一种高压管路减压方法技术

本发明专利技术公开一种高压管路减压方法，涉及充填采矿领域。料浆进入箱体上端圆锥管后形成高速喷流，推动转盘旋转使转轴产生轴功率，最终利用阻尼器消耗掉料浆的势能以达到减压的目的。本方法减压效果好、实施简单、成本低，可依工程需要确定安装位置，保证管路压力合理；减压方法适应性强，对管路内料浆满管状态无要求，可是满管料浆、也可以是非满管料浆，均不影响减压效果；且管路始终处于竖直状态，避免料浆堆积固化阻塞管路。浆堆积固化阻塞管路。浆堆积固化阻塞管路。

【技术实现步骤摘要】
一种高压管路减压方法


[0001]本专利技术涉及充填采矿领域，尤其涉及一种高压管路减压方法。

技术介绍

[0002]现代工业的发展离不开各类原材料，采矿是获取原材料的一种最为直接的方式。在开采挖掘完毕之后为了防止矿洞的坍塌造成环境破坏、财产安全和生命安全的损失往往都是将矿洞进行填充以防止此类事件的发生。在深井回填时利用管道或其它通道向下进行矿山充填料浆输送的过程中，高差越来越大，流体的速度也会越来越大，而管道阻力较小，过大的高差将造成管道输送压力过大，从而对管道输送系统的安全性、管道磨损、运营成本等造成不利影响。
[0003]目前对充填管路的减压多使用减压池、变径管输送、折返管输送、螺旋管增阻调压结构等减压方法，但是这些减压方法需要较多的基础条件，管路冗长复杂、成本较高、设备的维护量较大。

技术实现思路

[0004]鉴如此，本专利技术提供一种实施简单、成本低的高压管路减压方法，可解决深井采矿回填的技术难题。
[0005]本专利技术包含以下步骤：
[0006]步骤一：启动料浆阀门，将料浆灌注到进口管路，由于重力作用料浆自上向下流动；
[0007]步骤二：将箱体上端圆锥管与进口管路下端连接，料浆流经上箱体上端圆锥管后以速度v喷出；
[0008]步骤三：将转盘的碗安装到箱体上端圆锥管下面，接受料浆的撞击并沿转轴旋转中心转动；
[0009]步骤四：将阻尼器与转轴固定连接，阻尼器转速始终与转轴转速保持一致，转轴转速逐渐增加直至达到阻尼器额定转速n并保持不变，阻尼器消耗转轴产生的轴功率；
[0010]步骤五：将转盘安装到箱体内部，料浆做功后以极低的速度v2流出碗飞溅到箱体的壁面，在重力作用下向下流动，通过箱体下端倒圆锥结构重新流回出口管路。
[0011]在上述高压管路减压方法中，所述料浆喷射速度v确定方法如下：箱体上端圆锥管出口为大气压，此处料浆的压力势能全部转化为喷射动能，料浆的喷射速度v公式如下：
[0012][0013]式中：v为料浆的喷射速度，单位m/s；
[0014]P为箱体上端圆锥管入口压力，单位Pa；
[0015]ρ为料浆密度，单位kg/m3；
[0016]为箱体上端圆锥管损失系数，通常在0.02至0.1之间。
[0017]在上述高压管路减压方法中，所述碗接受料浆高速撞击，转轴转速达到转速n时，
碗受力公式如下：
[0018][0019]式中：F为碗所受的力，单位N；
[0020]m为进入碗中料浆的质量，单位kg；
[0021]t为质量m料浆在碗内做功的时间，单位s；
[0022]L2为碗中心线距离转轴中心线的距离，单位m；
[0023]n为阻尼器的额定转速，单位r/min；
[0024]v2为料浆流出碗时的速度，单位m/s。
[0025]在上述高压管路减压方法中，所述阻尼器转速与转轴转速保持一致，当阻尼器达到额定转速n时，阻尼器功率取1.5倍余量公式如下：
[0026]P＝1.5
×
FL2πn/30
[0027]式中：P为阻尼器功率，单位W。
[0028]本专利技术的有益技术效果是：
[0029]1.高压管路减压方法减压效果好，可依工程需要确定装置安装位置，保证充填管路压力合理。
[0030]2.高压管路减压方法适应性强，对管路内料浆满管状态无要求，管路内可是满管料浆、也可以是非满管料浆，均不影响减压效果。
[0031]3.高压管路减压方法省去减压池、变径管输送、折返管输送、螺旋管增阻等复杂结构，不改变充填管路的原始主体结构，仅需切割掉少部分管路即可，实施简单、成本低；且管路始终处于竖直状态，避免料浆堆积固化阻塞管路。
附图说明
[0032]图1为本专利技术方法原理主视图；
[0033]图2为本专利技术方法原理侧视图；
[0034]图3为碗剖视图。
[0035]图中部件标记说明：1
‑
进口管路、2
‑
箱体、3
‑
碗、4
‑
转盘、5
‑
进气口、6
‑
转轴、7
‑
阻尼器。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。
[0037]具体实施方式一：如图1和图2所示，本实施方式提供一种高压管路减压方法，所述方法是通过如下步骤实现的：
[0038]步骤一：启动料浆阀门，将料浆灌注到进口管路1，由于重力作用料浆自上向下流动；
[0039]步骤二：将箱体2上端圆锥管与进口管路1下端连接，料浆流经箱体2上端圆锥管后以速度v喷出；
[0040]步骤三：将转盘4的碗3安装到箱体2上端圆锥管下面，接受料浆的撞击并沿转轴6旋转中心转动；
[0041]步骤四：将阻尼器7与转轴6固定连接，阻尼器7转速始终与转轴6转速保持一致，转轴6转速逐渐增加直至达到阻尼器7额定转速n并保持不变，阻尼器7消耗转轴6产生的轴功率；
[0042]步骤五：将转盘4安装到箱体2内部，料浆做功后以极低的速度v2流出碗3飞溅到箱体2的壁面，在重力作用下向下流动，通过箱体2下端倒圆锥结构重新流回出口管路。
[0043]本实施方式将料浆的重力势能转化旋转动能，即将一种分散的能量转化为一种便于处理的集中能量，再被阻尼器消耗掉，本方法有效的实现高压管路减压作用减压效果好，可依工程需要确定设备安装位置，管路压力降低后利用箱体回收低速料浆，保证充填管路压力合理。
[0044]具体实施方式二：如图1和图2所示，本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤二作进一步限定，本实施方式中，所述箱体2上端圆锥管进口直径与进口管路1直径相等，箱体2上端圆锥管中心线距离转轴6中心线的距离为L1，箱体2顶盖上开设进气口5与大气联通。所述料浆喷射速度v确定方法如下：箱体2上端圆锥管出口为大气压，此处料浆的压力势能全部转化为喷射动能，料浆的喷射速度v公式如下：
[0045][0046]式中：v为料浆的喷射速度，单位m/s；
[0047]P为箱体2上端圆锥管入口压力，单位Pa；
[0048]ρ为料浆密度，单位kg/m3；
[0049]为箱体2上端圆锥管损失系数，通常在0.02至0.1之间。
[0050]本实施方式将料浆的重力势能转化喷射动能，本方法适应性好对料浆满管状态无要求，进口管路1内可以是满管料浆、也可以是非满管料浆，对应喷射料浆可以是连续的，也可以是断续的。
[0051]具体实施方式三：如图1至图3所示，本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤三作进一步限定，本实施方式中，所述碗3为半圆形结构，碗3中央有三角形结构，三角形顶部倒圆角，三角形底部与碗3底光滑过渡，碗3的内外表面具有粗糙度很大的抗磨蚀涂层。N个相同形状的碗3均布在转盘4上，N的数量取19至21个。碗3接受料浆高速撞击，转轴6转速达本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压管路减压方法，其特征包含以下步骤：步骤一：启动料浆阀门，将料浆灌注到进口管路(1)；步骤二：将箱体(2)上端圆锥管与进口管路(1)下端连接，料浆流经箱体(2)上端圆锥管后以速度v喷出；步骤三：将转盘(4)的碗(3)安装到箱体(2)上端圆锥管下面，接受料浆的撞击并沿转轴(6)旋转中心转动；步骤四：将阻尼器(7)与转轴(6)固定连接，阻尼器(7)转速始终与转轴(6)转速保持一致，转轴(6)转速逐渐增加直至达到阻尼器(7)额定转速n并保持不变，阻尼器(7)消耗转轴(6)产生的轴功率；步骤五：将转盘(4)安装到箱体(2)内部，料浆做功后以极低的速度v2流出碗(3)飞溅到箱体(2)的壁面，在重力作用下向下流动，通过箱体(2)下端倒圆锥结构重新流回出口管路。2.根据权利要求1所述的一种高压管路减压方法，其特征是：所述料浆喷射速度v确定方法为：箱体(2)上端圆锥管出口为大气压，此处料浆的压力势能全部转化为喷射动能，料浆的喷射速度v公式如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：高洪军，刘永新，丁军锋，魏显著，郑群，赵越，许彬，郭娜，宫傲，盛杉，董延春，李任飞，
申请(专利权)人：哈尔滨电机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：