RU2067072C1

RU2067072C1 - Method of loading soil into pressure pipe line of hydraulic transport set and device for its realization

Info

Publication number: RU2067072C1
Authority: RU
Inventors: Г.Г. Старченко; Ю.И. Боровских; В.А. Шмидт
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Уралнеруд"
Priority date: 1992-04-01
Filing date: 1992-04-01
Publication date: 1996-09-27

Abstract

FIELD: hydraulic transport for solid materials, soft and clay soils, in particular. SUBSTANCE: soil is fed to load device where it is shifted to inlet of pressure pipe line; in course of shifting the soil, it is packed forming at least two plugs along length of device; then soil is loosened before getting into pressure pipe line. Device for realization of this method has screw conveyer 4 mounted in housing 1 provided with loading branch pipe 2 and unloading branch pipe 3; diameter of housing and pitch of screw conveyer turn are so selected that their values at inlet exceed those at outlet by 10 to 15 percent; spiral of screw conveyer 4 has two breaks 5 and 6. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидротранспорта твердых материалов, преимущественно пластических глинистых и песчано-глинистых грунтов, потоком жидкости по трубопроводу. Предлагаемое техническое решение может быть использовано при разработке полезных ископаемых и в строительстве земляных сооружений
Известен способ подачи водогрунтовой смеси в напорный трубопровод с помощью устройства /а. с. СССР N 195368 МКИ B 65 G 53/40, заявл. 30.07.65. опубл. 12.04.67 бюл. N 9/.The invention relates to the field of hydrotransport of solid materials, mainly plastic clay and sand-clay soils, by a fluid stream through a pipeline. The proposed technical solution can be used in the development of minerals and in the construction of earthworks
A known method of supplying a water-soil mixture to a pressure pipe using the device / a. from. USSR N 195368 MKI B 65 G 53/40, decl. 07/30/65. publ. 04/12/67 bul. N 9 /.

Транспортируемый материал под тяжестью собственного веса попадает в стояк и погружается в воду, затем по стояку проходит в напорный трубопровод и увлекается водяным потоком. The transported material, under the weight of its own weight, enters the riser and immerses in water, then passes through the riser into the pressure pipe and is carried away by the water flow.

Недостатком способа является ограниченная дальность транспортировки и небольшая высота подъема перемещаемого материала, обусловленные самотечной загрузкой грунта в трубопровод и невозможностью создания в нем избыточного давления. Это снижает эффективность способа. The disadvantage of this method is the limited transportation distance and the small lifting height of the transported material, due to gravity loading of soil into the pipeline and the inability to create excess pressure in it. This reduces the effectiveness of the method.

Известен способ гидротранспорта грунта, описанный в /а. с. СССР N 308951 МКИ B 65 G 53/40, заявл. 13.04.70, опубл. 09.07.71, бюл. N 22/. A known method of soil hydrotransport described in / a. from. USSR N 308951 MKI B 65 G 53/40, decl. 04/13/70, publ. 07/09/71, bull. N 22 /.

Перемещение грунта осуществляется путем проталкивания лопастями вращающейся фрезы в напорный трубопровод, где грунт увлекается водяным потоком. Способ может быть эффективно использован для равномерной загрузки вязких грунтов с растительными включениями. The movement of the soil is carried out by pushing the blades of a rotating mill into the pressure pipe, where the soil is carried away by the water flow. The method can be effectively used for uniform loading of viscous soils with plant inclusions.

Однако, указанный метод не обеспечивает достаточной герметичности в месте загрузки грунта в трубопровод, что снижает эффективность процесса. However, this method does not provide sufficient tightness at the place of soil loading into the pipeline, which reduces the efficiency of the process.

Наиболее прогрессивным решением является технологический комплекс напорного гидротранспорта грунта (Г.В.Биткин, М.А.Горин, Н.Г.Вавилов "Гидромеханизация на транспортном строительстве", М. 1970 г. с. 242-244), который является наиболее близким к заявляемому способу по совокупности признаков. The most progressive solution is the technological complex of pressurized soil hydrotransport (G.V.Bitkin, M.A. Gorin, N.G. Vavilov "Hydromechanization in transport construction", M. 1970, pp. 242-244), which is the closest to the claimed method according to the totality of signs.

В известном техническом решении обеспечивается более высокая эффективность гидротранспорта за счет перемещения грунта высоким избыточным давлением транспортирующей жидкости, но, однако, она является недостаточной из-за того, что загрузка грунта в магистральный трубопровод осуществляется самотеком через два шлюзовых аппарата, которые попеременно подключаются к магистральному трубопроводу, что приводит к неравномерной цикличной и не оптимальной подаче грунта в трубопровод, а также к холостой работе трубопровода во время частых систематических переключений шлюзов. The known technical solution provides a higher efficiency of hydrotransport due to the movement of the soil with a high excess pressure of the transporting liquid, but, however, it is insufficient due to the fact that the loading of soil into the main pipeline is carried out by gravity through two lock devices that are alternately connected to the main pipeline , which leads to an uneven cyclic and not optimal supply of soil to the pipeline, as well as to idle operation of the pipeline during frequent system math switching gateways.

Кроме того, недостатком известного технологического комплекса является сложность изготовления и высокая трудоемкость обслуживания загрузочных аппаратов. In addition, the disadvantage of the known technological complex is the complexity of manufacturing and the high complexity of servicing boot machines.

Кроме того, известен также способ загрузки грунта в напорный трубопровод гидротранспортной установки, заключающийся в том, что грунт подают в загрузочное приспособление и перемещают его в последнем на вход напорного трубопровода (см. кн. А.Е.Смолдырева "Гидро- и пневмотранспорт в металлургии", Москва, Металлургия, 1985 г. стр. 184, рис.78). In addition, there is also known a method of loading soil into the pressure pipe of a hydrotransport installation, which consists in feeding soil into the loading device and moving it to the inlet of the pressure pipe in the latter (see book AE Smoldyreva Hydro and pneumatic transport in metallurgy ", Moscow, Metallurgy, 1985, p. 184, Fig. 78).

Известный способ не обеспечивает достаточного уплотнения материала, что приводит к нарушению герметичности и создает условия для прорыва транспортирующей жидкости. Это снижает надежность эксплуатации гидротранспортной установки. The known method does not provide sufficient compaction of the material, which leads to a violation of the tightness and creates the conditions for a breakthrough of the transporting fluid. This reduces the reliability of the operation of the hydrotransport installation.

Кроме того, устройство не пригодно для загрузки пород грунта с растительными включениями. In addition, the device is not suitable for loading soil rocks with plant inclusions.

Изобретение предусматривает достигаемый технический результат, разработку способа, обеспечивающего высокую эффективность гидротранспорта грунтов, и создание для этого конструкции устройства, отличающегося простотой изготовления и обслуживания. The invention provides for the achieved technical result, the development of a method that provides high efficiency of hydrotransport of soils, and the creation for this design of a device characterized by ease of manufacture and maintenance.

Для достижения поставленной задачи в способе загрузки грунта в напорный трубопровод гидротранспортной установки, заключающемся в том, что грунт подают в загрузочное приспособление и перемещают его в последнем на вход напорного трубопровода и в процессе перемещения грунта в загрузочном приспособлении его уплотняют с образованием, по крайней мере, двух пробок по длине приспособления с последующим рыхлением перед входом в напорный трубопровод установки. To achieve the task in the method of loading the soil into the pressure pipe of the hydrotransport installation, which consists in the fact that the soil is fed into the loading device and it is moved to the inlet of the pressure pipe in the latter and, in the process of moving the soil in the loading device, it is compacted to form at least two plugs along the length of the device, followed by loosening before entering the pressure pipe of the installation.

Перемещение грунта к месту назначения высоким избыточным давлением транспортирующей жидкости при его непрерывной максимальной загрузке обеспечивает значительное увеличение дальности транспортировки. Moving the soil to its destination with a high excess pressure of the transporting liquid with its continuous maximum load provides a significant increase in the transportation distance.

Создание грунтовых пробок путем неоднократного максимального уплотнения грунта обеспечивает стабильность процесса транспортирования при возможных колебаниях подачи грунта, а также в случае временного прекращения его поступления. Формирование двух грунтовых пробок увеличивает герметичность узла загрузки и исключает возможность выброса транспортирующей жидкости. The creation of soil plugs by repeatedly maximizing the compaction of the soil ensures the stability of the transportation process with possible fluctuations in the supply of soil, as well as in the event of a temporary cessation of its supply. The formation of two soil plugs increases the tightness of the loading unit and eliminates the possibility of ejection of the transporting fluid.

Величина плотности на 30-45% выше исходной является достаточной для формирования пробки. Снижение указанной разности в плотностях не будет создавать герметизирующей пробки, а увеличение приводит к затруднению прохождения материала в магистральный трубопровод. A density value of 30-45% above the original is sufficient to form a cork. A decrease in the indicated difference in densities will not create a sealing plug, and an increase leads to a difficulty in the passage of material into the main pipeline.

Разрыхление грунта непосредственно на входе в магистральный трубопровод обеспечивает беспрепятственное прохождение материала в транспортном трубопроводе. Loosening the soil directly at the entrance to the main pipeline ensures unhindered passage of material in the transport pipeline.

Описываемый способ осуществляется в устройстве, содержащем шнек, установленный в корпусе с загрузочным и разгрузочным патрубками, причем корпус и спираль шнека в нем выполнены с равномерно уменьшающимися в направлении разгрузочного патрубка диаметрами, а спираль выполнена по своей длине, но меньшей мере, с двумя разрывами в витках и равномерно уменьшающимся шагом в направлении разгрузочного патрубка, при этом последний виток спирали шнека расположен между последним из разрывов в ее витках и разгрузочным патрубком, а величина диаметров корпуса и шнека со стороны загрузочного патрубка на 10-15% больше, чем с разгрузочного. The described method is carried out in a device containing a screw installed in a housing with loading and unloading nozzles, moreover, the housing and the spiral of the screw in it are made with diameters uniformly decreasing in the direction of the discharge nozzle, and the spiral is made along its length, but with at least two breaks in turns and a uniformly decreasing step in the direction of the discharge nozzle, while the last turn of the screw spiral is located between the last of the gaps in its turns and the discharge nozzle, and the diameter housing and auger from the side of the loading pipe 10-15% more than from the unloading.

Конструкция заявляемого устройства позволяет обеспечить непрерывную загрузку грунта в магистральный трубопровод, находящийся под высоким избыточным давлением транспортирующей жидкости, и поддерживать при этом постоянную герметичность на входе грунта в трубопровод за счет уплотнения грунта и создания грунтовых пробок в корпусе шнекового механизма. The design of the inventive device allows for continuous loading of soil into the main pipeline, which is under high overpressure of the transporting fluid, and at the same time maintain constant tightness at the soil inlet to the pipeline due to soil compaction and the creation of soil plugs in the screw housing.

Выполнение диаметра корпуса и спирали шнека равномерно уменьшающимися позволяет осуществить процесс подготовки герметизирующей пробки. Оптимальным является выполнение диаметров на входе и выходе с разницей 10-15% т.к. при разнице менее 10% невозможно образование плотной пробки, а с 10% начинается уплотнение и создается плотная пробка, обеспечивающая достаточную герметичность, и увеличение диаметра на входе более, чем на 15% нецелесообразно. The implementation of the diameter of the housing and the spiral of the screw uniformly decreasing allows the preparation of the sealing tube. It is optimal to perform diameters at the inlet and outlet with a difference of 10-15% since with a difference of less than 10%, the formation of a dense plug is impossible, and with 10%, compaction begins and a dense plug is created that provides sufficient tightness, and an increase in diameter at the inlet by more than 15% is impractical.

Выполнение спирали шнека с разрывами обеспечивает формирование сплошных грунтовых пробок постоянной величины и с заданной плотностью. Performing a screw spiral with gaps ensures the formation of continuous soil plugs of constant size and with a given density.

Последний виток шнека обеспечивает рыхление грунта на выходе его в магистральный трубопровод. The last turn of the screw provides loosening of the soil at the outlet to the main pipeline.

На чертеже представлено заявляемое устройство для осуществления способа гидротранспорта грунта. The drawing shows the inventive device for implementing the method of hydrotransport of the soil.

Устройство для осуществления способа гидротранспорта грунта включает корпус-трубу 1 с загрузочным 2 и разгрузочным 3 патрубками и размещенный в корпусе шнек 4. Спираль шнека имеет два разрыва 5 и 6, разделяющее устройство на два участка 7 и 8, и разрыхлительный виток 11. На чертеже также показаны сформированные пробки 9 и 10. A device for implementing the method of hydrotransport of soil includes a casing pipe 1 with loading 2 and unloading 3 pipes and a screw 4. The spiral of the screw has two breaks 5 and 6, separating the device into two sections 7 and 8, and a loosening coil 11. In the drawing formed plugs 9 and 10 are also shown.

Работа устройства по заявляемому способу осуществляется следующим образом. The operation of the device according to the claimed method is as follows.

Между пунктами загрузки и разгрузки грунта укладывают магистральный трубопровод 12. При этом перед фронтом загрузки монтируют трубопровод, оснащенный одним или несколькими фланцевыми патрубками 13 с плотно закрытыми крышками (на чертеже не показаны). В назначенном пункте крышку патрубка снимают и крепят к патрубку трубопровода фланец разгрузочного патрубка 3 шнекового механизма. При первом запуске системы гидротранспорта в загрузочный патрубок 2 загружают предварительно подготовленный грунт в объеме, равном примерно 2/3 внутреннего объема корпуса шнекового механизма и включают в работу шнек 4. Шнек 4, увлекая грунт, перемещает его в направлении магистрального трубопровода и одновременно с этим, благодаря уменьшению размеров диаметра корпуса, диаметра и шага спирали, грунт заполняет все сечение корпуса и уплотняется, а попав в разрывы спирали, спрессовывается и образует грунтовую пробку 9, перемещается в виде пробки под давлением первого участка 7 спирали к второму 8. По мере продвижения пробки 9 второй участок 8 спирали срезает с пробки 9 стружку грунта и, перемещая ее к второму разрыву 6 спирали, дополнительно уплотняет ее и спрессовывает грунт, который, попав во второй разрыв 6 спирали, образует вторую грунтовую пробку 10. После этого включают подачу жидкости в трубопровод. Под влиянием загружаемого в шнековый механизм грунта весь грунт внутри корпуса перемещается к разгрузочному патрубку 3, обеспечивая надежную герметичность узла загрузки и предотвращая выход воды через шнековый механизм. A main pipeline 12 is laid between the loading and unloading points of the soil. In this case, a pipeline is installed in front of the loading front, equipped with one or more flange pipes 13 with tightly closed covers (not shown in the drawing). At the appointed point, the pipe cover is removed and the flange of the discharge pipe 3 of the screw mechanism is attached to the pipe pipe. At the first start of the hydrotransport system, pre-prepared soil is loaded into the loading nozzle 2 in a volume equal to about 2/3 of the internal volume of the screw mechanism housing and the screw 4 is turned on. The screw 4, entraining the soil, moves it in the direction of the main pipeline and at the same time, due to the reduction in the diameter of the casing, the diameter and pitch of the spiral, the soil fills the entire cross section of the casing and is compacted, and once it breaks in the spiral, it is compressed and forms a soil plug 9, moves in the form of plugs and under pressure of the first section 7 of the spiral to the second 8. As the plug 9 moves, the second section 8 of the spiral cuts off the soil chips from the plug 9 and, moving it to the second gap 6 of the spiral, additionally compacts it and compresses the soil, which, having got into the second gap 6 spiral, forms a second soil plug 10. After that, include the flow of fluid into the pipeline. Under the influence of the soil loaded into the screw mechanism, all the soil inside the housing moves to the discharge pipe 3, ensuring reliable tightness of the loading unit and preventing water from escaping through the screw mechanism.

При кратковременном прекращении или уменьшении подачи грунта в шнековый механизм герметичность узла загрузки сохраняется за счет сохранения грунтовых пробок 9 и 10. При продолжающейся подаче грунта в шнековый механизм, грунт продолжает перемещаться к разгрузочному патрубку 3, доходит до последнего витка спирали 11, который срезает грунт с торца пробки 10, и отправляет равномерно и мелкоразрыхленный грунт в магистральный трубопровод, где он подхватывается потоком жидкости и перемещается в назначенное место. With a short termination or decrease in the supply of soil to the screw mechanism, the tightness of the loading unit is maintained by maintaining the soil plugs 9 and 10. With continued supply of soil to the screw mechanism, the soil continues to move to the discharge pipe 3, reaches the last turn of the spiral 11, which cuts off the soil with the end face of the plug 10, and sends evenly and finely loosened soil to the main pipeline, where it is picked up by the fluid flow and moves to the designated place.

Claims

1. The method of loading soil into the pressure pipe of the hydraulic transport installation, which consists in the fact that the soil is fed into the loading device and is moved to the inlet of the pressure pipe in the latter, characterized in that during the movement of the soil in the loading device it is compacted to form at least two plugs along the length of the device, followed by loosening before entering the pressure pipe of the installation.

2. A device for loading soil into a pressure pipe of a hydrotransport installation, comprising a screw installed in a housing with loading and unloading nozzles, characterized in that the housing and the spiral of the screw in it are made with diameters uniformly changing in the direction of the discharge nozzle, the spiral being made along its length along with at least two breaks in the turns and a uniformly decreasing step in the direction of the discharge pipe, and the last turn of the screw spiral is located between the last of the breaks in its turns and azgruzochnym pipe, wherein the amount of body diameters and screw from the loading tube 10 is 15% more than the discharge side.