z materiału trudnościeralnego. Zbiornik wodny 3 ma na obwodzie dwa króćce 11 połączone poprzez zawór regulacyjno-odcinający 12 i wąż elastyczny 13 z dyszą wodną 14 wchodzącą w płaszczyźnie walcowej do komory mieszania 1. Zbiornik wodny 3 od góry ma dopływ 15, a od dołu zawór spustowy 16. Pobocze walca komory mieszania 1 od strony kołnierza 2 ma zainstalowane króćce odpływowe 17 wytworzonej mieszaniny popiołów lotnych z wodą.

178 446

Króćce odpływowe 17 połączone są poprzez krótkie przewody 18 i 19 z wylotem 20. Rura 4 doprowadzająca mieszaninę na końcu ma pionowe pióro 21 rozdzielające strugę na perforowany odcinek rury mieszalnej 9. Dysza wodna 14 wchodzi pod kątem do tworzącej komory mieszania 1, ajednocześnie nieosiowo aby wypływająca struga wody uzyskiwała ruch spiralny. Dysza wodna 14 kieruje strugę częściowo na perforowany odcinek rury mieszalnej 9.

Komora mieszania 1 w połowie długości od góry zaopatrzona może być w króciec wlotowy 22 zakończony zaworem odcinającym dla dozowania dodatkowych komponentów do mieszaniny popiołu lotnego i wody, a od dołu w króciec spustowy 23 zakończony zasuwą odcinającą 24.

Mieszarka przepływowa w innym wykonaniu (fig. 4-6) ma króciec wylotowy 25 mieszaniny popiołów lotnych i wody w środku komory mieszania 1, przy czym sama komora mieszania 1 rozdzielona jest sitem 26 umocowanym na poziomo usytuowanej poprzeczce 27. Mieszarka przepływowa w tym wykonaniu przeznaczona jest do bezpośredniego połączenia z przewodem instalacji podsadzkowej doprowadzającej mieszaninę popiołu lotnego i wody do miejsca podsadzania.

Sposób wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych w mieszarce przepływowej polega na tym, że do wlotowej rury 4 kieruje się mieszaninę popiołu lotnego i powietrza o ciśnieniu około 0,3 MPa. Zawartość popiołu lotnego w tej mieszaninie wynosi od 40 do 70 kg/m³. Szybkość przepływu mieszaniny popiołu lotnego i powietrza przez wlotową rurę 4 wynosi średnio 2,6 m/sec, a w końcowej fazie spada do 1,8 m/sec. Do zbiorników wodnych 3 doprowadza się wodę o ciśnieniu średnio 0,25 MPa, to jest niższym od ciśnienia powietrza od 20 - 30% w mieszaninie pyłowo-powietrznej. Mieszanina pyłowo-powietrzna wlotową rurą 4 średnio w ilości 0,25 m3/sec doprowadzanajest do wylotu, gdzie za pomocą pionowego pióra 21 jest rozdzielana na dwie strugi. W tym czasie ze zbiornika wodnego 3 poprzez otwory 8 w wewnętrznej ściance pionowej 6 doprowadzanajest woda, która wokół wlotowej rury 4 do jej wylotu tworzy cylindryczny płaszcz wodny. Wypływające z wylotu wlotowej rury 4 strugi mieszaniny pyłowo-powietrznej zderzająsię z cylindrycznym płaszczem wodnym we wstępnej komorze mieszania 7, przez co uzyskuje się wstępne zraszanie popiołu lotnego oraz pulpę popiołu lotnego z wodą, które przepływając następnie przez odcinek rury mieszalnej 9 zaopatrzony na całej płaszczyźnie walcowej w otwory rozpręża się. Prędkość strug pyłu popiołu lotnego z wodą na odcinku perforowanym rury mieszalnej 9 maleje i następuje turbulencja powodująca zderzenie cząstek pyłu z cząstkami wody. Ze zbiornika wodnego 3 króćcami połączonymi poprzez zawór regulacyjno-odcinający 12 i wąż elastyczny 13 dyszami wodnymi 14 wchodzącymi w płaszczyznę walcową komory mieszania 1 pod kątem i jednocześnie nieosiowo kieruje się strumienie wody, które uzyskując ruch spiralny tworzą płaszcz wodny na obwodzie wewnętrznym komory mieszania 1. Wstępnie zmieszany popiół lotny z wodą dodatkowo jeszcze w rurze mieszalnej 9 zostaje rozbijany przez strumienie wody wypływające z dysz wodnych 14. W końcu pulpa wypływa z rury mieszalnej z prędkością do 2 m/sec. Wypływające z rury mieszalnej 8 strugi popiołowo-wodne porywane są przez przeciwbieżne płaszcze wodne wytworzone przez dysze wodne 14 zwiększając skuteczność turbulentnego mieszania i zwilżania poszczególnych cząstek pyłu z wodąze względu na zwielokrotnioną ilość zderzeń pyłu z wodą i zwilżonego pyłu z lekkimi ziarnami kulistymi (mikrosferami). W końcu w środku komory mieszania dochodzi do poooiiowego zderzenia się z obu stron strug pulpy, po czym mieszanina popiołu lotnego z wodą przemieszcza się po linii zbliżonej do spiralnej na dół komory mieszania 1, skąd poprzez króćce odpływowe 17, krótkie przewody 18 i 19 do wylotu 20 gdzie występuje kolejne zderzenie pod kątem dwu strug pulpy, co powoduje ostateczne zwilżenie mikrosfer popiołu lotnego. Pulpę popiołu lotnego z wylotu 20 kieruje się do leja zmywczego i dalej rurociągiem podsadzkowym doprowadzana jest do miejsca przeznaczenia na dole kopalni.

W końcowej fazie rozładunku zbiornika popiołu lotnego obniża się ciśnienie mieszaniny pyłowo-powietrznej doprowadzanej do wlotowej rury 4 przeważnie do 0,15 MPa i podobnie proporcjonalnie obniża się ciśnienie doprowadzonej wody do zbiorników wodnych 3, aby utrzymać na wylocie 20 skład pulpy w granicach 4-1 części wagowych pyłu na 1 część wagową wody z możliwością regulacji gęstości mieszaniny popiołów lotnych z wodą w stosunku 2 -1:1 w celu

1718446 ograniczenia wypływu wody ociekowej do pola roboczego ściany węglowej lub chodników przyścianowych podziemnej kopalni.

Dla zwiększenia wytrzymałości lub objętości podsadzki z mieszaniny popiołów lotnych z wodą króćcem wlotowym 22 zakończonym zaworem odcinającym dozuje się do komory mieszania 1 składniki zwiększające wytrzymałość lub objętość zestalającej się mieszaniny pyłowowodnej.

Wytwarzanie podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych w mieszarce przepływowej uwidocznionej na fig. 4-6 odbywa się podobnie, przy czym w komorze mieszania 1 poza rurą mieszalną 9 struga mieszaniny popiołów lotnych i wody porusza się poosiowo, a w końcu uderza w środku komory mieszania 1 w sito 26 i częściowo dzieli się na wiązkę drobnych strumieni, które przenikają do drugiej połowy komory mieszania 1, a z drugiej połowy komory mieszania 1 przez to samo sito 26 przepływają drobne strumienie pulpy pyłowo-wodnej do pierwszej połowy komory mieszania 1. Powoduje to kolejne zderzenie cząstek pyłu popiołu lotnego z cząstkami wody, a zwłaszcza rozbicie i zwilżenie lekkich ziarn kulistych (mikrosfer), po czym strugi po wytrąceniu szybkości przemieszczająsię w dół do otwartego króćca wylotowego 25, gdzie strugi pulpy popiołu lotnego z pierwszej i drugiej połowy komory mieszania ulegają zderzeniu, co powoduje ostateczne zwilżenie mikrosfer popiołu lotnego, a następnie uformowana jedna struga przepychana jest dodatkowo ciśnieniem wytworzonym w komorze mieszania 1 do przewodu instalacji podsadzkowej.

178 446

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 6

178 446

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (11)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych przez skierowanie popiołu lotnego na dwa strumienie, którym nadaje się przeciwne kierunki, a następnie te strumienie otacza się płaszczem wodnym o tym samym kierunku przepływu, po czym każdy strumień mieszaniny pyłowo-powietrznej rozbija się strumieniami wody, a na końcu doprowadza się do zderzenia strumieni pyłowo-wodnych, a żądaną konsystencję mieszaniny podsadzkowej uzyskuje się za pomocą doprowadzanej do tej mieszaniny wody, znamienny tym, że uformowane strumienie popiołu lotnego i powietrza o ciśnieniu około 0,3 MPa i dogodnie szybkości przepływu średnio 2,6 m/sec rozdziela się na dwie strugi, które zderzają się z cylindrycznym płaszczem wodnym we wstępnej komorze mieszania, po czym obniża się nieco szybkość przepływu i poddaje się turbulencji mieszaninę w poszczególnych strugach, a na wypływie ze wstępnej komory mieszania strugi mieszaniny popiołu lotnego i wody porywa się przez płaszcze wodne wytwarzane na obwodzie komory mieszania, po czym strugi przepływają do środka komory mieszania, gdzie zawirowane strugi zderzają się korzystnie na zainstalowanym w środku komory mieszania sicie, a następnie rozdziela się powstałą mieszaninę popiołowo-wodną na dwa strumienie oraz nadciśnieniem wytworzonym w komorze mieszania kieruje się do króćca wylotowego i w końcu od razu albo po przepływie przez krótki przewód strumienie te zderzają się, a wytworzoną mieszaninę podsadzkową kieruje się do leja zbiorczego albo bezpośrednio do przewodu instalacji podsadzkowej.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w uformowanym strumieniu popiołu lotnego i powietrza zawartość pyłu wynosi od 40 do 70 kg/m³.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szybkość przepływu strumienia popiołu lotnego i powietrza w końcowej fazie spada do 1,8 m/sec.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadzana woda ma ciśnienie średnio od 20 - 30% niższe od ciśnienia powietrza w mieszaninie popiołu lotnego i powietrza.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę do komory mieszania wprowadza się strumieniami pod kątem i jednocześnie nieosiowo.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płaszcze wodne w komorze mieszania poruszają się przeciwbieżnie.

7. Mieszarka przepływowa do wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych mająca komorę mieszania w postaci walca zamkniętego rozłącznie z obu stron pokrywami, w których zamocowane są trwale rury wlotowe usytuowane osiowo mające dwie średnice, mniejszą na zewnątrz i większą wewnątrz komory mieszania, a ich końce usytuowane są w odległości od siebie, przy czym większa rura zaopatrzona jest w siatkę otworów, znamienna tym, że do komory mieszania (1) z obu stron przymocowane są rozłącznie zbiorniki wodne (3) w postaci krótkiego walca, które w osi poziomej zaopatrzone są we wlotowe rury (4) doprowadzające mieszaninę popiołów lotnych z powietrzem, przy czym króciec wlotowy rury (4) osadzony jest w zewnętrznej ściance pionowej (5) zbiornika wodnego (3), a drugi koniec wlotowej rury (4) podtrzymuje wewnętrzna pionowa ścianka (6) zbiornika wodnego (3) stanowiąca jednocześnie pokrywę komory mieszania (1), podczas gdy wokół wlotowej rury (4) w wewnętrznej pionowej ściance (6) zbiornika wodnego (3) na obwodzie co 30° usytuowane sąotwory (8), przy czym wlotowa rura (4) na wylocie ma pionowe pióro (21), a na obwodzie zbiornika wodnego (3) zainstalowane są co najmniej dwa króćce (11) połączone poprzez zawór regulacyjno-odcinający (12) i wąż elastyczny (13) z dyszami wodnymi (14) wchodzącymi w płaszczyźnie walcowej do komory mieszania (1), której pobocze od strony kołnierza (2) ma zainstalowane króćce odpływo178 446 we (17) wytworzonej mieszaniny popiołów lotnych z wodą, które krótkimi przewodami (18 i 19) połączone są z wylotem (20).

8. Mieszarka przepływowa według zastrz. 7, znamienna tym, że dysze wodne (14) wchodzą pod kątem do tworzącej komory mieszania (1) i jednocześnie nieosiowo.

9. Mieszarka przepływowa według zastrz. 7, znamienna tym, że zbiornika wodny (3) od góry ma dopływ (15), a od dołu zawór spustowy (16).

10. Mieszarka przepływowa według zastrz. 7, znamienna tym, że komora mieszania (1) w połowie długości od góry zaopatrzona jest w króciec wlotowy (22) zakończony zaworem odcinającym dla dozowania komponentów do mieszaniny popiołu lotnego i wody, a od dołu w połowie w króciec spustowy (23) zakończony zasuwą odcinającą (24).

11. Mieszarka przepływowa do wytwarzania podsadzki hydraulicznej z popiołów lotnych mająca komorę mieszania w postaci walca zamkniętego rozłącznie z obu stron pokrywami w których zamocowane sątrwale rury wlotowe usytuowane osiowo mające dwie średnice, mniejsząna zewnątrz i większą wewnątrz komory mieszania, a ich końce usytuowane sąw odległości od siebie, przy czym większa rura zaopatrzona jest w siatkę otworów, znamienna tym, że do komory mieszania (1) z obu stron przymocowane są rozłącznie zbiorniki wodne (3) w postaci krótkiego walca, które w osi poziomej zaopatrzone są we wlotowe rury (4) doprowadzające mieszaninę popiołów lotnych z powietrzem, przy czym króciec wlotowy wlotowej rury (4) osadzony jest w zewnętrznej ściance pionowej (5) zbiornika wodnego (3), a drugi koniec wlotowej rury (4) podtrzymuje wewnętrzna pionowa ścianka (6) zbiornika wodnego (3) stanowiąca jednocześnie pokrywę komory mieszania (1), podczas gdy wokół wlotowej rury (4) w wewnętrznej pionowej ściance (6) zbiornika wodnego (3) na obwodzie co 30° usytuowane sąotwory (8), przy czym wlotowa rura (4) na wylocie ma pionowe pióro (21), a na obwodzie zbiornika wodnego (3) zainstalowane są co najmniej dwa króćce (11) połączone poprzez zawór regulacyjno-odcinający (12) i wąż elastyczny (13) z dyszami wodnymi (14) wchodzącymi w płaszczyźnie walcowej do komory mieszania (1), która od dołu w środku ma króciec wylotowy (25) mieszaniny popiołów lotnych i wody, podczas gdy sama komora mieszania (1) rozdzielonajest sitem (26) umocowanym na poziomo usytuowanej poprzeczce (27).