RU2746623C1 - Device for forming the filling mixture - Google Patents

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: invention relates to the mining industry, it can be used when laying the worked-out space with hardening mixtures for dewatering the filling pulp, removing the wastewater and transporting the condensed pulp to the worked-out space. The main advantages of the device for forming the filling mixture described above are the following: due to the presence of a built-in nozzle for selecting the condensed filling mixture, on which a peristaltic pump is installed, the working chamber-channel is made of magnetically active elastomer, which allows one to move hydraulic mixtures with a higher density, and it is also possible to reduce the size and structural complexity of the device, thereby achieving the possibility of working in cramped conditions.

EFFECT: technical result is an effective separation of solid particles from the washing liquid by regulating the selection of the condensed mass from the solid hopper based on the density readings of the condensed mass and clarified water.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при закладке выработанного пространства твердеющими смесями для обезвоживания закладочной пульпы, отвода отработанной воды и транспортировке сгущенной пульпы в выработанное пространство.The invention relates to the mining industry and can be used when backfilling a goaf with hardening mixtures for dewatering the backfill slurry, removing waste water and transporting the thickened slurry to the goaf.

Известен трубчатый водоотделитель (Авторское свидетельство СССР №697744, опубликовано 15.11.1979), включающий перфорированную трубу и водосборную камеру с входным и водоотводным патрубками, в котором с целью получения устойчивой заданной степени обезвоживания гидросмеси на конце пульпопровода за счет автоматического поддержания в камере вакуумметрического давления. Водоотоделитель также снабжен устройством для создания для создания разрежения, сообщенным с камерой и размещенным в верхней части последней. Перфорированные отверстия на трубе представляют собой поперечные щели.Known tubular water separator (USSR Inventor's Certificate No. 697744, published 11/15/1979), including a perforated pipe and a catchment chamber with inlet and drain pipes, in which, in order to obtain a stable predetermined degree of dehydration of the slurry at the end of the slurry pipeline by automatically maintaining vacuum pressure in the chamber. The water separator is also equipped with a device for creating a vacuum, communicated with the chamber and located in the upper part of the latter. Perforated holes in the pipe are transverse slots.

Недостатком такого устройства является недостаточная эффективность водоотделения, а также забивка перфорированных отверстий твердыми частицами.The disadvantage of such a device is the insufficient efficiency of water separation, as well as the clogging of the perforated holes with solid particles.

Известно устройство для управления отработанной водой при гидрозакладке (Авторское свидетельство СССР №1051327, опубликовано 30.10.1983), включающее установленное в герметичном корпусе цилиндро-коническое сито, последовательно сообщающиеся между собой водоприемную камеру, направляющие каналы, гидроциклон и камеру слива, установленный в гидроциклоне по его оси и соединенный с цилиндро-коническим ситом пневморазгрузочный трубопровод, кольцевой эжектор, установленный соосно с пневморазгрузочным трубопроводом воздухоподающий трубопровод и трубопровод тангенциального ввода пульпы нацилиндро-коническое сито. С целью увеличения дальности транспортирования обезвоженного материала и отработанной вводы, а также уменьшения габаритов устройства по высоте, воздухоподающий трубопровод снабжен на выходном конце раширяющимся коноидальным соплом, которое соединено с пневморазгрузочным трубопроводом в месте соединения цилиндро-конического сита с пневморазгрузочным трубопроводом, причем оси последних образуют тупой угол.A device for controlling waste water during hydraulic filling is known (USSR Inventor's Certificate No. 1051327, published on 10/30/1983), which includes a cylindrical-conical sieve installed in a sealed housing, sequentially communicating with each other a water intake chamber, guide channels, a hydrocyclone and a drain chamber installed in a hydrocyclone along its axes and a pneumatic unloading pipeline connected to a cylindrical-conical sieve, an annular ejector, an air supply line installed coaxially with the pneumatic unloading pipeline and a pipeline for tangential slurry inlet on a cylindrical-conical sieve. In order to increase the distance of transportation of the dewatered material and waste inlets, as well as to reduce the dimensions of the device in height, the air supply pipeline is equipped at the outlet end with an expanding conoidal nozzle, which is connected to the pneumatic discharge pipeline at the junction of the cylindrical-conical sieve with the pneumatic discharge pipeline, and the axes of the latter form a blunt angle.

Недостатком такого устройства является использование цилиндо-конического сита для отделения жидкости с мелкими частицами закладочного материла. Щели сита забиваются закладочным материалом, что снижает эффективность водоотделения из пульпы.The disadvantage of such a device is the use of a cylindrical-conical sieve to separate the liquid with small particles of the filling material. The sieve slots are clogged with backfill material, which reduces the efficiency of water separation from the slurry.

Известен камерный обезвоживающе-загрузочный аппарат (Авторское свидетельство СССР №875109, опубликовано 23.10.1981), включающий две камеры, каждая из которых содержит загрузочный трубопровод, загрузочное и разгрузочное устройства, коническое сито, водосборную емкость со сливным трубопроводом, кольцевой сепаратор с форсунками, трубопроводы подачи и выпуска из камеры сжатого воздуха, воздухоподающий и транспортный трубопроводы, в котором с целью увеличения интенсивности обезвоживания поступающей в камеру гидросмеси и увеличения производительности аппарата, каждая камера выполнена квадратного сечения и снабжена в верхней части конусообразным распределителем гидросмеси, дуговым ситом и дополнительной водосборной емкостью со сливным трубопроводом для предварительного обезвоживания гидросмеси в камере, а в нижней части камера снабжена центральным и боковыми фильтрами, причем центральный фильтр сообщен с воздухоподающим трубопроводом, а боковые фильтры соединены с коническим ситом и сообщены с водосборной емкостью.Known chamber dewatering and loading apparatus (USSR author's certificate No. 875109, published on 10/23/1981), including two chambers, each of which contains a loading pipeline, loading and unloading devices, a conical sieve, a collecting tank with a drain pipeline, an annular separator with nozzles, pipelines supply and discharge of compressed air from the chamber, air supply and transport pipelines, in which, in order to increase the intensity of dehydration of the slurry entering the chamber and increase the productivity of the apparatus, each chamber is made of square section and is equipped in the upper part with a cone-shaped slurry distributor, an arc sieve and an additional drainage tank with a drain pipeline for preliminary dewatering of the slurry in the chamber, and in the lower part of the chamber is equipped with central and side filters, the central filter being connected to the air supply pipeline, and the side filters are connected to a conical sieve and communicated with a catchment tank.

Недостатком такого аппарата также является использование дугового сита для отделения воды из пульпы, что неизбежно будет приводить либо к потере мелких твердых частиц закладочной пульпы, т.к. вода с мелкими частицами сразу отводится в сливной трубопровод.The disadvantage of such an apparatus is also the use of an arc sieve to separate water from the slurry, which will inevitably lead to either the loss of fine solid particles of the filling slurry, tk. water with small particles is immediately discharged into the drain line.

Известна гидропневмозакладочная машина (Авторское свидетельство СССР №826039, опубликовано 30.04.1981), включающая цилиндрическую камеру с установленным внутри нее коническим ситом, загрузочный патрубок, установленный сверху по центру цилиндрической камеры, разгрузочный механизм, установленный под коническим ситом, трубопровод для ввода сжатого воздуха в верхнюю часть камеры, водосливной, воздухоподающий и транспортный трубопроводы. В данной машине с целью увеличения интенсивности обезвоживания закладочного материала перед подачей его в транспортный трубопровод, она снабжена каскадом дополнительных конических сит, угол конусности которых больше, чем у основного сита, установленных поярусно с внутренней стороны основного конического сита, направляющим конусом, установленным на сопряжении загрузочного патрубка с цилиндрической камерой, а трубопровод для ввода сжатого воздуха в верхнюю часть камеры выполнен в виде кольцевого коллектора с форсунками, установленного по периметру поперечного сечения цилиндрической камеры.Known hydropneumatic filling machine (USSR author's certificate No. 826039, published on April 30, 1981), including a cylindrical chamber with a conical sieve installed inside it, a loading pipe installed at the top in the center of the cylindrical chamber, an unloading mechanism installed under a conical sieve, a pipeline for introducing compressed air into the upper part of the chamber, drainage, air supply and transport pipelines. In this machine, in order to increase the intensity of dehydration of the filling material before feeding it into the transport pipeline, it is equipped with a cascade of additional conical sieves, the taper angle of which is greater than that of the main sieve, installed in layers on the inner side of the main conical sieve, with a guide cone installed at the interface of the loading a branch pipe with a cylindrical chamber, and a pipeline for introducing compressed air into the upper part of the chamber is made in the form of an annular collector with nozzles installed along the perimeter of the cross-section of the cylindrical chamber.

Недостатком такой машины повышенный износ основного конического сит, что приводит к увеличению ячеек сита и потере твердой фазы пульпы.The disadvantage of such a machine is increased wear of the main conical sieves, which leads to an increase in the mesh of the sieve and the loss of the solid phase of the pulp.

Известно устройство для очистки отработанной воды (патент РФ №2630546, опубликовано 02.02.2013 (я нашла в реестре другую дату: 11.09.2017) принятый за прототип, состоящее из центрального резервуара, выполненного в форме уплощенного многогранника, содержащего впускное устройство и выпускное отверстие, расположенные на одной линии, а снизу имеющий коллекторный бункер для удаления твердых частиц, в котором эффективное отделение твердых частиц достигается за счет гидродинамических профилей покрытых пластиковым материалом, одно из которых расположено вблизи входного отверстия и представляет вогнутую поверхность обращенная кривизной вверх, а второе располагается ближе к выходному отверстию и имеет вид правильного цилиндра с круглым основанием.A device for purifying waste water is known (RF patent No. 2630546, published 02.02.2013 (I found another date in the register: 09/11/2017) taken as a prototype, consisting of a central reservoir made in the form of a flattened polyhedron containing an inlet and an outlet, located in one line, and from the bottom having a collector hopper for removing solid particles, in which the effective separation of solid particles is achieved due to hydrodynamic profiles covered with plastic material, one of which is located near the inlet and represents a concave surface facing upward curvature, and the second is located closer to outlet and looks like a regular cylinder with a round base.

Недостатком такого устройства является горизонтальное расположение сита в коллекторном бункере, что вызывает сложности организации его очистки и частое забивание ячеек.The disadvantage of such a device is the horizontal arrangement of the sieve in the collecting hopper, which causes difficulties in organizing its cleaning and frequent clogging of the cells.

Техническим результатом является эффективное разделение твердых частиц из промывочной жидкости за счет регулирования отбора сгущенной массы с бункера твердых частиц на основе показаний плотности сгущенной массы и осветленной воды.The technical result is the effective separation of solid particles from the flushing liquid by regulating the selection of the thickened mass from the hopper of solid particles based on the readings of the density of the thickened mass and clarified water.

Технический результат достигается тем, что устройство дополнительно снабжено встроенным патрубком сгущенной закладочной смеси, на котором установлен перистальтический насос, содержащий трубу-оболочку, в которой размещена рабочая камера-канал, выполненная из магнитоактивного эластомера, на внутренней поверхности которой выполнены не менее 3-х шнеков, вершины которых разделяют просвет сечения трубопровода на равные секторы, за насосом соосно установлен поточный ультразвуковой плотномер, при этом устройство содержит регулятор подачи насоса, а на выпускном патрубке соосно присоединен поточный ультразвуковой плотномер с возможностью передачи сведений от плотномеров на регулятор подачи насоса.The technical result is achieved by the fact that the device is additionally equipped with a built-in branch pipe of a thickened filling mixture, on which a peristaltic pump is installed, containing a tube-shell, in which a working chamber-channel is located, made of a magnetoactive elastomer, on the inner surface of which at least 3 screws are made , the tops of which divide the lumen of the pipeline section into equal sectors, an in-line ultrasonic density meter is coaxially installed behind the pump, while the device contains a pump flow regulator, and a flow ultrasonic density meter is coaxially connected to the outlet pipe with the ability to transmit information from the density meters to the pump flow regulator.

Устройство поясняется следующими фигурами:The device is illustrated by the following figures:

фиг. 1 - общая схема устройства;fig. 1 is a general diagram of the device;

фиг. 2 - пространственная конструкция устройства, где:fig. 2 - spatial structure of the device, where:

1 - центральный резервуар;1 - central reservoir;

2 - впускной патрубок;2 - inlet pipe;

3 - выпускной патрубок;3 - outlet pipe;

4 - отклоняющий гидродинамический профиль;4 - deflecting hydrodynamic profile;

5 - цилиндрический гидродинамический профиль;5 - cylindrical hydrodynamic profile;

6 - ультразвуковой поточный плотномер;6 - ultrasonic flow density meter;

7 - патрубок для сгущенной смеси;7 - a branch pipe for a thickened mixture;

8 - перистальтический насос;8 - peristaltic pump;

9 - ультразвуковой поточный плотномер;9 - ultrasonic flow density meter;

10 - регулятор подачи насоса;10 - pump flow regulator;

Устройство состоит из центрального резервуара 1 (фиг. 1 и 2), который выполнен в форме уплощенного многогранника с плоскими гранями. К вертикальным граням с противоположных сторон центрального резервуара 1 присоединены соосно впускной патрубок 2 и выпускной патрубок 3, расположенные вдоль одной направляющей линии, между которыми на некотором расстоянии от впускного патрубка расположены гидродинамические профили, образующие между собой селективный проточный канал.The device consists of a central reservoir 1 (Fig. 1 and 2), which is made in the form of a flattened polyhedron with flat edges. An inlet 2 and an outlet 3 are coaxially attached to the vertical faces on opposite sides of the central reservoir 1, located along one guide line, between which, at a certain distance from the inlet, hydrodynamic profiles are located, forming a selective flow channel between them.

К верхней горизонтальной грани на расстоянии не менее 80 мм от вертикальной грани со впускным патрубком присоединен отклоняющий гидродинамический профиль 4, представляющий собой цилиндрическую поверхность с радиусом кривизны 1000 мм, которая обращена вогнутостью вверх. Нижняя точка гидродинамического профиля расположена ниже впускного патрубка 3 не менее чем на 50 мм. За отклоняющим гидродинамическим профилем 4 ближе к выпускному патрубку расположен цилиндрический гидродинамический профиль 5, который выполнен в форме правильного цилиндра с круглым основанием. Осевая линия цилиндра расположена ниже нижней точки отклоняющего гидродинамического профиля 4 не менее чем на 50 мм, и отстоит правее точки пересечения отклоняющего гидродинамического профиля с верхней гранью не менее чем на 700 мм. Радиус цилиндрического гидродинамического профиля равен не менее 500 мм. Поверхности отклоняющего гидродинамического профиля 4 и цилиндрического гидродинамического профиля 5 покрыты износостойким полимером. На выпускном патрубке 3 соосно присоединен поточный ультразвуковой плотномер 6. В нижней части резервуара к вертикальной грани присоединен патрубок для сгущенной смеси 7 параллельно впускному патрубку 2. К патрубку для сгущенной смеси 7 соосно присоединен перистальтический насос-смеситель 8, который содержит внешнюю трубу-оболочку, в которой расположена рабочая камера-канал, возбуждаемая генератором бегущего поля и выполненная из магнитоактивного эластомера. На внутренней поверхности рабочей камеры-канала выполнены не менее 3-х шнеков, вершины которых разделяют просвет сечения трубопровода на равные секторы. Производительность перистальтического насоса-смесителя 8 задается регулятором подачи 10, за насосом соосно установлен поточный ультразвуковой плотномер 9.A deflecting hydrodynamic profile 4 is attached to the upper horizontal face at a distance of at least 80 mm from the vertical face with the inlet pipe, which is a cylindrical surface with a radius of curvature of 1000 mm, which is concave upward. The lower point of the hydrodynamic profile is located below the inlet nozzle 3 by at least 50 mm. Behind the deflecting hydrodynamic profile 4, closer to the outlet, there is a cylindrical hydrodynamic profile 5, which is made in the form of a regular cylinder with a round base. The axial line of the cylinder is located below the lower point of the deflecting hydrodynamic profile 4 by at least 50 mm, and is at least 700 mm to the right of the point of intersection of the deflecting hydrodynamic profile with the upper face. The radius of the cylindrical hydrodynamic profile is at least 500 mm. The surfaces of the deflecting hydrodynamic profile 4 and the cylindrical hydrodynamic profile 5 are coated with a wear-resistant polymer. At the outlet 3, a flow ultrasonic density meter 6 is coaxially connected. At the bottom of the tank, a condensed mixture 7 is connected to the vertical edge parallel to the inlet 2. A peristaltic mixer pump 8 is coaxially connected to the thickened mixture 7, which contains an outer shell pipe, in which there is a working chamber-channel, excited by a traveling field generator and made of a magnetoactive elastomer. On the inner surface of the working chamber-channel, at least 3 screws are made, the tops of which divide the lumen of the pipeline section into equal sectors. The performance of the peristaltic mixer pump 8 is set by the feed regulator 10; behind the pump, an in-line ultrasonic density meter 9 is installed coaxially.

Устройство работает следующим образом. Исходная пульпа, попадая в резервуар 1 (фиг. 1 и 2) через впускной патрубок 2 на своем пути сталкивается с гидродинамическим профилем 4. Твердые частицы при столкновении с поверхностью гидродинамического профиля 4 замедляют свое движении и отклоняются вниз, оседая на дно резервуара 1. Часть более мелких частиц может быть захвачена потоком и столкнуться с гидродинамическим профилем 5, который также снижает скорость движения твердых частиц, вынуждая их оседать на дно резервуара. Поток образовавшейся осветленной воды направляется к выпускному патрубку 3. Поточный плотномер 6 замеряет плотность осветленной воды и передает сведения на регулятор подачи перистальтического насоса 10. Если в осветленную воду начинает попадать много твердых частиц, значит, перистальтический насос не справляется с потоком сгущенной пульпы и она, скапливаясь в резервуаре, начинает вымываться в выпускной патрубок 3. В этом случае регулятор подачи 10 повышает подачу перистальтического насоса, что приведет к снижению уровня сгущенной пульпы в резервуаре и снижению концентрации твердых частиц в осветленной воде. Поточный плотномер 9 замеряет концентрацию твердых частиц в закладочной смеси. При снижении концентрации закладочной смеси поточный регулятор 9 передает данные на регулятор подачи перистальтического насоса 10, который снижает подачу перистальтического насоса, что приводит к повышению концентрации закладочной смеси.The device works as follows. The original slurry, getting into the reservoir 1 (Fig. 1 and 2) through the inlet pipe 2 on its way collides with the hydrodynamic profile 4. Solid particles upon collision with the surface of the hydrodynamic profile 4 slow down their motion and deflect downward, settling to the bottom of the reservoir 1. Part smaller particles can be captured by the flow and collide with the hydrodynamic profile 5, which also reduces the speed of movement of solids, forcing them to settle to the bottom of the tank. The flow of the resulting clarified water is directed to the outlet 3. The flow density meter 6 measures the density of the clarified water and transmits information to the flow regulator of the peristaltic pump 10. If a lot of solid particles begin to enter the clarified water, it means that the peristaltic pump cannot cope with the flow of thickened pulp and it, accumulating in the tank, it starts to wash out into the outlet 3. In this case, the feed regulator 10 increases the flow of the peristaltic pump, which will lead to a decrease in the level of thickened slurry in the tank and a decrease in the concentration of solid particles in the clarified water. The flow density meter 9 measures the concentration of solid particles in the filling mixture. When the concentration of the filling mixture decreases, the flow regulator 9 transmits data to the flow regulator of the peristaltic pump 10, which reduces the flow of the peristaltic pump, which leads to an increase in the concentration of the filling mixture.

Основными преимуществами устройства для формирования закладочной смеси, описываемого выше, является следующие:The main advantages of the device for forming a backfill mixture described above are the following:

- по причине наличия встроенного патрубка для отбора сгущенной закладочной смеси, на котором установлен перистальтический насос, рабочая камера-канал выполнена из магнитоактивного эластомера, что позволяет перемещать гидравлические смеси с большей плотностью, а также- due to the presence of a built-in branch pipe for the selection of a thickened filling mixture, on which a peristaltic pump is installed, the working chamber-channel is made of a magnetoactive elastomer, which makes it possible to move hydraulic mixtures with a higher density, as well as

- представляется возможным сократить габариты и конструкционную сложность устройства, тем самым добиваясь возможности работы в стесненных условиях.- it seems possible to reduce the dimensions and structural complexity of the device, thereby achieving the possibility of working in cramped conditions.

Claims (1)

Устройство для формирования закладочной смеси, содержащее разделительное оборудование, которое в свою очередь содержит впускной и выпускной патрубки, которые расположены вдоль одной направляющей линии, между которыми на некотором расстоянии от впускного патрубка расположены гидродинамические профили, образующие между собой селективный проточный канал, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено встроенным патрубком сгущенной закладочной смеси, на котором установлен перистальтический насос, содержащий трубу-оболочку, в которой размещена рабочая камера-канал, выполненная из магнитоактивного эластомера, на внутренней поверхности которой выполнены не менее 3-х шнеков, вершины которых разделяют просвет сечения трубопровода на равные секторы, за насосом соосно установлен поточный ультразвуковой плотномер, при этом устройство содержит регулятор подачи насоса, а на выпускном патрубке соосно присоединен поточный ультразвуковой плотномер с возможностью передачи сведений от плотномеров на регулятор подачи насоса.A device for forming a backfill mixture containing a separation equipment, which, in turn, contains inlet and outlet nozzles, which are located along one guide line, between which, at a certain distance from the inlet nozzle, hydrodynamic profiles are located, forming a selective flow channel, characterized in that the device is additionally equipped with a built-in branch pipe of the thickened filling mixture, on which a peristaltic pump is installed, containing a tube-shell, in which a working chamber-channel is located, made of a magnetoactive elastomer, on the inner surface of which at least 3 screws are made, the tops of which divide the lumen of the section of the pipeline into equal sectors, behind the pump, an in-line ultrasonic density meter is installed coaxially, while the device contains a pump feed regulator, and an in-line ultrasonic density meter is coaxially connected to the outlet nozzle with the ability to transmit information from the density meter c to the pump flow regulator.

Images