Спосіб підйому гідросуміші з великих глибин та пристрій для його реалізації

1. Спосіб підйому 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 концентрації 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 концентрації 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 величиною витрати насоса. 2 (19) 1 3 81259 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, який включає запуск насоса, подачу стисненого повітря в проміжну ступінь насоса, відкачку води у складі потоку водоповітряної суміші нагнітального трубопроводу насоса, виведення стисненого повітря з потоку нагнітального трубопроводу насоса і подачу відділеного від рідини стисненого повітря знову на стиск у проміжну ступінь насоса, 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 насоса і транспортують утворену в наслідок цього багатокомпонентну суміш при підтримці заданої величини швидкості, [патент України №61294А, кл. F04F1/00, F04F1/20, Ε21F17/00, 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 потоку багатокомпонентної суміші, який транспортують, що зумовлює істотне зниження ефективності підйому елементів підводних родовищ корисних копалин. Відомий пристрій для транспортування гідросуміші, який містить відцентровий насос з всмоктувальним та обладнаним керованою засувкою нагнітальним трубопроводами, при цьому всмоктувальний трубопровід насоса сполучений з приймальним резервуаром, обладнані відповідними керованими засувками окремі підживлюючі патрубки сполучені з приймальним резервуаром та всмоктувальним трубопроводом насоса, зони сполучення приймального резервуара з окремими підживлюючими патрубками розташовані на різних рівнях приймального резервуара, а всмоктувальний трубопровід насоса, в свою чергу, обладнаний наконечником, який містить ряд всмоктувальних патрубків, [патент України №67246А, кл. F04D29/70, F04D13/00, 2004р.]. Недоліками відомого пристрою є транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин, які розробляються, у складі гідросуміші через всі робочі ступіні насоса, що зумовлює істотне здрібнення твердих часток, в наслідок чого значно погіршується процес їх подальшої переробки. Найбільш близьким технологічним рішенням є спосіб транспортування гідросуміші, який включає завдання концентрації твердих часток в потоці гідросуміші нагнітального трубопроводу насоса, подачу гідросуміші у всмоктувальний трубопровід насоса, контролювання величини концентрації твердих часток в потоці гідросуміші нагнітального трубопроводу насоса, порівняння контрольованої величини з заданою та досягнення їх відповідності 4 шляхом регулювання величиною витрати подачі окремого потоку гідросуміші з необхідною концентрацією твердих часток в потік гідросуміші всмоктувального трубопроводу насоса, [патент України №67246А, кл. F04D29/70, F04D13/00, 2004р.]. Недоліками найбільш близького технологічного рішення є транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин, які розробляються, у складі гідросуміші через всі робочі ступіні насоса, що з умовлює істотне здрібнення твердих часток, в наслідок чого значно погіршується процес їх подальшої переробки. Найбільш близьким технологічним рішенням є насосна установка для перекачування пульпи, яка містить багатосекційний відцентровий насос з всмоктувальним та обладнаним керованими засувками нагнітальним трубопроводом, шнековий живильник, встановлений в ставі нагнітального трубопроводу насоса акумулятор пневматичної енергії, сполучений з проміжною ступінню багатосекційного відцентрового насоса та акумулятором пневматичної енергії окремий трубопровід, сполучений з окремим трубопроводом через обладнаний зворотним клапаном патрубок компресор, дві робочі камери, нижні частини яких сполучені через обладнані керованими засувками відповідні окремі патрубки з нагнітальним трубопроводом багатосекційного відцентрового насоса, додатковий відцентровий насос з відповідними всмоктувальним та обладнаним керованою засувкою нагнітальним трубопроводом, при цьому шнековий живильник сполучений через обладнані керованими засувками підвідні патрубки з відповідними робочими камерами, всмоктувальні трубопроводи багатосекційного відцентрового насоса та додаткового відцентрового насоса сполучені з приймальною ємністю, нагнітальний трубопровід додаткового відцентрового насоса сполучений з шнековим живильником, нагнітальний трубопровід багатосекційного відцентрового насоса, в свою чергу, сполучений через обладнані керованими засувками додаткові патрубки з відповідними робочими камерами, окремий трубопровід обладнаний керованою засувкою та сполучений через обладнані керованими засувками трубопроводи з відповідними робочими камерами, а нагнітальний трубопровід багатосекційного відцентрового насоса містить встановлену між зонами сполучення з окремими та додатковими патрубками керовану засувку, [патент України №61294А, кл. F04F1/00, F04F1/20, Ε21F17/00, 2003p.]. Недоліками найбільш близького технологічного рішення є погіршення напірновитратних характеристик насоса через подачу стисненого повітря безпосередньо в насос, наявність стисненого повітря у складі потоку багатокомпонентної суміші нагнітального трубопроводу насоса, що зумовлює зниження ефективності підйому елементів підводних родовищ корисних копалин та значна металоємність насосної установки. 5 81259 6 В основу винаходу поставлена задача насосом та басейном водоймища, в якому удосконалення способу підйому гідросуміші з ведеться розробка підводних родовищ корисних великих глибин в якому, шляхом контролю копалин, ділянки всмоктувального трубопроводу величини концентрації твердих часток в потоці насоса приєднані до акумулятора так, щоб гідросуміші, яку утворює потік нагнітального траєкторія руху потоку всмоктувального трубопроводу насоса з введеними у його склад трубопроводу насоса при проходженні ним твердими частками, забезпечується можливість акумулятора пролягала через лопаті робочого безперервного підйому елементів підводних колеса, розташована між насосом та родовищ корисних копалин, які розробляються, у акумулятором ділянка нагнітального трубопроводу складі гідросуміші, виключаючи процеси введення насоса приєднана до акумулятора так, щоб стисненого повітря у склад гідросуміші та траєкторія руху потоку в розташованому в транспортування твердих часток через насос. акумуляторі та з'єднаному з відповідною ділянкою Поставлена задача розв'язується таким нагнітального трубопроводу насоса наконечнику чином, що спосіб підйому гідросуміші з великих продовжувала траєкторію інерційного руху глибин, що включає транспортування елементів створеного насосом високонапірного потоку, який підводних родовищ корисних копалин у складі надходить в акумулятор, обладнане лопатями гідросуміші та подачу гідросуміші у робоче колесо встановлене в акумуляторі вище всмоктувальний трубопровід насоса, який зони сполучення акумулятора з розташованою між відповідно до винаходу відрізняється тим, що насосом та акумулятором ділянкою нагнітального попередньо задають величину концентрації трубопроводу насоса, а ділянка всмоктувального твердих часток в потоці гідросуміші трубопроводу насоса, яка розташована по ходу всмоктувального трубопроводу насоса до руху потоку гідросуміші в ній до акумулятора, та виведення з його складу твердих часток, в процесі з'єднана з розташованим в акумуляторі підйому елементів підводних родовищ корисних наконечником ділянка нагнітального трубопроводу копалин з глибини безперервно виводять тверді насоса сполучені з відповідними датчиками частки зі складу потоку гідросуміші визначення концентрації твердих часток в потоці всмоктувального трубопроводу насоса, подають гідросуміші консистометрами. Крім того виведені зі складу потоку всмоктувального внутрішній діаметр з'єднаного з ділянкою трубопроводу насоса тверді частки в потік нагнітального трубопроводу насоса, яка нагнітального трубопроводу насоса, контролюють розташована по ходу руху потоку гідросуміші в ній величину концентрації твердих часток в потоці після акумулятора, та розташованого в гідросуміші нагнітального трубопроводу насоса акумуляторі наконечника зменшується по ходу після введення у його склад виведених з потоку руху в ньому потоку гідросуміші. гідросуміші всмоктувального трубопроводу насоса На Фігурах 1 та 2 зображена схема пристрою твердих часток, порівнюють контрольовану для реалізації способу підйому гідросуміші з величину з заданою та досягають їх відповідності великих глибин. шляхом регулювання величиною витрати насоса. Пристрій для підйому гідросуміші з великих В основу винаходу поставлена задача глибин містить насос 1 з всмоктувальним 2 і удосконалення пристрою для підйому гідросуміші з нагнітальним 3 трубопроводами, а також великих глибин в якому, шля хом додаткових розташований в ставі нагнітального трубопроводу з'єднань елементів відомої конструктивної схеми, 3 акумулятор 4, при цьому насос 1 та акумулятор 4 забезпечується можливість безперервного заглиблені в воду басейну водоймища, в якому підйому елементів підводних родовищ корисних ведеться розробка підводних родовищ корисних копалин, які розробляються, у складі гідросуміші, копалин, розташований в ставі нагнітального виключаючи процеси введення стисненого повітря трубопроводу 3 акумулятор 4 встановлений в ставі у склад гідросуміші та транспортування твердих всмоктувального трубопроводу 2, обладнане часток через насос при мінімальній конфігурації лопатями 5 робоче колесо 6 встановлене в технічних засобів. акумуляторі 4, ділянка нагнітального трубопроводу Поставлена задача розв'язується таким 3, яка розташована по ходу р уху потоку чином, що пристрій для підйому гідросуміші з гідросуміші в ній після акумулятора 4, з'єднана з великих глибин, який містить насос з розташованим в акумуляторі 4 наконечником 7, всмоктувальним та нагнітальним трубопроводами сполучені з насосом 1 та басейном водоймища, в та розташований в ставі нагнітального якому ведеться розробка підводних родовищ трубопроводу насоса акумулятор, який відповідно корисних копалин, ділянки всмоктувального до винаходу відрізняється тим, що насос та трубопроводу 2 приєднані до акумулятора 4 так, акумулятор заглиблені в воду басейну щоб траєкторія руху потоку всмоктувального водоймища, в якому ведеться розробка підводних трубопроводу 2 при проходженні ним акумулятора родовищ корисних копалин, розташований в ставі 4 пролягала через лопаті 5 робочого колеса 6, нагнітального трубопроводу насоса акумулятор розташована між насосом 1 та акумулятором 4 встановлений в ставі всмоктувального ділянка нагнітального трубопроводу 3 приєднана трубопроводу насоса, обладнане лопатями до акумулятора 4 так, щоб траєкторія руху потоку робоче колесо встановлене в акумуляторі, ділянка в розташованому в акумуляторі 4 та з'єднаному з нагнітального трубопроводу насоса, яка відповідною ділянкою нагнітального трубопроводу розташована по ходу руху потоку гідросуміші в ній 3 наконечнику 7 продовжувала траєкторію після акумулятора, з'єднана з розташованим в інерційного руху створеного насосом 1 акумуляторі наконечником, при цьому сполучені з високонапірного потоку, який надходить в 7 81259 8 акумулятор 4, обладнане лопатями 5 робоче трубопроводу 2, траєкторія руху якого пролягає колесо 6 встановлене в акумуляторі 4 вище зони через акумулятор 4. В процесі осадження сполучення акумулятора 4 з розташованою між елементи підводних родовищ корисних копалин насосом 1 та акумулятором 4 ділянкою надходять у нижню частину акумулятора 4, де нагнітального трубопроводу 3, а ділянка вони потрапляють у створену в результаті всмоктувального трубопроводу 2, яка надходження високонапірного потоку в наконечник розташована по ходу руху потоку гідросуміші в ній 7 зону ежекції та транспортуються далі у складі до акумулятора 4, та з'єднана з розташованим в потоку ділянки нагнітального трубопроводу 3, яка акумуляторі 4 наконечником 7 ділянка розташована по ходу руху потоку гідросуміші в ній нагнітального трубопроводу 3 сполучені з після акумулятора 4. Конструкція наконечника 7, датчиками визначення концентрації твердих яка передбачає зменшується його діаметра по часток в потоці гідросуміші - консистометрами 8 та ходу руху в ньому потоку гідросуміші, запобігає 9 відповідно. Крім того внутрішній діаметр надходженню високонапірного потоку гідросуміші з з'єднаного з ділянкою нагнітального трубопроводу розташованої між насосом 1 та акумулятором 4 3, яка розташована по ходу р уху потоку ділянки нагнітального трубопроводу 3 у гідросуміші в ній після акумулятора 4, та розташовану між акумулятором 4 та насосом 1 розташованого в акумуляторі 4 наконечника 7 ділянку всмоктувального трубопроводу 2 через зменшується по ходу р уху в ньому потоку об'єм акумулятора 4. Це забезпечує можливість гідросуміші. Пристрій додатково містить блок безперервного підйому у складі гідросуміші керування 10. елементів підводних родовищ корисних копалин, Спосіб за допомогою пристрою для підйому які розробляються, виключаючи транспортування гідросуміші з великих глибин реалізується твердих часток через робочі ступіні насоса 1. наступним чином. Вищезазначена конструкція наконечника 7 Попередньо задають величину концентрації також забезпечує ефективне інтегрування потоку твердих часток в потоці гідросуміші нагнітального трубопроводу 3, після надходження всмоктувального трубопроводу 2 до виведення з до його складу виведених з потоку його складу твердих часток в акумуляторі 4. всмоктувального трубопроводу 2 твердих часток Задану величину концентрації твердих часток в підводних родовищ корисних копалин. потоці гідросуміші ділянки всмоктувального Полягання траєкторії руху потоку трубопроводу 2, яка розташована по ходу руху всмоктувального трубопроводу 2 при проходженні потоку гідросуміші в ній до акумулятора 4, ним акумулятора 4 через лопаті 5 робочого колеса визначає консистометр 8. 6 забезпечує обертання робочого колеса 6, що, в Блок керування 10 запускає заповнений свою чергу, сприяє процесу осадження твердих рідиною насос 1, який починає відкачувати через елементів підводних родовищ корисних копалин, а розташовану між акумулятором 4 та насосом 1 також перешкоджає відбуванню процесів ділянку всмоктувального трубопроводу 2 агломерації в акумуляторі 4 та його заштибовки. зосереджену у верхній частині акумулятора 4 Після запуску насоса 1 блок керування 10 за рідину. При відкачуванні рідини з заглибленого в допомогою консистометра 9 розпочинає басейн водоймища, в якому ведеться розробка контролювання величини концентрації твердих підводних родовищ корисних копалин, часток в потоці гідросуміші, яку утворює потік акумулятора 4, в нього під статичним тиском нагнітального трубопроводу 3 з введеними у його рідини через сполучену з басейном цього склад попередньо виведеними з потоку водоймища та акумулятором 4 ділянку всмоктувального трубопроводу 2 твердими всмоктувального трубопроводу 2 починає частками підводних родовищ корисних копалин, надходити потік гідросуміші, який містить порівнює контрольовану величину з заданою та елементи підводних родовищ корисних копалин, досягає їх відповідності шляхом регулювання які розробляються. Паралельно з цим в процесі величиною витрати насоса 1. проходження утвореного насосом 1 потоку При необхідності збільшення величини нагнітального трубопроводу 3 через об'єм концентрації твердих часток в потоці гідросуміші в акумулятора 4 завдяки вищенаведеній конструкції з'єднаній з наконечником 7 ділянці нагнітального наконечника 7 виникає ефект ежекції, який трубопроводу 3, блок керування 10 збільшує забезпечує надходження в з'єднану з оберти вала насоса 1, в наслідок чого наконечником 7 ділянку нагнітального збільшується витрата ним рідини. трубопроводу 3 зосередженої в акумуляторі 4 При необхідності зменшення величини рідини разом з утвореним насосом 1 концентрації твердих часток в потоці гідросуміші в високонапірним потоком. з'єднаній з наконечником 7 ділянці нагнітального При надходженні гідросуміші з сполученої з трубопроводу 3, блок керування 10 зменшує басейном водоймища, в якому ведеться розробка оберти вала насоса 1, в наслідок чого підводних родовищ корисних копалин, та зменшується витрата ним рідини. приєднаної до акумулятора 4 ділянки Безпосередньо перед зупинкою пристрою для всмоктувального трубопроводу 2 в акумулятор 4 підйому гідросуміші з великих глибин мінімізують швидкість руху гідросуміші знижується. Таким величину концентрації твердих часток в потоці чином в акумуляторі 4 під дією сил гравітації ділянки всмоктувального трубопроводу 2, яка відбувається процес безперервного осадження розташована по ходу руху потоку гідросуміші в ній твердих часток підводних родовищ корисних до акумулятора 4, з подальшим виконанням копалин зі складу потоку всмоктувального блоком керування 10 зупинки насоса 1. 9 81259 Таким чином, застосування винаходу, який заявляється, дозволить видобуток елементів підводних родовищ корисних копалин без істотного здрібнення твердих часток насосом, що значно погіршує процес їх подальшої переробки, що, в свою чергу, забезпечить поліпшення умов експлуатації насоса, а також підвищить ефективність розробки підводних родовищ корисних копалин. 10