Установки гидравлического транспорта
В ряде ситуаций оказывается целесообразным применение для грузопереработки гидротранспортных установок. В них поток воды, обгоняя твердые частицы насыпного груза, сообщает им движущую силу. Широкое применение гидравлический транспорт получил в технологических схемах комплексной гидромеханизации горных и земляных работ, гидротехническом и гидромелиоративном строительстве.
Гидравлический транспорт применяют не только для технологических перевозок, но и для перемещения грузов между сырьевыми базами и предприятиями. В США много лет эксплуатируется трубопровод длиной 173 км, производительностью 1 млн т угля в год. Построен трубопровод протяжением 115 км через горы Колореф для транспортировки 700 тыс. т асфальта в год. В Канаде разработан проект трубопровода длиной 500 км для транспортировки угля. Уголь по трубопроводу протяжением 10 км подается с шахты на обогатительную фабрику ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат».
К преимуществам гидравлического транспорта относятся высокая производительность и большая длина транспортирования без перегрузок по сложной трассе с подъемами под любым углом и по вертикали; отсутствие механического оборудования на трассе трубопровода (за исключением сосредоточенных в отдельных пунктах машинных отделений); несложное техническое обслуживание; возможность совмещения транспортирования с некоторыми технологическими процессами ("мокрым" обогащением полезных ископаемых, гашением и гранулированием шлаков, сортированием по крупности и т. п.); возможность полной автоматизации и, следовательно, невысокая трудоемкость.
Недостатками гидравлического транспорта, сужающими область его применения, являются ограничения по роду и характеристикам перемещаемых грузов, в частности, по их крупности, что вызывает необходимость дробления груза; повышенный износ трубопровода и входящих в соприкосновение с гидросмесью механических частей при перемещении абразивных грузов; увеличенный расход энергии; потребность в больших количествах воды; опасность замерзания в зимних условиях.
Наиболее простым и дешевым является самотечный гидравлический транспорт (рис. 5.11, а), при котором перемещение пульпы ведется по лоткам с уклоном 0,03 — 0,04, а при высоких концентрациях пульпы с содержанием твердого груза в пульпе около 14 % — с уклоном 0,04 — 0,06.
Рис.5.11. Схемы гидротранспортных установок
Груз из бункера 1 выдается через затвор 2 и ленточным конвейером 3 доставляется в смесительную воронку 4. Туда же по трубе 5 подается вода для образования пульпы. Под действием напора, созданного разностью уровней пульпы в местах входа и выхода из пульпопровода 6, груз доставляется в пункт назначения 7. Однако, этот вид гидротранспорта имеет ограниченное применение, так как перемещение грузов осуществляется только в одном направлении (вниз за счет естественного напора).
Напорные гидротранспортные установки различаются способом ввода перемещаемого груза в трубопровод, который определяет и применяемое механическое оборудование. В схеме (рис. 5.11, б) груз 9, подлежащий транспортированию, смешивается в зумпфе (резервуаре) 8 с водой и пульпонасосом или землесосным снарядом 10 подается в пульпопровод 11. С грохота и водоотделителя 14 вода стекает в резервуар 16, а груз попадает в приемное устройство 15. Для обратного возвращения воды в зумпф предусматривается насос 13 и водопровод 12.
В схеме (рис. 5.11, в) вода и груз в пульпопровод подаются раздельно. Водяной насос 20 забирает воду из резервуара 21 и нагнетает в трубопровод чистую воду, а перемещаемый груз вводится в напорный трубопровод через специальное устройство 19, состоящее из камеры с питателем. Пульпа по трубопроводу 18подается в приемное устройство 17, где происходит отделение груза от воды, как и в предыдущей схеме. Преимуществом первой напорной схемы является отсутствие довольно сложного питающего устройства, а второй — упрощение основного механического агрегата — водяного насоса, работающего на чистой воде, из-за уменьшения его износа и повреждений твердыми частицами груза.
Гидромеханизация успешно применяется на выгрузке песчано-гравийной массы груза из судов, при выгрузке свеклы из вагонов, для шлако- и золоудаления из котельной, для спуска в шахту и транспортирования к забоям материала (шлака, дробленой породы и др.), служащего для закладки выработанного пространства. Современные гидротранспортные установки имеют системы автоматики и телеуправления, которые позволяют с одного пульта управлять гидротранспортной системой и осуществлять контроль за работой всех механизмов (насосов, питателей, смесителей и т. д.).
При расчете гидротранспортных установок по заданным объемам или производительности, характеристике груза (плотности, гранулометрическому составу и др.), характеристике трассы (длина, высота подъема, наличие горизонтальных и вертикальных поворотов и т. д.) определяют необходимую скорость движения пульпы, потребное количество воды, диаметр трубопровода, сопротивления движению и потребный напор или давление для их преодоления, производительность насоса и мощность двигателя, а в самотечных установках — размеры желоба и необходимый уклон.