RU2461739C1 - Multi-stage air lift - Google Patents
Multi-stage air lift Download PDFInfo
- Publication number
- RU2461739C1 RU2461739C1 RU2011112616/06A RU2011112616A RU2461739C1 RU 2461739 C1 RU2461739 C1 RU 2461739C1 RU 2011112616/06 A RU2011112616/06 A RU 2011112616/06A RU 2011112616 A RU2011112616 A RU 2011112616A RU 2461739 C1 RU2461739 C1 RU 2461739C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- nozzle
- grooves
- mixer
- curved
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001237823 Paenibacillus vortex Species 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидроподъемным и гидротранспортным устройствам, предназначенным для откачки транспортирования гидросмеси по горизонтальным выработкам, в частности к конструкции многоступенчатого эрлифта, и может быть использовано в горной, в горнорудной, энергетической промышленности, мелиорации, в системах водоснабжения и других отраслях хозяйства.The invention relates to hydraulic lifting and hydrotransport devices designed for pumping hydraulic mixtures through horizontal mine workings, in particular, to the construction of a multi-stage airlift, and can be used in mining, mining, energy, land reclamation, water supply systems and other industries.
Известен многоступенчатый эрлифт (см. а.с. №885633, МКИ F04F 5/24, бюл. №44, 1981), содержащий последовательно расположенные ступени, каждая из которых имеет размещенные в приемнике жидкости вертикальное всасывающее устройство, смеситель, подъемную трубу, воздуховод и воздухоотделитель со сливной трубой, присоединенной к приемнику последующей ступени, причем подъемная труба каждой ступени расположена к оси всасывающего устройства под углом, не превышающим 60°, а сливная туба каждой ступени имеет уклон 10…20%.Known multi-stage airlift (see AS No. 885633, MKI F04F 5/24, bull. No. 44, 1981), containing successively arranged stages, each of which has a vertical suction device, a mixer, a lifting pipe, an air duct located in the liquid receiver and an air separator with a drain pipe attached to the receiver of the next stage, and the lift pipe of each stage is located at an angle not exceeding 60 ° to the axis of the suction device, and the drain pipe of each stage has a slope of 10 ... 20%.
Недостатком данного ступенчатого эрлифта является низкая эффективность его работы из-за невозможности полного смешения подаваемого воздуха с транспортируемой жидкостью.The disadvantage of this step airlift is its low efficiency due to the impossibility of completely mixing the supplied air with the transported liquid.
Известен многоступенчатый эрлифт (см. патент РФ №2161739 МПК F04F 1/18 опубл. 10.01.2001 бюл. №1), содержащий последовательно расположенные ступени, каждая из которых имеет размещенное в приемнике жидкости вертикальное всасывающее устройство, смеситель, подъемную трубу, воздуховод и воздухоотделитель со сливной трубой, присоединенной к приемнику последующей ступени, причем подъемная труба каждой ступени расположена к оси всасывающего устройства под углом, не превышающем 60°, а сливная труба имеет уклон 10-20%, при этом смеситель выполнен в виде перфорированной трубы, расположенной рядом с подъемной трубой, переходящей в суживающееся сопло с внутренними криволинейными канавками, соединенными между собой при помощи гнутой скобы, на конце подъемной трубы установлена расширяющаяся внизу насадка с криволинейными винтообразными направляющими, и внутри нее предусмотрен биметаллический многогранник, поперечное сечение которого представляет собой четырехугольник, у которого две противоположные стороны параллельны, а две другие перпендикулярны друг другу, на конце сливной трубы установлено гибкое перфорированное кольцо, уложенное на дно приемника жидкости.Known multi-stage airlift (see RF patent No. 2161739 IPC F04F 1/18 publ. 10.01.2001 bull. No. 1), containing successively arranged stages, each of which has a vertical suction device located in the liquid receiver, a mixer, a lifting pipe, an air duct and an air separator with a drain pipe connected to the receiver of the next stage, the lift pipe of each stage being located at an angle not exceeding 60 ° to the axis of the suction device, and the drain pipe has a slope of 10-20%, while the mixer is made in the form of a perforation An unbroken pipe located next to the lifting pipe, turning into a tapering nozzle with internal curved grooves connected by a bent bracket, an extension expanding at the bottom of the lifting pipe with curved helical guides is installed, and a bimetal polyhedron is provided inside it, the cross-section of which is a quadrangle in which two opposite sides are parallel and the other two are perpendicular to each other, at the end of the drain pipe but a flexible perforated ring laid on the bottom of the fluid receiver.
Недостатком является снижение эффективности транспортировки гидросмеси при длительной эксплуатации из-за налипания твердых частиц в полостях криволинейных/нитеобразных канавках и на поверхностях криволинейных винтообразных направляющих, что увеличивает гидравлическое сопротивление сопла и насадки, установленные на конце подъемной трубы.The disadvantage is the decrease in the efficiency of transportation of the slurry during prolonged use due to the adherence of solid particles in the cavities of the curved / filamentous grooves and on the surfaces of the curved helical guides, which increases the hydraulic resistance of the nozzle and nozzle mounted on the end of the lifting pipe.
Технической задачей предлагаемого изобретения является поддержание эффективной работы при длительной эксплуатации за счет предотвращения налипания твердых загрязнений в полостях криволинейных винтообразных канавок и на поверхностях криволинейных направляющих путем образования микрозавихрений и микровзрывов при наличии двух встречно направленных закрученных вихревых потоков.The technical task of the invention is to maintain effective operation during long-term operation by preventing the buildup of solid contaminants in the cavities of curved helical grooves and on the surfaces of curved guides by the formation of micro-eddies and microexplosions in the presence of two counter-directed swirling vortex flows.
Технический результат достигается тем, что многоступенчатый эрлифт содержит последовательно расположенные ступени, каждая из которых имеет размещенное в приемнике жидкости вертикальное всасывающее устройство, смеситель, подъемную трубу, воздуховод и воздухоотделитель со сливной трубой, присоединенной к приемнику последующей ступени, причем подъемная труба каждой ступени расположена к оси всасывающего устройства под углом, не превышающем 60°, а сливная труба имеет уклон 10-20%, при этом смеситель выполнен в виде перфорированной трубы, расположенной рядом с подъемной трубой, переходящей в суживающееся сопло с внутренними криволинейными канавками, соединенными между собой при помощи гнутой скобы, на конце подъемной трубы установлена расширяющаяся внизу насадка с криволинейными винтообразными направляющими, и внутри нее предусмотрен биметаллический многогранник, поперечное сечение которого представляет собой четырехугольник, у которого две противоположные стороны параллельны, а две другие перпендикулярны друг другу, на конце сливной трубы установлено гибкое перфорированное кольцо, уложенное на дно приемника жидкости, при этом в суживающемся сопле внутренние криволинейные винтообразные канавки имеют направление касательной по ходу движения часовой стрелки, а криволинейные винтообразные направляющие на внутренней поверхности расширяющей насадки имеют направление касательной против хода движения часовой стрелки.The technical result is achieved in that the multi-stage airlift contains successively arranged steps, each of which has a vertical suction device located in the liquid receiver, a mixer, a lifting pipe, an air duct and an air separator with a drain pipe attached to the receiver of the next stage, and the lifting pipe of each stage is located to the axis of the suction device at an angle not exceeding 60 °, and the drain pipe has a slope of 10-20%, while the mixer is made in the form of a perforated pipe, ra located next to the lifting pipe, turning into a tapering nozzle with internal curved grooves connected by a bent bracket, an extension expanding at the bottom of the lifting pipe with curved helical guides is installed, and a bimetal polyhedron is provided inside it, the cross section of which is a quadrangle, in which two opposite sides are parallel and the other two are perpendicular to each other, flexible perforation is installed at the end of the drain pipe a ring placed on the bottom of the fluid receiver, while in a tapering nozzle, the internal curved helical grooves have a tangent direction in the clockwise direction, and the curved helical guides on the inner surface of the expanding nozzle have a tangent direction counterclockwise.
На фиг.1 приведен продольный разрез многоступенчатого эрлифта; на фиг.2 - принципиальная схема смесителя в разрезе А-А; на фиг.3 - разрез смесителя; на фиг.4 - развертка внутренней поверхности суживающего сопла с внутренними криволинейными винтообразными канавками, касательная которых имеет направление по ходу движения часовой стрелки; на фиг.5 - схема биметаллического многогранника; на фиг.6 - развертка внутренней поверхности насадки с внутренними винтообразными канавками, касательная которых имеет направление против хода движения часовой стрелки.Figure 1 shows a longitudinal section of a multi-stage airlift; figure 2 is a schematic diagram of a mixer in section aa; figure 3 - section of the mixer; figure 4 is a scan of the inner surface of the narrowing nozzle with internal curved helical grooves, the tangent of which has a direction in the direction of clockwise movement; 5 is a diagram of a bimetallic polyhedron; Fig.6 is a scan of the inner surface of the nozzle with internal helical grooves, the tangent of which has a direction counterclockwise.
Многоступенчатый эрлифт содержит последовательно расположенные ступени, каждая из которых имеет размещенное в приемнике 1 жидкости вертикальное всасывающее устройство 2, смеситель 3, подъемную трубу 4, воздуховод 5, воздухоотделитель 6 со сливной трубой 7, присоединенной к приемнику 8 последующей ступени, причем подъемная труба 4 каждой ступени распложена к оси всасывающего устройства 2 под углом, не превышающим 60°, а сливная труба 7 имеет уклон 10…20%. Рядом с подъемной трубой 4 расположена перфорированная труба 9, соединенная при помощи гнутой скобы 10 с суживающим соплом 11 с внутренними криволинейными винтообразными направляющими канавками 12, касательная которых имеет направление по ходу движения часовой стрелки (см. стр.509 Выгодский М.Д. Справочник по высшей математике. - М.: 1965 - 872 с. ил.). На конце подъемной трубы 4 установлена расширяющаяся книзу насадка 13 с криволинейными винтообразными направляющими 14, касательная которых имеет направление против хода движения часовой стрелки. Внутри подъемной трубы 4 размещен биметаллический многогранник 15, поперечное сечение которого представляет собой четырехугольник, у которого две противоположные стороны 16 параллельны, а две другие 17 перпендикулярны друг другу. Биметаллический многогранник 15 выполнен из пластины, является полым, верхний 18 и нижний 19 торцы открыты для прохода жидкости. Сливная труба 7 присоединена к гибкому перфорированному кольцу 20, уложенному на дно 21 приемника 8.The multi-stage airlift contains successively arranged steps, each of which has a vertical suction device 2 located in the liquid receiver 1, a mixer 3, a
Многоступенчатый эрлифт работает следующим образом.Multistage airlift works as follows.
При подаче сжатого воздуха под давлением от компрессора (не показан), который имеет возможность засасывать воздух периодически с разной температурой в шахте, в воздуховод 5 в смесителе 3 образуется многофазная глубоко эмульгированная и диспергированная смесь за счет равномерного распределения воздуха при выходе из отверстий. Причем отверстия в перфорированной трубе 9 расположены с изменяющимся шагом и диаметром по высоте на поверхности. Во всем объеме в приемнике 1 происходит полное смешение воздуха с гидросмесью, объемная масса, плотность ее уменьшается. Значительная часть воздуха через гнутую скобу 10, суживающееся сопло 11 с внутренними криволинейными винтообразными канавками закручивается, образуя вихреобразное перемещение по направлению движения часовой стрелки, поступает в подъемную трубу 4 с биметаллическим многогранником 15, поперечное сечение, которое представляет собой четырехугольник, у которого две противоположные стороны 16 параллельны, а две другие 17 перпендикулярны друг к другу. Биметаллический многогранник 16 изготовлен из пластины, является полым, верхний 18 и нижний 19 торцы открыты для прохода жидкости. Биметаллический многогранник не является объемным элементом. Узкая параллельная сторона 16 проявляет свойство каркаса и максимально способствует деформации широкой перпендикулярной стороны 17 за счет биметаллических свойств многогранника 15 в горизонтальном направлении.When compressed air is supplied under pressure from a compressor (not shown), which has the ability to suck in air periodically with different temperatures in the shaft, a multiphase deep emulsified and dispersed mixture is formed into the
Остальная часть воздуха поступает в приемник 1 или 8 и смешивается с рабочей средой, при этом опускающаяся жидкость по сливной трубе 7, выходя из перфорированного кольца 20, усиливает перемещение рабочей среды в приемнике 8 и приводит к взвешиванию твердых включений. Образовавшаяся эмульсия под давлением сжатого воздуха поступает в подъемную трубу 4 через расширяющуюся книзу насадку с криволинейными винтообразными направляющими 14 и закручивается, образуя вихревое перемещение по направлению против движения часовой стрелки и далее во всасывающее устройство 2, суживающееся сопло 11 с криволинейными винтообразными канавками 12 и биметаллический многогранник 15.The rest of the air enters the receiver 1 or 8 and mixes with the working medium, while the falling liquid through the drain pipe 7, leaving the
При этом эмульсия, закрученная в криволинейных винтообразных направляющих 14, расположенных на внутренней поверхности расширяющейся книзу насадки 13, образует вихрь вращающийся по направлению против движения часовой стрелки и по мере перемещения к расширяющемуся соплу 11 начинает контактировать с потоком, закрученным в криволинейных винтообразных канавках 12, который в виде вихря вращается по направлению движения часовой стрелки. Это приводит к распаду вращающихся в противоположных направлениях вихрей на мелкие микрозавихрения и микровзрывы (см., например, Меркулов В.П. Вихревой эффект и его применение в технике. - М.: Машиностроение, 1969 - 184 с. ил.). В результате как на поверхностях криволинейных винтообразных направляющих 14, так в похожих криволинейных винтообразных канавок 12 наблюдается срыв и налипание твердых частиц, обеспечивая поддержание расчетного гидравлического сопротивления насадки и суживающегося сопло и соответственно устранение возникновения дополнительных энергозатрат на транспортировку эмульсии.In this case, the emulsion swirling in curved
Закрученный поток эмульсии оказывает воздействие также на биметаллический многогранник 15, пульсируя его относительно средней части по высоте, которая принята достаточной для проявления вибрации.The swirling flow of the emulsion also affects the bimetallic polyhedron 15, pulsating it relative to the middle part in height, which is accepted sufficient for the manifestation of vibration.
Периодический забор воздуха компрессором из зон различной температурой, что всегда имеет место такого распределения воздуха в шахте за счет ее вентиляции и перемещения воздушных масс, а также подача в приемники холодной грунтовой воды, а другой воды в шахте не присутствует, все это в совокупности исключает возможность выравнивания температуры воздуха и биметаллического многогранника 15 и обеспечивает постоянную его деформацию за счет биметаллических свойств и аэрогидродинамических сил, которые заставляют пульсировать многогранник 15 и создавать эффект подсоса рабочей среды. Перфорированное гибкое кольцо 20 кроме взмучивания и перемешивания жидкости исключает возможность обратного ее тока по спускной трубе 7 в обратном направлении.Periodic intake of air by the compressor from zones of different temperatures, which always leads to such a distribution of air in the mine due to its ventilation and movement of air masses, as well as the supply of cold ground water to the receivers, and there is no other water in the mine, all of which together exclude the possibility equalization of air temperature and the bimetallic polyhedron 15 and ensures its constant deformation due to the bimetallic properties and aerohydrodynamic forces that make the polyhedron 15 pulsate create a suction effect of the working environment. The perforated
Создание в приемнике глубоко эмульгированной, однородной и диспергированной рабочей среды за счет использования усовершенствованной конструкции смесителя позволяет многоступенчатому эрлифту повысить эффективность своей работы и КПД вследствие снижения гидравлических сопротивлений системы.Creating a deeply emulsified, homogeneous and dispersed working medium in the receiver through the use of an improved mixer design allows a multi-stage airlift to increase its efficiency and efficiency due to a decrease in the hydraulic resistance of the system.
Оригинальность предложенного технического решения многоступенчатого эрлифта заключается в поддержании эффективности работы при длительной эксплуатации за счет устранения возрастания гидравлического сопротивления суживающегося сопла и насадки путем предотвращения залипания твердых загрязнений в полостях криволинейных винтообразных канавок и на поверхностях криволинейных винтообразных направляющих насадки посредством образования микрозавихрений и микровзрывов при контакте вращающихся во встречном направлении вихрей, полученных при перемещении эмульсии как по направлению, так и против направления часовой стрелки.The originality of the proposed technical solution for a multistage air-lift is to maintain operational efficiency during long-term operation by eliminating the increase in hydraulic resistance of a tapering nozzle and nozzle by preventing sticking of solid impurities in the cavities of curved helical grooves and on the surfaces of curved helical guide nozzles by the formation of micro-eddies and microexplosions in contact counter direction vortices obtained ny when moving the emulsion both in the direction and counterclockwise.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112616/06A RU2461739C1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Multi-stage air lift |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112616/06A RU2461739C1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Multi-stage air lift |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2461739C1 true RU2461739C1 (en) | 2012-09-20 |
Family
ID=47077509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011112616/06A RU2461739C1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Multi-stage air lift |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2461739C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1496328A (en) * | 1974-12-03 | 1977-12-30 | Secretary Industry Brit | Gas lift pumps |
| RU2161739C2 (en) * | 1999-03-05 | 2001-01-10 | Курский государственный технический университет | Multistage aircraft |
| RU2223417C2 (en) * | 2001-11-19 | 2004-02-10 | Курский государственный технический университет | Multistage air lift |
-
2011
- 2011-04-01 RU RU2011112616/06A patent/RU2461739C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1496328A (en) * | 1974-12-03 | 1977-12-30 | Secretary Industry Brit | Gas lift pumps |
| RU2161739C2 (en) * | 1999-03-05 | 2001-01-10 | Курский государственный технический университет | Multistage aircraft |
| RU2223417C2 (en) * | 2001-11-19 | 2004-02-10 | Курский государственный технический университет | Multistage air lift |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8622715B1 (en) | Twin turbine asymmetrical nozzle and jet pump incorporating such nozzle | |
| CN102989338A (en) | Spiral static mixer | |
| US11274680B2 (en) | Ejector device | |
| CN108671875B (en) | Multiphase flow intensified mass transfer reactor | |
| US8967597B2 (en) | Device for mixing gas into a flowing liquid | |
| CN102400962A (en) | Gas-liquid pump | |
| CN107073419B (en) | Mixing device and its application | |
| RU2461739C1 (en) | Multi-stage air lift | |
| RU2442686C1 (en) | Jet blender | |
| RU2382680C2 (en) | Bubbling-swirling apparatus with parabolic swirler | |
| RU2161739C2 (en) | Multistage aircraft | |
| CN119215713B (en) | A static mixer for oil-water emulsification | |
| CN210915479U (en) | Hydrodynamic cavitation oxygenation device | |
| RU2223417C2 (en) | Multistage air lift | |
| RU189540U1 (en) | Hydrocyclone installation | |
| CN108671877B (en) | Heterogeneous phase flow reactor | |
| RU2585029C2 (en) | Mixer | |
| CN118324316A (en) | Aeration device for oily wastewater | |
| CA2637543C (en) | Split-vane blender method and apparatus | |
| CN101721827B (en) | A cantilever overflow weir | |
| KR100551982B1 (en) | Air diffuser with nozzle throat | |
| Wang et al. | An intermittent flow structure in airlift pump by using an annular Venturi injector | |
| NL2007305C2 (en) | AERATOR AND METHOD FOR AERATING A LIQUID. | |
| RU222106U1 (en) | Gas-liquid apparatus for producing foam | |
| Samad et al. | Swirl induced flow through a Venturi-ejector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130402 |