книги из ГПНТБ / Упоров, Н. Г. Землесосные снаряды и перекачивающие установки учебник

Правильность устройства всасывающей линии во многом опре­ деляет надежность работы насосного агрегата станции. При ее мон­ таже следует избегать поворотов и колен, диаметр труб должен быть больше диаметра всасывающего патрубка насоса. Для насо­ сов 8НДв труба должна иметь диаметр 350; насоса 10НМ.К.Х2— 400, а для насоса 14НДс — 500 мм. Соединение стыков должно быть герметичным. Общее направление всасывающей трубы должно идти к насосу с подъемом — 1 : 100. Площадь отверстий на защитной сетке должна быть в 3—4 раза больше площади поперечного сече­ ния трубы.

На рис. 94 показаны различные схемы устройства всасывающей линии для на­ сосов.

При наличии на насосной станции не­ скольких насосных агрегатов их всасыва­ ющие трубы монтируют раздельно, а на­ порные могут быть объединены в один коллектор. Однако при этом каждый на­ сос должен быть отделен от этого коллек­ тора задвижкой и обратным клапаном, а сам коллектор — обратным клапаном от напорного водовода. Диаметр груб на­ порного водовода выбирают, исходя из максимально допустимой скорости дви­ жения воды — 2—2,5 м/с.

Из-за высокой стоимости и сложности постройки капитальных насосных стан­ ций в строительной гидромеханизации чаще применяют плавучие насосные уста­ новки. Для уменьшения числа обслужи­ вающего персонала одно- и двухагрегат­ ные плавучие установки объединяют в од­ ну многоагрегатную (до шести агрегатов)

насосную станцию, связанную телефоном с обслуживаемыми уча­ стками работ. Небольшие установки на один-два агрегата, служа­ щие для подпитки оборотных систем водоснабжения, могут обслу­ живаться периодически машинистом основной насосной станции. Пуск и остановка агрегатов производятся автоматически програм­ мным устройством или дистанционно.

§ 45. Землесосные установки

Землесосные установки предназначены для перекачивания пуль­ пы по напорным пульпопроводам. Землесосные установки приме­ няют как головной агрегат при гидромониторном способе разработ­ ки грунта (первая ступень) или в качестве вторых ступеней для пе­ рекачивания пульпы при любом способе работ.

В зависимости от назначения землесосные установки подразде­

152

ляют на забойные установки и перекачивающие станции. Первые применяют для забора пульпы из зумпфа, вторые для создания до­ полнительного напора, когда напора, развиваемого основным грун­ товым насосом, недостаточно для преодоления полного гидравличе­ ского сопротивления гидротранспортной системы. Перекачивающую станцию (одну или несколько) включают последовательно за уста­ новкой первой ступени.

З а б о й н а я у ста но в- к а. Ее конструкция обеспе­ чивает регулирование глу­ бины разрабатываемого зумпфа, очистку устья вса­ сывающей трубы при его засорении, очистку проточ­ ной части грунтового насо­ са от крупных включений, быструю замену деталей проточной части.

Основное оборудование забойной установки должно быть легко доступным для грузоподъемных средств. По мере разработки забоя и удаления его кромки от зумпфа всю забойную уста­ новку передвигают по по­ дошве забоя. В условиях не­ большой высоты разрабаты­ ваемого забоя приходится довольно часто передвигать установку. При разработке глубоких обводненных за­ боев во избежание затопле­ ния оборудования землесос­ ную станцию монтируют на плавучей базе.

Установки, предназна­ ченные для работы в сухих забоях (рис. 95), монтируют на санях или металлических щитах (пэнах) и передви­ гают при помощи гусенич­ ных тракторов.

Грунтовый насос 7 и его электродвигатель 10 смонти­ рованы на металлической раме, входящей в конструк­ цию основания — пэна 16. Всасывающая труба 2 сое­

153

динена шаровым шарниром 4, аналогичным с применяемым на пла­ вучих земснарядах, и тройником 5 с всасывающим патрубком грун­ тового насоса. Для ревизии и очистки всасывающей части рабочего колеса в тройнике предусмотрен быстросъемный люк.

При помощи лебедки 17 и троса, проходящего через подъемный блок стрелы 3, всасывающая труба может подниматься или опу­ скаться, чем регулируют глубину зумпфа 1, а также обеспечивает­ ся возможность очистки приемного отверстия наконечника при за­ сорении его камнями или древесными остатками.

Напорная линия забойной установки состоит из отводного коле­ на, задвижки, обратного клапана 15 и напорной трубы 14, присое­ диняемой к магистральному пульпопроводу. Задвижка служит для плавного запуска установки при незаполненной напорной линии.

Для заполнения корпуса грунтового насоса перед пуском смон­ тирован эжектор 8, вода к которому подается по шлангу из гидро­ мониторной линии. Оттуда же подается вода в сальник, переднюю крышку грунтового насоса и в устройства для охлаждения подшип­

ников.

Для контроля разрежения и напора, развиваемых грунтовым насосом, установлены вакуумметр 6 и манометр 9.

Надстройка 12 з ряде конструкций установок выполнена общей для грунтового насоса, электродвигателя и пускового электрообо­ рудования. Однако это оказалось неудобным при ремонте грунтово­ го насоса. При применении грузоподъемных кранов приходится раз­ бирать часть стены и крыши надстройки. Поэтому надстройку ста­ ли располагать только над электроустройствами. При таком реше­ нии сильная вибрация пэна при работе грунтового насоса нарушала надежшость работы электроустройств, поэтому в ряде последних конструкций электрооборудование (распределительное устройство, пусковая магнитная станция с сопротивлениями или реостат, а так­ же пульт управления лебедкой подъема всасывающей трубы и гид­ ромониторами) вынесено в обособленное помещение. Это помеще­ ние. располагают на расстоянии нескольких метров от установки, что обеспечивает достаточную защиту электрооборудования от виб­ рации и повышает надежность его работы.

Для работы в условиях низких забоев, где требуются частые пе­ редвижки забойной установки, в течение нескольких лет эксплуати­ ровалась забойная установка на гусеничном ходу от торфостилочной машины (рис. 96). Самоходная установка состоит из гусенич­ ного хода, на котором смонтированы оборудование обычной забой­ ной установки и кабина для электрооборудования.

К напорному пульпопроводу и водоводу такая установка присое­ диняется шланговыми или шарнирными соединениями, исключаю­ щими затраты времени на подгонку фасонных частей, что позво­ ляет в несколько раз ускорить передвижку установки. Это дает воз­ можность чаще передвигать установку и, следовательно, значитель­ но уменьшить размер недомыва, особенно при разработке тяжелых трудно транспортируемых по подошве забоя крупнозернистых пе­ сков.

154

Электроснабжение механизма передвижения осуществляется по гибкому кабелю, который при перемещении установки сматывается с катушки, смонтированной на гусеничном ходу.

Одним из недостатков этой установки является сравнительно высокое (свыше 2 м) расположение грунтового насоса над уровнем пульпы в зумпфе.

Рис. 96. Самоходная забойная установка на гусеничном ходу

В затопляемых забоях применяют плавучие плашкоутные забой­ ные установки, оборудование которых смонтировано на цилиндри­ ческих или плоских поплавках. Грузоподъемность поплавков позво­ ляет поднимать установку над водой с минимально необходимым запасом плавучести. Плашкоутные установки применяют также для облегчения передвижки землесосных установок по забою. Недостат­ ком этих установок также является высокое расположение грунто­ вого насоса.

П е р е к а ч и в а ю щ и е с т а н ц и и (рис. 97) устанавливают там, где напор, развиваемый грунтовым насосом забойной установ­ ки или земснаряда, недостаточен для подачи пульпы на дальние расстояния или большую высоту.

Конструктивно перекачивающая станция отличается от забойной установки отсутствием подвижной всасывающей трубы. Пульпа, по­ ступающая от земснаряда или забойной установки по магистраль­ ному пульпопроводу 1, проходит по отводу 14, через обратный кла­ пан 12, отводу 10 и попадает в магистральный пульпопровод 9, од­ новременно заполняя через отвод 2 корпус грунтового насоса 7. Для выпуска воздуха на отводе 2 установлен клапан 13 с отводящим патрубком 4.

155.

магистральном пульпопроводе перед перекачивающей станцией был около 10 м.

Г Л А В А XV.

ФАСОННЫЕ ЧАСТИ И АРМАТУРА ТРУБОПРОВОДОВ

При монтаже магистральных и разводящих трубопроводов при­ ходится изменять их направление, устраивать разветвления, перехо­ ды от одного диаметра трубопровода к другому, а при эксплуата­ ции земснарядов и насосных станций требуется регулировать объ­ емную подачу, переключать поток воды, пульпы с одного трубо­ провода на другой, предотвращать обратный поток, опорожнять тру­ бопровод, выпускать пульпу рассредоточенным потоком, выпускать из трубопроводов воздух. Кроме того, необходимо обеспечивать вос­ приятие температурных деформаций стальных трубопроводов.

Для этих целей служат фасонные части трубопроводов (отводы,

156

тройники, переходы) и арматура (задвижки, обратные клапаны, пе­ реключатели пульпы, компенсаторы, воздухоспускные устройства, выпуски).

§ 46. Фасонные части трубопроводов

О т в о д ы служат для изменения направления трубопроводов. Они могут быть дельными и сварными. В гидромеханизации наи­ большее распространение получили сварные отводы, изготовляемые в полевых условиях из отрезков (секций) труб. Для уменьшения гидравлических потерь отводы должны иметь радиус кривизны, равный 1.5—2 наружным диаметрам трубопровода DH.

Отводы изготовляют с централь­ '8 ным углом 90, 60, 45, 30°; если тре­ буется изменить направление трубо­ провода на меньший угол, приме­ няют небольшие патрубки со скосом кромок. Отвод состоит из секций, имеющих центральный угол 15°; от­ вод 30° состоит из двух секций, 45° — из трех секций и т. д. Наряду с ука­ занными применяют секции с цент­ ральным углом 22°30', тогда отвод 90° состоит из трех секций и двух полусекций. Для изготовления сек­ ции с центральным углом 22°30' делают нестандартный шаблон из картона или листовой стали. На ли­ сте бумаги с помощью транспортира

Рис. 98. Изготовление шаблона для разметки секции отвода:

а— проекция отвода, б — построение высот полусекции,

в— шаблон

строят прямой угол АО В (рис. 98, а). Циркулем из центра О радиу­ сом R, равным 1,5—2 наружным диаметрам трубопровода DH в масштабе 1 : 5 или 1 : 10, проводят ось отвода. После этого радиусом

157

соответственно внешнюю и внутреннюю дуги отвода. Из вершины угла О проводят лучи под углом 11°15'; 33°45'; 56°15'; 78°45'. Места пересечения лучей с дугами соединяют и получают проекцию отво­ да 90°, состоящего из трех секций и двух полусекций. Обозначают размер секции по внешней дуге а, по средней Ь, по внутренней с.

На этом же листе бумаги проводят прямую (рис. 98,6), на ко­ торой наносят точку О и из нее в принятом масштабе строят полу­

окружность радиусом ^ . Из точек пересечения полуокружности

2

с прямой проводят перпендикуляры, на одном из которых отклады­ вают размер — , на другом размер — . Концы этих перпендику-

ляров соединяют прямой. Затем полуокружность делят циркулем на шесть равных частей (раствор циркуля равен , где М — масш­

таб). Из точек деления проводят перпендикуляры до пересечения с наклонной прямой. После этого приступают к построению шаб­ лона. Берут лист картона или листовой стали, длина которого долж­

вают длину окружности отвода, равную яDB. Этот отрезок делят на двенадцать частей — и через эти точки проводят прямые линии,

перпендикулярные к оси шаблона. На средней прямой откладывают

М — масштаб) замеряют длину отрезка 1 от горизонтальной пря­ мой до наклонной прямой, умножают на масштаб и по половине откладывают на прямых шаблона справа и слева ют оси и т. д. По­ сле нанесения всех точек их соединяют плавной кривой и вырезают шаблон.

Шаблон накладывают на отрезок трубы, алюминиевой чертил­ кой на трубе очерчивают секцию отвода и отрезают ее бензорезом. Полусекции отвода получают, разрезая секцию на две равные ча­

сти.

П е р е х о д ы (рис. 99, а) устанавливают для соединения труб меньшего диаметра с трубами большего, или наоборот. Переходы представляют собой усеченные конические патрубки. Длина перехо­ да должна быть не менее 2—2,5 Ди, где DH— наружный диаметр трубопровода с большим диаметром.

Переходы изготовляют из отрезков трубы большего диаметра путем равномерной вырезки шести клиньев с последующей подбив­ кой и сваркой стенок перехода. Длина клина равна 2—2,5 DK, а ос­

нование .[~D" ~ d»] | где — диаметр трубы с меньшим диаметром.

6

В заводских условиях переходы вальцуют.

Т р о й н и к и (рис. 99,6) служат для разветвления трубопрово­ дов на две нити. Тройники состоят из трех патрубков, в которых два

158

Рис. 99. Переход (а) и тройники (б)

159

опускается вниз вместе с дисками. В крайнем нижнем положении дисков клин, упираясь в дно корпуса, разжимает диски и прижимает их к уплотнительным кольцам 7, чем достигается герметичность, и движение жидкости прекращается.

Кроме задвижек Лудло, на водоводах могут быть применены задвижки «Москва», отличающиеся расположением проходного от­ верстия и типом перекрывающего устройства.

Задвижки с гидравлическим и электрическим приводами могут иметь дистанционное управление.

Существенным недостатком всех применяемых на пульпопрово­ дах задвижек является повышенный износ при перекачивании пес­ чаной и песчано-гравийной пульпы.

Рис. 101. Обратные клапаны:

а — обычный, б — с принудительным затвором; 1 — клапан, 2 — рычаг, 3 — ролик, 4 — шток, 5 — диафрагма, 6 — крышка, 7 — корпус

О б р а т н ы е к л а п а н ы . Для предотвращения обратного тока воды или пульпы при остановке вспомогательного или грунтового насоса применяют обычный обратный клапан (рис. 101, а), состоя­ щий из корпуса 7, внутри которого шарнирно закреплен клапан 1 с резиновой прокладкой. Под воздействием движущегося потока пульпы или воды от грунтового (водяного) насоса клапан 1 (за­ глушка) принимает почти горизонтальное положение.

Как только прекращается движение жидкости, клапан 1 под действием силы тяжести принимает вертикальное положение и об­ ратным током жидкости плотно прижимается к гнезду, тем самым прекращая движение воды или пульпы.

Также применяют обратные клапаны с принудительным затво­ ром (рис. 101,6), которые могут выполнять и функции задвижки,

160

т. е. регулировать расход. Обратный клапан с принудительным за-

,,твором представляет собой комбинацию обычного обратного клапа­ на с диафрагменным гидравлическим нажимным устройством, за­ пирающим тарелку клапана.

На рычаге 2 тарелки клапана 1 имеется ролик 3, в который упи­ рается тарелка штока 4. Тарелка связана с диафрагмой 5, зажа­ той между корпусом 7 и крышкой 6.

При движении пульпы через входной патрубок клапана тарелка клапана давлением пульпы отталкивается, ролик отжимает диаф­ рагму и шток поднимается кверху. В случае прекращения подачи пульпы тарелка клапана опускается под воздействием силы тяже­ сти вниз и перекрывает обратный ток жидкости, т. е. совершается работа обычного клапана.

Если в полость между крышкой клапана и диафрагмой подать напорную воду, диафрагма опустится вниз и, нажимая через тарел­ ку на ролик 3, закроет клапан — поток пульпы от грунтового на­ соса прекратится. После прекращения подачи воды в полость меж­ ду диафрагмой и крышкой и открытия выходного отверстия клапан вновь откроется. Скорость открытия клапана можно регулировать, регулируя скорость выпуска воды из верхней камеры.

" Пе р е к л юч а т е л и п у л ь п ы применяют для переключения потока пульпы в тот или иной пульпопровод. Переключатель пульпы с перекидной заслонкой 1 показан на рис. 102, а. Заслонка за­ креплена на вертикальном валу 3, который через сальниковую ко­ робку выведен йз корпуса переключателя. На конец вала 3 насажен рычаг, который зацепден с гайкой. На корпусе в подшипниках установлен винт с двумя штурвалами.

Рис. IC2. Переключатели пульпы с заслонкой:

При вращении винта гайка перемещается по нему и увлекает за собой рычаг, который поворачивает вал с заслонкой, перекрываю­ щей один из выходных патрубков.

Переключатель пульпы с уравновешенной заслонкой (рис. 102, 6) требует меньше усилий для переключения потока пульпы. Он со­ стоит из корпуса с тремя цилиндрическими патрубками, располо-