Спосіб транспортування гідросуміші з великих глибин та пристрій для його реалізації

1. Спосіб транспортування гідросуміші з великих глибин, що включає транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин у складі гідросуміші та подачу гідросуміші у всмоктувальний трубопровід насоса, який відрізняє ться тим, що попередньо задають величину масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші всмоктувального трубопроводу насоса до виведення з його складу твердих часток, в процесі підйому елементів підводних родовищ корисних копалин з глибини безперервно виводять тверді частки зі складу потоку гідросуміші всмоктувального трубопроводу насоса, подають виведені зі складу потоку всмоктувального трубопроводу насоса тверді частки підводних родовищ корисних копалин в потік нагнітального трубопроводу насоса, контролюють величину масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші нагнітального трубопроводу насоса після введення у його склад виведених з потоку гідросуміші всмоктувального трубопроводу насоса твердих часток, порівнюють контрольовану величину з заданою та досягають їх відповідності шляхом регулювання величини витрати потоку нагнітального трубопроводу насоса, в який безпосередньо відбувається надходження твердих часток. 2 (19) 1 3 82202 консистометрами, блок керування з'єднаний з насосом, керованою засувкою та всіма датчиками визначення витрати рідини і консистометрами, а внутрішній діаметр з'єднаного з ділянкою нагнітального трубопроводу насоса, яка розташована по ходу руху потоку гідросуміші в ній після акумулятора, та розташованого в акумуляторі наконечника зменшується по ходу руху в ньому потоку гідросуміші. 4 3. Пристрій для транспортування гідросуміші з великих глибин за п. 2, який відрізняється тим, що пристрій містить додатковий насос з всмоктувальним та нагнітальним патрубками, нагнітальний патрубок додаткового насоса сполучений з басейном водоймища, в якому ведеться розробка підводних родовищ корисних копалин, всмоктувальний патрубок додаткового насоса приєднаний до акумулятора біля зони сполучення розташованої між насосом та акумулятором ділянки всмоктувального трубопроводу насоса з акумулятором, а додатковий насос, в свою чергу, з'єднаний з блоком керування. Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаний безпосередньо в розробці підводних родовищ корисних копалин. Відомий спосіб підйому багатокомпонентної суміші з великих глибин насосною установкою, що включає запуск установки, відкачку води в складі водоповітряної суміші шляхом подачі стиснутого повітря в проміжний ступінь насоса, відділення повітря від суміші в проміжному перерізі нагнітального трубопроводу, повторної подачі його на стиск у насос установки, при цьому попередньо задають швидкість транспортування твердої складової пульпоповітряної суміші, а потім у сталому режимі роботи установки на водоповітряній суміші з заданою швидкістю подають тверду складову пульпи у нагнітальний трубопровід і транспортують багатокомпонентну суміш при підтримці заданої величини швидкості. (патент України № 61294А, кл. F 04 F 1/00, F 04 F 1/20, Е 21 F 17/00, 2003 p.) Недоліками відомого способу є погіршення напірно-витратних характеристик насоса через подачу стисненого повітря безпосередньо в насос, складність технологічного процесу, а також наявність стисненого повітря у складі транспортуємого потоку багатокомпонентної суміші, що зумовлює зниження ефективності підйому елементів підводних родовищ корисних копалин. Відомий пристрій для транспортування гідросуміші, що містить відцентровий насос, сполучений всмоктувальним трубопроводом із приймальним резервуаром, нагнітальний трубопровід, що містить керовану засувку, всмоктувальний трубопровід додатково містить підживлюючі патрубки з керованими засувками, вхідні перерізи яких розташовані на різних рівнях приймального резервуара, а всмоктувальний трубопровід має наконечник, що містить ряд всмоктувальних патрубків, [патент України №67246А, кл. F04D29/70, F04D13/00, 2004p.]. Недоліками відомого пристрою є транспортування елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин у складі гідросуміші через насос, що зумовлює істотне здрібнення твердих часток, в наслідок чого погіршується процес їх подальшої переробки. Найбільш близьким технологічним рішенням є спосіб транспортування гідросуміші, що включає подачу гідросуміші у всмоктувальний трубопровід гідротранспортної установки, при цьому попередньо задають концентрацію гідросуміші, контролюють величину концентрації гідросуміші, що транспортується, порівнюють контрольовану величину з заданою і забезпечують їх відповідність шляхом додаткової подачі гідросуміші необхідної концентрації в потік, що транспортується, ]патент України №67246А, кл. F04D29/70, F04D13/00, 2004p.]. Недоліками найбільш близького технологічного рішення є транспортування елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин у складі гідросуміші через насос, що зумовлює істотне здрібнення твердих часток, в наслідок чого погіршується процес їх подальшої переробки. Найбільш близьким технічним рішенням є насосна установка для перекачування пульпи, що містить дві робочі камери, нижні частини яких сполучені між собою, а з відцентровим насосом системою трубопроводів, підвідні і нагнітальні трубопроводи, що сполучають, відповідно, джерело суміші, що перекачується, і споживач з робочими камерами, при цьому насосна установка додатково містить живильник, акумулятор пневматичної енергії, багатосекційний відцентровий насос для створення водоповітряної суміші, що виконує роль робочого агента, сполучений з нагнітальним трубопроводом через завантажувальні камери односекційний відцентровий насос, сполучений з шнековим живильником за допомогою мережі трубопроводів з керованими засувками, [патент України №61294А, кл. F04F1/00, F04F1/20, Е21F17/00, 2003 p.]. Недоліками найбільш близького технічного рішення є погіршення напірно-витратних характеристик насоса через подачу стисненого повітря безпосередньо в насос, наявність стисненого повітря у складі транспортуємого потоку багатокомпонентної суміші, що зумовлює зниження ефективності підйому елементів підводних родовищ корисних копалин та значна металоємність насосної установки. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу транспортування гідросуміші з великих глибин в якому, шляхом контролю величини масової витрати твердих 5 82202 часток в гідросуміші, яку утворює потік нагнітального трубопроводу насоса з надходячими в нього твердими частками, забезпечується можливість підвищення ефективності безперервного підйому елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин у складі гідросуміші, виключаючи процеси введення стисненого повітря у склад гідросуміші та транспортування твердих часток через насос. Поставлена задача розв'язується таким чином, що спосіб транспортування гідросуміші з великих глибин, що включає транспортування твердих часток у складі гідросуміші та подачу гідросуміші у всмоктувальний трубопровід насоса, який відповідно до винаходу відрізняється тим, що попередньо задають величину масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші всмоктувального трубопроводу насоса до виведення з його складу твердих часток, в океані на глибині, що відповідає параметрам підйому та складу гідросуміші, безперервно виводять тверді частки зі складу гідросуміші, що надходить в насос, контролюють величину масової витрати твердих часток в гідросуміші, яку утворює потік нагнітального трубопроводу насоса з надходячими в нього твердими частками, порівнюють контрольовану величину з заданою та досягають їх відповідності шляхом регулювання величиною витрати потоку нагнітального трубопроводу, в який безпосередньо відбувається надходження твердих часток. В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою для транспортування гідросуміші з великих глибин в якому, шляхом додаткових з'єднань елементів відомої конструктивної схеми, забезпечується можливість підвищення ефективності безперервного підйому елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин у складі гідросуміші, виключаючи процеси введення стисненого повітря у склад гідросуміші та транспортування твердих часток через насос. Поставлена задача розв'язується таким чином, що пристрій для транспортування гідросуміші з великих глибин, що містить насос з всмоктувальним та нагнітальним трубопроводами, і акумулятор, що містить нагнітальний трубопровід насоса, який відповідно до винаходу відрізняється тим, що насос та встановлений у його нагнітальному трубопроводі акумулятор заглиблені в океан, акумулятор, який містить нагнітальний трубопровід насоса, встановлено у проміжному поперечному перерізі всмоктувального трубопроводу насоса, ділянка нагнітального трубопроводу насоса, що розташована між використовуємим насосом та акумулятором, сполучена з оточуючим її зовні середовищем патрубком, який має керовану засувку, обладнане лопатями робоче колесо встановлено в акумуляторі, а нагнітальний трубопровід насоса має спеціальний наконечник, що розташований в акумуляторі. Крім того пристрій містить заглиблений в океан додатковий насос з всмоктувальним та нагнітальним 6 патрубками, при цьому всмоктувальний патрубок додаткового насоса сполучений з акумулятором. На фігурах 1 та 2 зображена схема пристрою для реалізації способу транспортування гідросуміші з великих глибин. Пристрій для транспортування гідросуміші з великих глибин містить заглиблений в океан насос 1 з всмоктувальним 2 та нагнітальним 3 трубопроводами, заглиблений в океан на глибину, що відповідає параметрам підйому та складу гідросуміші акумулятор 4, який містить нагнітальний трубопровід 3, встановлено у проміжному поперечному перерізі всмоктувального трубопроводу 2, заглиблений в океан додатковий насос 5 з всмоктувальним 6 та нагнітальним 7 патрубками, ділянка нагнітального трубопроводу 3, що розташована між використовуємим насосом 1 та акумулятором 4 сполучена з оточуючим її зовні середовищем патрубком 8, який має керовану засувку 9, обладнане лопатями 10 робоче колесо 11 встановлено в акумуляторі 4, нагнітальний трубопровід 3 має спеціальний наконечник 12, що розташований в акумуляторі 4, всмоктуваний патрубок 6 додаткового насосу 5 сполучений з акумулятором 4, при цьому всмоктуваний трубопровід 2 обладнано датчиком визначення витрати рідини 13 та консистометром 14, а нагнітальний трубопровід 3 обладнано датчиком визначення витрати рідини 15 та консистометром 16. Пристрій додатково містить блок керування 17. Спосіб за допомогою пристрою для транспортування гідросуміші з великих глибин реалізується наступним чином. Попередньо задають величину масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші всмоктувального трубопроводу 2 до виведення з його складу твердих часток. Задану величину масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші всмоктувального трубопроводу 2 визначають за допомогою датчика визначення витрати рідини 13 та консистометра 14. Перед запуском пристрою для транспортування гідросуміші з великих глибин керована засувка 9 повністю закрита. Блок керування 17 запускає заповнені рідиною насос 1 та додатковий насос 5, які починають відкачувати рідину, що знаходиться у верхній частині акумулятора 4. При відкачуванні рідини з заглибленого в океан акумулятора 4 в нього починає надходити через всмоктувальний трубопровід 2 потік гідросуміші, що містить елементи розробляємих підводних родовищ корисних копалин. Величина масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші, що надходить в акумулятор 4 є попередньо заданою величиною, яку визначають за допомогою датчика визначення витрати рідини 13 та консистометра 14. В акумуляторі 4 швидкість руху гідросуміші значно нижче, ніж у всмоктувальному трубопроводі 2. Таким чином в акумуляторі 4 під дією сил гравітації відбувається процес безперервного осадження елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин зі складу проходячого через нього потоку 7 82202 всмоктувального трубопроводу 2. В процесі осадження елементи розробляємих підводних родовищ корисних копалин надходять у нижню частину акумулятора 4, де вони потрапляють в потік нагнітального трубопроводу 3 та транспортуються далі у його складі. Це забезпечує можливість безперервного підйому елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин у складі гідросуміші, виключаючи транспортування твердих часток через використовуємий насос 1. Спеціальний наконечник 12 допомагає ефективно формувати потік нагнітального трубопроводу 3 після надходження в нього твердих часток розробляємих підводних родовищ корисних копалин. При цьому вн утрішній діаметр спеціального наконечника 12 змінюється по його довжині. Транспортування потоку всмоктувального трубопроводу 2 через об'єм акумулятора 4 забезпечує обертання обладнаного лопатями 10 робочого колеса 11, що, в свою чергу, сприяє процесу осадження елементів корисних копалин, а також перешкоджає відбуванню процесів агломерації в акумуляторі 4 та його заштибовки. Після запуску насосів 1 та 5 блок керування 17 частково відкриває керовану засувку 9 та за допомогою датчика визначення витрати рідини 15 та консистометра 16 контролює величину масової витрати твердих часток в гідросуміші, яку утворює потік нагнітального трубопроводу 3 з надходячими в нього твердими частками, порівнює контрольовану величину з заданою та досягає їх відповідності шляхом регулювання величиною витрати потоку нагнітального трубопроводу 3, в який безпосередньо відбувається надходження твердих часток. Величину витрати потоку нагнітального трубопроводу 3 визначає датчик визначення витрати рідини 15. При необхідності збільшення величини масової витрати твердих часток в гідросуміші, яку утворює потік нагнітального трубопроводу 3 з надходячими в нього твердими частками, блок керування 17 зменшує величину відкриття керованої засувки 9, в наслідок чого збільшується величина витрати потоку нагнітального трубопроводу 3. При необхідності зменшення величини масової витрати твердих часток в гідросуміші, яку утворює потік нагнітального трубопроводу 3 з надходячими в нього твердими частками, блок керування 17 збільшує величину відкриття керованої засувки 9, в наслідок чого зменшується величина витрати потоку нагнітального трубопроводу 3. Безпосередньо перед зупинкою пристрою для транспортування гідросуміші з великих глибин блок керування 17 виконує зупинку насосів 1 та 5 з подальшим повним закриттям керованої засувки 9. Таким чином, застосування винаходу, що заявляється, дозволить збільшити обсяги видобутку елементів підводних родовищ корисних копалин без істотного здрібнення твердих часток, яке погіршує процес їх подальшої переробки, що, в свою чергу, забезпечить поліпшення умов експлуатації насоса, а також підвищить ефективність розробки корисних копалин. 8 підводних родовищ