Результат интеллектуальной деятельности: Гидротранспорт пульпы

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности при подъеме и транспортировании пульпы при разработке месторождений полезных ископаемых, в которых не желательно дробление целевого продукта, а в частности, при разработке месторождения янтаря и соответственно при гидротранспорте пульпы содержащей янтарь.

Известно, что на сегодня Акционерное общество Калининградский янтарный комбинат остается единственным в мире предприятием, которое используя технологию гидромеханизации занимается промышленной добычей янтаря. Вскрышные породы разрабатываются гидромониторами и драглайнами по бестранспортной системе и накапливаются в хвостохранилище. Янтарь содержащая порода разрабатывается драглайном и складируется в конус. Далее конус гидромониторной мощной струёй воды размывается, и пульпа содержащая янтарь по пульповодной траншее самотеком поступает на насосную станцию для перекачки на фабрику. Крупные куски янтаря ловятся вручную сачками, а более мелкие фракции через насосную станцию по трубопроводу поступают на первичный узел обогащения янтаря [1].

Недостатком данного технического решения является, что на всём технологическом процессе происходит разрушение целевого продукта, приводя к потере качества и снижению стоимости его, в частности янтаря, и особенно при гидротранспорте, когда янтарь содержащая пульпа проходит через нагнетательный насосный агрегат, проходя через рабочую полость нагнетательного насоса.

Наиболее близким техническим решением является пульповод гидродобычного снаряда, который включает трубопровод для транспортирования пульпы со всасывающим патрубком и струйным насосом, выполненным в виде кольцевого гидроэлеватора, и трубопровод для подачи напорной воды, соединенный со струйным насосом. При этом трубопровод для транспортирования пульпы снабжен, по меньшей мере, одним пульподелителем, выполненным в виде, по меньшей мере, трех отводящих патрубков, соединенных между собой водосборной емкостью, к выходу которой подключен вход нагнетательного насоса, а выход последнего посредством муфты соединен с трубопроводом для транспортирования пульпы, размещенной за отводящими патрубками по ходу движения потока пульпы. Струйный насос может быть снабжен износостойкой вставкой, размещенной в камере смешения [2].

Недостатками данного технического решения являются:

ударные воздействия на целевой продукт, при гидротранспорте, ведущий к его дроблению и существенному снижению его ценности;

относительно янтаря очень большая вероятность всаса наиболее крупных кусочков янтаря в полость нагнетательного насоса в виду того, что удельный вес янтаря меньше, чем у пульпы;

возможность засорения отводящих патрубков, снижение их пропускной способности, ведущее к снижению КПД в целом;

кавитационая нагрузка на конструкцию в области отводящих патрубков пульподелителя, ведущая к кавитационному разрушению элементов конструкции;

низкий КПД всей установки в виду того, что в качестве транспортирующего элемента используется струйный насос, КПД которых, как широко известно низкий.

Задача изобретения – повышение качества добываемого целевого продукта, путем предотвращения попадания в полость нагнетательного насоса той части целевого продукта, размер которых является одним из основных показателей качества добываемого целевого продукта, повышение КПД установки, расширение ассортимента средств гидротранспорта пульпы.

Поставленная задача решается тем, что гидротранспорт пульпы состоит из трубопровода, пульподелителя с камерой, разделяющего пульпу на транспортируемый и транспортирующий потоки. Транспортирующий поток посредством нагнетательного насоса закачивается под давлением в трубопровод, обеспечивая энергией продвижение по трубопроводу транспортируемый поток пульпы. При этом корпус пульподелителя сообщен с камерой отверстиями, величина которых определяется размером сохраняемого целевого продукта, а сама камера сообщена с резервуаром, посредством накопительного и нагнетательного насосов, управляемых датчиками верхнего и нижнего уровней резервуара и управляющих клапанами трубопровода

В заявленную совокупность включены все существенные признаки, характеризующие изобретение и обеспечивающие получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

На фиг. 1 схематично изображен гидротранспорт пульпы.

Гидротранспорт пульпы состоит из пульподелителя 1 установленного на трубопроводе, который разделяет трубопровод на подводящую часть 2 трубопровода с клапаном 3 размещенную до пульподелителя 1 и отводящую часть 4 с клапаном 5 трубопровода размещенную после пульподелителя 1. Трубопровод сообщен отверстиями 6 с камерой 7 пульподелителя 1.

Камера 7 посредством патрубка 8 сообщена с накопительным насосом 9, а он в свою очередь сообщен посредством патрубка 10 с резервуаром 11, в котором установлены датчик верхнего уровня 12 и датчик нижнего уровня 13. Резервуар 11 посредством патрубка сообщен с нагнетательным насосом 14, который также сообщен нагнетательным патрубком 15 с камерой 7.

Размер отверстий 6 определяется из условия предотвращения пропуска целевого продукта в камеру 7 пульподелителя 1, размер которых является одним из основных показателей качества целевого продукта.

Гидротранспорт пульпы работает следующим образом.

При включении накопительного насоса 9 открывается клапан 3 происходит поступление пульпы в подводящую часть 2 трубопровода и закрывается клапан 5. В полости пульподелителя 1 пульпа делится на два потока, на поток содержащий целевой продукт, размер которых является одним из основных показателей качества и на поток протекший через отверстия 6 в камеру 7. В данном потоке пульпы также содержится целевой продукт, но размер его не является основным показателем его качества.

Пульпа из камеры 7 по патрубку 8 при помощи накопительного насоса 9 и по патрубку 10 подается в резервуар 11, осуществляя его наполнение. Одновременно идет наполнение отводящей части 4 трубопровода целевым продуктом, размер которых является одним из основных показателей качества. При наполнении резервуара 11 пульпой до верхнего уровня датчик верхнего уровня 12 подает сигналы на выключение накопительного насоса 9 и на включение нагнетательного насоса 14.

Под воздействием нагнетательного насоса 14 пульпа из резервуара 11 подается в камеру 7, а из неё через отверстия 6 в трубопровод. Под воздействием поступления пульпы повышения давления в трубопроводе клапан 3 закрывается, при дальнейшем повышении давления в трубопроводе, происходит открытие клапана 5 и транспортирование целевого продукта. При понижении уровня пульпы до нижнего уровня, датчик нижнего уровня 13 подает сигнал на выключение нагнетательному насосу 14 и на включение накопительному насосу 9. Далее цикл повторяется.

Существенным преимуществом изобретения является то, что целевой продукт, размер которых является одним из основных показателей качества, выведен из процесса нагнетания и соответственно не будет расколот в процессе транспорта.

Повышен КПД всей установки в связи с тем, что из конструкции исключен струйный насос, который, как широко известно, имеет низкий КПД.

В рабочем цикле гидротранспорта пульпы при обратном токе пульпы под воздействием нагнетательного насоса происходит очищение отверстий сообщающих трубопровод и камеру, исключая снижение КПД установки из-за возможности их засорения.

Исключено кавитационное разрушение элементов конструкции в области отводящих патрубков пульподелителя в виду того, что патрубки исключены из конструкции и скорость перетока пульпы в камеру снижена.

Расширен ассортимент устройств осуществляющих гидротранспорт пульпы

Источники информации

1. Янтарь Full HD ТОМС 2017. Калининградский янтарный комбинат. Опубликовано: 18 января 2018 г. URL https://youtu.be/kISFaxiQ_8s (дата обращения 20.06.2018)

2. Пат. 2272106 РФ, МПК⁸. E02F3/90, Пульповод гидродобычного снаряда, опубл. 2006.