178423. lajstromszámú szabadalom • Berendezés koptató és nem koptató kétfolyékony közeg szabályozott arány szerinti keverésére és szivattyúzására
3 178423 4 Az 1. ábra elvi elrendezést szemléltet egyszeres működésű dugattyús szivattyúval. A 2. ábra ugyancsak elvi elrendezést szemléltet kettős működési dugattyús szivattyúval. Az A közeg tárolására a 10 tartály, a B közeg tárolására a 20 tartály szolgál. A 10 tartályból indul ki a 11 hozzáfolyó vezeték, ezen van a 12 szívószelep, ezután következik a 13 kétfelé ágazó vezeték, melynek egyik ágára a 14 nyomószelep, majd a 15 nyomóvezeték van kötve, a másik ága a 16 szívó-nyomó vezetékkel folytatódik. A 16 szívó-nyomó vezeték függőleges elrendezésű és űrtartalma arányos a 31 dugattyús szivattyú lökettérfogatával. Ez az arány az A közeg és a B közeg keverési arányából számítható. A 31 dugattyús szivattyúnak 32 dugattyúja van. A 16 szívó-nyomó vezeték felső vége a 31 dugattyús szivattyú hengerébe torkollik. A 20 tartályból indul ki a 21 hozzáfolyó vezeték, amelyen a 27 fojtószerelvény van elrendezve. Ez teljesen le nem zárható. Legkisebb nyitása 10%-a legnagyobb nyitásának. A 21 hozzáfolyó vezeték 27 fojtószerelvény utáni részén van elrendezve a 22 szívószelep, mely a 31dugattyús szivattyú hengerébe torkollik. A 22 szívószelep szelepterhelése nagyobb mint a 12 szívószelep szelepterhelése. A különbség lehet pl. 0,2 kg/cm2. A nyomáskülönbségre való beállítás történhet eltérő súlyú szeleptányérral, eltérő nyomóerőt kifejtő szeleprugóval, eltérő átmérőjű szelepgömbbel stb. Megtervezésénél figyelembe veendő a két közeg fajsúlyának különbsége is. » Kettős működésű dugattyús szivattyú esetén a berendezésnek két-két párhuzamosan kapcsolt 12a és 12b szívószelepe, 13a és 13b kétfelé ágazó vezetéke, 14a és 14b nyomószelepe, 16a és 16b szívó-nyomó vezetéke és 22a és 22b szívószelepe van. A 27 fojtószerelvényt az 1. ábra szerinti elrendezésen — példaként — a 10 tartályon elrendezett 18 érzékelőről és a 20 tartályon elrendezett 28 érzékelőről vett jel alapján működő 41 szabályozási kör, a 2. ábra szerinti elrendezésen — példaként — a 15 nyomóvezetéken elrendezett 38 érzékelőről vett jel alapján működő 42 szabályozási kör működteti. A berendezés kettős működésű 31 dugattyús szivattyúval a következőképpen működik : amikor üzem közben a 32 dugattyú a bal szélső helyzetbe ér, az annak bal oldalán levő holttérben, a jobb oldalán levő teljes hengertérben, valamint a 16a szívó-nyomó vezetékben nem koptató B közeg van, a 16b szívó-nyomó vezeték alsó részében — annak kb. 40%-áig — koptató A közeg, felső részén nem koptató B közeg van. E pillanatban minden szívó- és nyomószelep zárva van. Amikor a 32 dugattyú jobb felé indul, nyit a 22a szívószelep és a 14b nyomószelep. A 22a szívószelepen át B közeg áramlik a hengertérbe, majd nyit a 12a szívószelep is, azon át A közeg áramlik a 16a szívó-nyomó vezeték alsó felébe a hengertér felé szorítva a benne levő B közeg egy részét, ezután zár a 12a szívószelep, több A közeg nem áramlik a 16a szívó-nyomó vezetékbe, de a 22a szívószelepen át tovább áramlik a hengertérbe a B közeg egészen a löket végéig, amikor zár a 22a szívószelep és a 14b nyomószelep. Ezután a 32 dugattyú bal felé indul, és az előbbi folyamat megismétlődik, de most a másik oldalon, vagyis a 12b, 22b szívószelepekkel, a 14a nyomószeleppel és a 16b szívó-nyomó vezetékkel. Végeredményben a 16a és 16b szívó-nyomó vezeték alsó részéből minden löket alkalmával kiürül az A közeg, s vele együtt a B közeg arányos része, így koptató A közeg nem kerülhet a hengerbe. Példa 50 000 t/év timföldtermelésre alkalmas feltárósor normális betáplálása 24 m3/h átlagosan 550 g/l szilárdanyag tartalmú zagy (A közeg) és 36 m3/h kb. 210 g/l NazO koncentrációjú lúg (B közeg). A betáplálási nyomás 80 kg/cm2. Ezt a feladatot a találmány szerinti berendezéssel oldjuk meg. A kéthengeres kettős működésű 31 dugattyús szivattyú hengerátmérője 185 mm, lökete 400 mm, forgattyútengelyének normál fordulatszáma 25/perc. A 12a és 12b szívószelepek szelepterhelése 0,5 kp/cm2-rel nagyobb, mint a 22a és a 22b szívószelepek szelepterhelése. A 27 fojtószerelvény NÁ 100 méretű ferdüléses szabályozó armatúra 060 mm méretű üléskeresztmetszettel, lineáris jelleggörbéjű fojtókúppal, melynek legnagyobb átmérője 57 mm. A 27 fojtószerelvény áteresztő képessége normál terhelésnél 36 m3/h, teljes nyitásnál 50 m3/h, maximális zárásnál 5 m3/h. A 31 dugattyús szivattyú 25/perc fordulatszám mellett 60 mB/h folyadékot szállít. A B közegből beszívott 36 m3/h mellett az A közegből 24 m3/h anyagot továbbít. A dugattyús szivattyú maximális fordulatszáma 29/perc, mely esetben a szállított összfolyadék térfogatsebessége 70 m3/h. A 27 fojtószerelvény változatlan fojtása mellett így 36 m3/h B közeget enged át, amelyhez 34 m3/h A közeg keveredik a berendezésben. Ha a 27 fojtószerelvényt 29/perc fordulatszám mellett teljesen nyitjuk, azon 50 m3/h B közeg áramlik át, amihez 20 m3/h A közeg keveredik. A 27 fojtószerelvény teljes zárása esetén 29/perc fordulatszám mellett 5 m3/h B közeghez 65 m3/h A közeg keveredik. Mivel a dugattyúhenger lökettérfogata kb. 10 dm3, a 16 szívó-nyomó vezeték térfogatát ezzel egyenlőnek választjuk és 015Ox x 600 méretű függőleges csővel valósítjuk meg. A normális arány szerinti üzemterhelésnél az A közeg a szívólöket végén a 16 szívó-nyomó vezetékben kb. 240 mm-re emelkedik, és a 16 szívó-nyomó vezeték felső 360 mm-es szakaszát csak a B közeg, azaz tiszta lúg tölti ki. A nyomólöket befejezésekor az A közeg teljesen elhagyja a 16 szívó-nyomóvezetéket, így az semmiképpen se kerülhet a 31 szivattyú hengerébe. Előfordulhat olyan technológia, ahol az A közeg aránya 90%. Ilyenkor választjuk a 16 szívó-nyomó vezeték térfogatát a szivattyúhenger lökettérfogatának 2,5-szeresére. Ezzel biztosítható, hogy az A közeg szintje a 16 szívó-nyomó vezetékben a szívólöket végén se emelkedjék túl a magasság 40%-án. A találmány előnyös hatása abban foglalható össze, hogy viszonylag igényes technológiai feladatot (arányszabályozás) egyetlen olyan berendezéssel old meg, amelyik a gép számára is kedvező üzemviszonyokat teremtve nagy üzembiztonságot (hosszú ciklusidőt) nyújt. Szabadalmi igénypontok 1. Berendezés két folyékony közeg — egy szilárd anyag szemcsét tartalmazó koptató A közeg és egy nem koptató B közeg — szabályozott arány szerinti keverésére és szivattyúzására egy- vagy többhengeres dugattyús szivattyúval azzal jellemezve, hogy A közeg tartálya (10), 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
