177189. lajstromszámú szabadalom • Nyomókamrás mammutszivattyú és nyomócső mammutszivattyúhoz
Az áramló közeg sebességnövekedéséhez szükséges gyorsulási munkaigény, valamint a nagyobb sebességekhez tartozó növekedő súrlódás jelentős energiaveszteséget okoz. Ezek az energiaveszteségek a folyadékfelszíntől lefelé számított 10—15 m-es szakaszon a legnagyobbak, ezért az általában használatos mammutszivattyúk használata csak ennél mélyebbről történő emelés esetén gazdaságos. A szemcsés szilárdanyagok (homok, kavics stb.) kitermelésénél ez minimálisan 10—15 m-es feküszintet feltételez. A jelen találmány célja, hogy ezeket a hátrányokat kiküszöbölve olyan nyomókamrás mammutszivattyút és hozzá olyan nyomócsövet szolgáltasson, amely lényegesen gazdaságosabb folyadék- vagy szilárdanyag-emelést tegyen lehetővé. A nyomókamra és a mammutcső kedvezőtlen kapcsolatából származó hátrányt a találmány szerinti megoldás azáltal küszöböli ki, hogy a mammutcsőbe történő gázbefúvás helyénél a perforációs bevezetés helyett gyűrűs gázbefúvó nyílást alkalmaz, amelynek kedvező hatását még növeli a nyomókamrába csatlakoztatott gázbevezető cső célszerűen választott irányszögével is. A találmány szerinti megoldásnál ezért a sűrített gáz a mammutcsőben a folyadék vagy folyadék-szilárdanyag keverék áramlásával közel azonos irányban és keringő mozgással keveredik, ami a perforációk okozta veszteségek elkerülése mellett a keverékáramlás lehető legkisebb veszteségét eredményezi. Itt jegyezzük meg azt, hogy a szívócső és a nyomócső kialakítása a találmány értelmében a körkeresztmetszetű csőidomtól eltérő más zártszelvényű idom is lehet, pl. csonkakúp. csővel kombinált csonkakúp, ellipszis keresztmetszetű idom stb. Mindezeknek megfelelően a találmány szerinti mammutszivattyú lényege, hogy nyomókamrája a nyomócsőhöz gyűrűs nyílással van illesztve, s emellett különösen előnyös, ha az egy vagy több gázbevezető csövének tengelye a szívócső tengelyére — célszerűen ferde — kitérő egyenesként van elrendezve. A találmány egy célszerű kiviteli alakjában gyűrűs nyílása visszacsapó szelepként kiképzett szabályozó-, illetve záróelemmel van ellátva. Ez a sok esetben dugattyús kompresszorral sűrített levegő egyenletesebb áramlását segíti elő azzal, hogy a gyűrűs nyílás átáramlási keresztmetszetét önműködően szabályozza : nagyobb levegőnyomás esetén növeli a keresztmetszetet, kisebb nyomás esetén csökkenti ; abban az esetben pedig, ha áramszünet következtében, vagy pedig más okból üzemszünet áll be, a gyűrűs nyílást teljesen el is zárja, s ezzel megakadályozza azt, hogy a már megbolygatott haszonanyagnak a szünetben is történő utáncsúszásából szilárd anyag a nyomókamrába kerüljön. Célszerű — főleg anyagtakarékosság, ezzel kapcsolatos súlycsökkentés és gazdaságos előállítás szempontjából — az is, hogy a nyomókamra belső fala a szívócső falával közös elemként legyen kiképezve. Szerkezeti célszerűségből előnyös az is, ha a kopásnak leginkább kitett részek — főleg a nyomókamra belső és/vagy külső fala több részből, cserélhető elemként van kialakítva. Avégből pedig, hogy a kopás minél később következzék be, célszerű, ha a szívó- és nyomócső belső falfelülete a gyűrűs nyílás környezetében kopásálló béléssel van ellátva. 'A találmány szerinti nyomócső lényege, hogy legmélyebb szintjétől felfelé haladva egészben vagy részben a nyomócsőben áramló — két- vagy háromfázisú — közeg térfogatváltozásához igazodó bővülő keresztmetszettel van kialakítva. Ebből következőleg a közeg áramlási sebessége is közel egyenletes lesz és így a gyorsulásból és súrlódásból eredő energiaveszteségek minimálisra csökkennek. Az igazodás kifejezéssel lazább összefüggéseket kívánunk meghatározni : ugyanis nem feltétlenül fontos a térfogatváltozással arányos keresztmetszet-változást pontosan megkövetelnünk, a gyártástechnológia követelményei az ettől való bizonyos mértékű eltérést indokolhatják. A bővítés egyébként is elsősorban a felső 10—15 m-es szakaszon szükséges. A találmány szerinti megoldás legideálisabb formája kétségtelenül az, ha a nyomócső bővülése az áramló közeg térfogatváltozásának megfelelően végig folytonos, a gyakorlat számára kielégítő megoldást jelent azonban a nyomócső bővítésének szakaszos kialakítása is. Ez a szakaszos bővítés lehet: szakaszokon belül állandó keresztmetszetű (célszerűen körkeresztmetszetű) csőszakaszokból vagy állandó keresztmetszetű és egyenletesen változó keresztmetszetű (célszerűen csonkakúp) csőszakaszok kombinációjából is kialakítva — de lényegében a bővülés mértékének követnie kell az áramló két- vagy háromfázisú közeg térfogatváltozásához tartozó — a közel egyenletes áramlási sebességet biztosító — keresztmetszetváltozás törvényszerűségét. A következőkben találmányunkat annak néhány példaképpeni kiviteli alakján, a mellékelt rajzokkal kapcsolatosan magyarázzuk meg részletesebben. Az ábrák közül az 1. ábra a találmány szerinti mammutszivattyú egy példaképpeni kiviteli alakjának általános elrendezési vázlata, a 2. ábra a nyomókamra környezetének a találmány szerinti egyik kiviteli alakja fél nézet—fél metszetben, a 3. ábra ugyanennek a 2. ábrán A-val jelölt metszete, a nyomókamra külső felének részbeni eltávolításával, a 4. ábra a nyomókamra környezetének a találmány szerinti egy másik példaképpeni kiviteli alakja fél nézet- fél metszetben, az 5. ábra a nyomókamra környezetének a találmány szerinti egy harmadik példaképpeni kiviteli alakja hosszmetszetben, a 6. ábra a találmány szerinti nyomócső egy példaképpeni kialakításának, a 7. ábra a találmány szerinti nyomócső egy másik példaképpeni kialakításának, a 8. ábra a találmány szerinti nyomócső egy harmadik példaképpeni kialakításának“ félszelvényben ábrázolt hosszmetszeti vázlatos rajza. Az 1. ábrán oldalnézetben bemutatott mammutszivatytyú az 1 úszóműre van építve. Az úszóműre szerelt állványra van felfüggesztve a víz felszíne alá nyúló 7 nyomócső, amelyhez a 4 nyomókamra az 5 szívócső és a 6 mechanikus jövesztő berendezés kapcsolódik. Ugyancsak az 1 úszóműről nyúlik le a 2 gázvezető cső. amely a 3 gázbevezető csővel a 4 nyomókamrához csatlakozik, valamint a 6 mechanikus jövesztő berendezés 10 működtető tengelye. (Itt jegyezzük meg, hogy a jövesztő berendezés természetesen nemcsak mechanikus, hanem más rendszerű és működtetésű, pl. hidraulikus is lehet.) A 7 nyomócső a víz felszíne felett a 8 csuklós könyökcsőben, majd a 9 zagyleadó csőben folytatódik. A berendezés működése a következő : a 2 gázvezető és a 3 gázbevezető csövön keresztül sűrített levegőt nyomunk a 4 nyomókamrába, ahonnan a levegőbe az 5 szívócső felett a 7 nyomócsőbe áramlik. A sűrített levegő a nyomócsőben keveredik a bányatónak a nyomócsövet a folyadékfelszín magasságáig kitöltő vizével és mivel ennek a víz-levegő keveréknek a fajsúlya kisebb, mint a nyomócsövet körülvevő víz fajsúlya, a nyomócsőben megindul a kétfázisú víz-leve-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
