189194. lajstromszámú szabadalom • Mammutszivattyú különösen szemcsés anyagok szilárdanyag emelésére
1 189 194 2 Ismeretes, hogy a kezdetben csak folyadék emelésére használt mammutszivattyút nagymértékű elterjedése során szemcsés szilárd anyagot (homokot, kavicsot), tartalmazó zagy emelésére is alkalmazzák. A mámmutszivattyú működése azon alapszik, hogy a folyadékba (zagyba), bemerített csőbe a folyadék nívó alatt sűrített gázt, általában levegőt nyomnak be. A sűrített gáz a folyadékkal keveredve annak fajsúlyát jelentős mértékben lecsökkenti, s ez a könnyebb fajsúlyú folyadék - a bemerített csőben - a felszín fölé emelkedik, ahol további műveletek (a szilárd anyagnak a zagyból való kiválasztása stb.) alá esik. A mammutszivattyú szerkezete ennek megfelelően: a kitermelendő közeg beáramlását biztosító rövidebb csőből - a továbbiakban szívócsőből - az e fölött a szívócsőben felfelé áramló folyadékba a sűrített gázt bebocsátó gázszállító vezetékből, és a folyadékot (zagyot) a felszín fölé továbbszállító hosszabb, általában összetett csőből - a továbbiakban nyomócsőből - áll. Ha szilárd anyag kitermeléséről van szó, akkor annak lazítására vagy aprítására a mammutszivattyúnak általában a szívócső alján megfelelő mechanikus szerkezete - jövesztőfeje - is van, amit a felszínről a nyomócsővel párhuzamosan elhelyezett működtető elem üzemeltet. A mammutszivattyúnak lényeges szerkezeti részét képezi a sűrített gáznak a folyadékba való bevezetése. A korábbi, általánosan elterjedt megoldás értelmében a sűrített gázt a szivattyúfejben a szívócső és nyomócső csatlakozási környezetében, azokat körülvevő nyomókamrába vezették, ahonnan viszonylag szűk nyílásokon, réseken át nyomták tovább a felfelé áramló folyadékba. Ennek a megoldásnak főleg a zagyba való bevezetés esetén mutatkoztak meg a hátrányai. Nevezetesen a szűk nyílásokon a sűrített gáz megnövelt sebességgel, a szívó-, illetve nyomócső tengelyére merőlegesen, vagy közel merőlegesen áramlott be a folyadékzagyba, ennek áramlását lefékezte, sőt a zagyban levő szilárd anyagra hatva, azokat gyakran összetömörítette, ami az áramlási keresztszelvényt is hosszabb-rövidebb ideig leszűkítette, sőt egyes esetekben el is tömte. Ezt az eltömődést sokszor csak a csőszakasz kiszerelésével lehetett megszüntetni. Ily módon a mammutszivattyú hatásfoka sem lehetett megfelelő, üzeme pedig megbízható. Ezen kívánt segíteni a 177 189. sz. magyar szabadalmi leírásban ismertetett megoldás, amely a sűrített gázt a nyomókamrából nem a réseken, hanem a szívócső végénél közel a folyadék áramlási irányában alkalmazott gyűrűs nyíláson át juttatta a folyadékba. A megoldás valóban segített az ellenállásjavítása tekintetében, azonban még mindig megmaradt az a hátránya, hogy a sűrített gáz a gyűrűs nyílásokon át szükségszerűen leszűkített keresztmetszeten megnövelt sebességgel áramlott a folyadékba, amivel ott turbulenciát, áramlási zavart okozott és nehezítette a folyadékban levő szilárdanyag felfelé irányuló szállítását. E hátrányokat kívánja a jelen találmány kiküszöbölni és olyan mammutszivattyút szolgáltatni, amelyben a sűrített gáz bevezetése a folyadék felfelé áramlásában nem okoz zavart. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a bejuttatott sűrített gáz akkor fog a legjobban és az áramlást legkevésbé zavarva a folyadékba belekeveredni, ha lehető kis sebességgel és lehető nagy felületen érintkezve nyomul a folyadékba. Ennek megfelelően a találmány szerinti mammutszivattyú lényege, hogy a szivattyúfejben a gázszállító vezeték bevezető cső végződéseihez csatlakozóan a szívó- és nyomócső között elrendezett, ezek szelvényénél nagyobb szelvényű keverőkamrája van. Ez a keverőkamra, nyomókamra nélküli egyetlen térséget képez; benne a burkoló térrészt a sűrített gáz tölti ki, míg a szívó és nyomócsövet összekötő - általában hengeres - központi térrészben áramlik felfelé a folyadék. A két térrész között elválasztó fal nincsen, tehát a sűrített gáz a folyadékkal az általa kitöltött hengeres térrész egész palástján érintkezik. Avégből, hogy a beáramló sűrített gáz sebességcsökkenéséhez szükséges út hosszabb legyen, célszerű, ha a bevezető gázvezető csővégződések tengelye a szívó- és nyomócső tengelyéhez képest kitérő irányú. A beáramló sűrített gáz sebességcsökkenését segíti elő, ha a bevezető csővégződések folytatásaképpen a keverőkamrában táguló áramlási teret képező terelőelemek pl. terelőlapátok, tölcsérfalak vannak elrendezve. A középső hengeres térségben levő folyadékhoz való gázáramlás egyenletességét szolgálják a szívó- és nyomócső összekötő központi térsége körül elhelyezhető - pl. íves - vezetőlapátok. A szívó és a nyomócsövet összekötő központi térrészhez érintőlegesen vagy közel érintőlegesen irányított sűrített gáz hatására a folyadékhengerben forgómozgás és így kismértékű centrifugális erő keletkezik. Az egyébként kisodródó szilárd szemcsék zagyban való megtartása érdekében célszerű, ha a keverőkamrának a szívó- és nyomócsöves összekötő központi térsége körül rácsozat van elrendezve. Végül, mivel a keverőkamra palástja mentén a beáramlott sűrített gáz fokozatosan belekeveredik a középen levő folyadékba, s így mennyisége fogy, a találmány szerinti szerkezet egyik kiviteli alakjában a keverőkamra palástja a gázbevezető cső torkolatától az általa megszabott forgómozgás irányában a tengelyhez közelítő vonalvezetésben van kiképezve. A következőkben találmányunkat a szerkezet néhány példaképpeni kiviteli alakjával kapcsolatosan a mellékelt rajzokra való hivatkozással is megmagyarázzuk. A rajzok közül: az 1. ábra a mammutszivattyú általános elrendezésének vázlata, a 2. ábra a szivattyúfej féloldali nézete, illetve féloldali hosszmetszete a rnammutszivatytyú egyik kiviteli alakjában, a 3. ábra ugyanennek keresztmetszete, a 4. ábra a szivattyúfej féloldali nézete, ill. féloldali hosszmetszete a mammutszivattyú egy másik kiviteli alakjában, az 5. ábra ugyanennek keresztmetszete, a 6. ábra a szivattyúfej féloldali nézete, illetve féloldali hosszmetszete a mammutszivattyú egy harmadik kiviteli alakjában, a 7. ábra ugyanennek keresztmetszete, a 8. ábra a 5 10 15 20 25 30 \ 35 40 45 50 55 60 65 2
