Opublikowano: 2 0 KWIET 1965 49014 MKP B 65 g S3/JO Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Karol Fidor inz. Ryszard Machowski Wlasciciel patentu: Biura Projektów Przemyslu Weglowego Przedsie¬ biorstwo Panstwowe (Biuro Projektów Katowice), Katowice (Polska) Sposób transportu wegla drobnoziarnistego w mieszaninie z ciecza i urzadzenie do stosowania tego sposobu ¦'i^-^orsK/-, Urzedu Po^nfowecr Pslrtlej Lzctr ; \z\ Udn Wlasciwosci mechaniczne, które moga decydowac o doborze sposobu i srodków transportu miesza¬ niny drobnoziarnistego ciala stalego z ciecza, zmie¬ niaja sie w sposób nieciagly przy zmianie skladu mieszaniny od 0% ciala stalego i 100% cieczy do 100% ciala stalego i 0% cieczy lub przeciwnie.Przy ogromnej przewadze cieczy, mieszanina sta¬ nowi zawiesine i zachowuje sie jak ciecz: tworzy menisk i podlega prawu Pascala, w mysl którego cisnienie wywarte na ciecz, rozchodzi sie jednako¬ wo we wszystkich kierunkach. Znany transport hydrauliczny cial stalych polega na poslugiwaniu sie zawiesina. Róznica miedzy zachowaniem sie zawiesiny, a czystej cieczy podczas transportu, wynika przede wszystkim ze sklonnosci zawiesiny do osadzania ciala stalego. Transport hydraulicz¬ ny wymaga znacznych szybkosci przeplywu i nie mozna go zatrzymac bez gruntownego przepluka¬ nia calego ukladu, aby cialo stale nie osadzilo sie.W miare zwiekszania stosunku ciala stalego za¬ wiesina wykazuje coraz wieksza sklonnosc do wy¬ dzielania ciala stalego. Gesta zawiesina zwana pasta lub masa plastyczna moze niespodziewanie wykazywac znacznie zmniejszona sklonnosc do wydzielania ciala stalego. Podlega ona równiez prawu Pascala i zachowuje wlasciwosc tworzenia menisku, chociazby po uplywie pewnego czasu.Przy dalszym zwiekszaniu stosunku ciala stale¬ go, powstaje mieszanina nie wykazujaca zadnej sposród wlasciwosci cieczy. Stan takiej mieszaniny 15 20 30 nie posiada nazwy, przypuszczalnie dlatego, ze nie interesowala sie nim dotychczas ani technika ani nauka. Do tego stanu, który w dalszym ciagu ni¬ niejszego opisu nazyw7a sie stanem krytycznym mieszaniny, mozna dojsc od strony przeciwnej.Dodajac do drobnoziarnistego ciala stalego mala ilosc cieczy, obserwuje sie wzrost kata zsypu przy zachowaniu w zasadzie wlasciwosci ciala stalego sypkiego. Gdy kat zsypu pod wplywem rozprowa¬ dzania coraz wiekszej ilosci cieczy osiagnie prawie 90°, mieszanina przestaje byc cialem sypkim, na przyklad mozna ja krajac, nadawac jej ksztalt wzglednie trwaly, jednakze nie jest ona jeszcze pasita, gdyz nie jest sklonna do tworzenia menisku i nie stosuje sie do prawa Pascala. Jest to ten sam stan krytyczny mieszaniny, o którym byla mowa poprzednio. Nie mozna z góry okreslic granic skla¬ du, w których panuje stan krytyczny mieszaniny, poniewaz zaleza one od róznych czynników jak ksztalt i wielkosc ziarn, zwilzalnosc ich powierzch¬ ni dana ciecza, czy lepkosc cieczy. Na przyklad dla drobnoziarnistego wegla, stan krytyczny panuje przy stosunku okolo 70% wegla na okolo 30*/o wody lub okolo 85% wegla na okolo 15Vo oleju wrzecionowego.Poslugiwanie sie mieszaninami w stanie kry¬ tycznym lub bliskim do krytycznego w celu tran¬ sportu cial stalych bylo proponowane wedlug nie¬ mieckiego patentu nr 411.152 do pneumatycznego transportu gliny. Rozwiazanie wedlug tego paten- 490143 49014 4 tu polega na wytlaczaniu podluznych cylindrycz¬ nych bloczków o srednicy odpowiadajacej srednicy wewnetrznej rurociagu 'transportowego i przeno¬ szenie ich w rurociagu za pomoca sprezonego po¬ wietrza. Rozwiazanie to nie przyjelo sie ze wzgle¬ du na koszt zwiazany z duzym zuzyciem sprezo¬ nego powietrza, które wypelnia przestrzenie mie¬ dzy poszczególnymi bloczkami w rurociagu.Sposób transportu drobnoziarnistego wegla wed¬ lug wynalazku polega na sporzadzaniu mieszaniny z ciecza w stosunku wymaganym do osiagniecia stanu krytycznego oraz na transporcie mieszaniny w tym stanie rurociagami. Okazalo sie bowiem, ze mipszantna W stanie^Tlrytycznym lub bliskim kry¬ tycznego moze byc latwo tloczona rurociagiem przy stosunkowo mal^m nakladzie pracy. Miesza¬ nina transportowana ^przybiera postac ciaglego walka, który, nie Wyti^ra nacisku na sciany rury, gdyk^snienle~ dzi sie we wszystkich kierunkach, a jedynie po¬ woduje przesuw w rurze. Ponadto okazalo sie, ze do tloczenia mieszaniny w stanie krytycznym mozna poslugiwac sie uproszczonymi urzadzenia¬ mi. Nie przenoszenie cisnienia w kierunku prosto¬ padlym do posuwu mieszaniny pod dzialaniem tlo¬ ka, pozwala na unikniecie stosowania zaworów na wlocie do cylindra pompy, czyli tak zwanych za¬ worów ssacych, bez których niemozliwe jest pom¬ powanie tlokowe jakiejkolwiek cieczy. Zupelny brak sklonnosci tworzenia menisku powoduje, ze przy cofaniu tloka nie nastepuje cofanie sie sub¬ stancji tloczonej, a jedynie tlok odrywa sie od tej substancji. Wobec tego do pompowania mieszani¬ ny w stanie krytycznym zbedne sa równiez zawory tloczace pompy.Urzadzenie do transportu wedlug wynalazku sklada sie z rurociagu i pompy bezzaworowej o przekroju cylindra równym przekrojowi ruro¬ ciagu lub nieco od niego mniejszym. W celu na¬ pelniania cylinder jest zaopatrzony we wzdluzna szczeline, przez która wprowadza sie mieszanine transportowana. Szczelina pozostaje otwarta rów¬ niez przy tloczeniu, gdyz cisnienie praktycznie nie rozchodzi sie w kierunku prostopadlym do kierunku nacisku wywieranego przez tlok. Mieszanina jest doprowadzana do cylindra grawitacyjnie lub pod dzialaniem dowolnych urzadzen mechanicznych jak slimaki, ubijaki i tym podobne. Szczególnie korzystne jest uksztaltowanie szczeliny wzdluz cylindra w polaczeniu z plaskim lejem zsypowym.Ten szczegól urzadzenia jest znany z cytowanego powyzej niemieckiego opisu patentowego 411.152.Dla mieszaniny niedostatecznie spoistej przewi¬ duje sie odmiane pompy, której cylinder sklada sie z dwóch koryt o przekroju pólkolistym polaczo¬ nych ze soba zawiasami. Po wycofaniu tloka, cy¬ linder rozchyla sie dla przyjecia mieszaniny tran¬ sportowanej.W przypadku dlugich tras przewiduje sie pom¬ pe wedlug wynalazku, która posiada lopatki osa¬ dzone Obrotowo na wspólnej osi. Lopatki te sa za¬ bierane przez napedzany - pierscien umieszczony mimosrodowo w stosunku do wspomnianej osi.Mieszanina dostajaca sie do strony wlotowej jest zabierana przez lopatki, a nastepnie wyciskana przez pierscien i lopatki do przewodu tlocznego.Przy tym okazalo sie pozadane doprowadzenie nie¬ wielkiej ilosci cieczy do wnetrza pompy pod cis¬ nieniem przewyzszajacyrn .cisnienie transportowa¬ nej mieszaniny w pompie. Ciecz doprowadzona do 5 wnetrza pompy zapewnia czystosc lopatek w miej¬ scu styku z pierscieniem napedzajacym. Niewielka ilosc cieczy rozciencza mieszanine, która nadal po¬ zostaje w stanie krytycznym lub bliskim krytycz¬ nego. io Sposób transportu wedlug wynalazku poza pro¬ stota niezbednych urzadzen, wykazuje bardzo duza przewage nad znanym : transportem hydraulicz¬ nym. Na przyklad, w przypadku transportowania na duze odleglosci pylu weglowego, na kilogram 15 wegla przetlacza sie co najmniej trzy litry wody, która nastepnie nalezy oddzielic i oczyscic, a ewen¬ tualnie zawrócic. Praktycznie ilosc zuzywanej wo¬ dy jest jeszcze wieksza ze wzgledu na koniecznosc przeplukiwania calego ukladu przy kazdym za- 20 trzymaniu transportu. Ilosc wody przy transporcie wegla prowadzonym sposobem wedlug wynalazku, praktycznie nie liczy sie w kosztach tego trans¬ portu.Rysunek przedstawia schematycznie podstawo- 25 we elementy urzadzenia do transportu wedlug wynalazku, a mianowicie na fig. 1 uwidoczniona jest pompa dostosowana do tego celu w przekroju osiowym cylindra, a na fig 2 — ta sama pompa w przekroju poprzecznym, na fig. 3 — odmiana 30 pompy w przekroju osiowym, a na fig. 4 — prze- krpj poprzeczny tej pompy, na fig. 5 — pompa pierscieniowo-lopatkowa do przetlaczania mie¬ szaniny, a na fig. 6 — przekrój poprzeczny tej pompy. 35 Tlok 1 typu nurnikowego jest dostosowany sred¬ nica do rurociagu tlocznego 2 i porusza sie nie tylko w cylindrze 3 lecz moze wchodzic w glab rury tlocznej. Cylinder 3 jest zaopatrzony w szcze¬ line 4 polaczona bezposrednio z lejem 5, w któ- 40 rym porusza sie ubijak 6. Odmiana przedstawiona na fig. 3 i fig. 4 ma te same elementy z ta róznica, ze cylinder 33 jest dwudzielny i jego dwie polowy polaczone sa przegubowo zawiasem 7, aby umoz¬ liwic rozchylanie w celu nabierania mieszaniny 45 transportowanej.Pompa przedstawiona na fig. 5 i 6 ma uklad lo¬ patek 8 który obracajac sie dookola swej osi prze¬ tlacza mieszanine wzdluz rurociagu. Uklad lopa¬ tek 8 napedzany jest za posrednictwem pierscienia 50 10 przez który przechodza lopatki. Pierscien ten jest napedzany walem 11 osadzonym mimosrodowo wzgledem osi obrotu lopatek. Lopatki, które nie wykonuja ruchu posuwisto zwrotnego wzgledem wlasnej osi obrotu, przesuwaja sie wzgledem pier- 55 scienia 10 poprzez waleczki 9 osadzone w tym pier¬ scieniu. Do przestrzeni miedzy lopatkami wew¬ natrz pierscienia 10 doprowadzona jest ciecz ka¬ nalem 12. PL