煤矿高压充填管路限流装置

煤矿高压充填管路限流装置,属于煤矿填充料管道输送设备技术领域。包括充填干线管路中的立管、立管下接的装有阀门的横管,其特征在于:所述的立管与阀门间的横管上设限流器,立管上部的管壁上开有通孔。立管顶部连接的干线管路内有分股料浆,立管中、下部和立管下接的横管内由…

2018/9/18 9:45:51 发布人:xingyao 加入收藏
推广状态: 推广中
推广成果得谷粒:0
中试阶段
双创中心
运输

推广方案

01
详细描述


一、技术背景

    在煤矿的充填过程中随着充填工程的进行,充填干线管路长度会逐渐变短,导致管路内充填料浆的阻力降低,充填料浆在管路内的流速变大,充填料浆由充填泵泵送,一个泵送冲程达到0.23m³,料浆分股划入立管,若立管内料浆流速过快则造成立管内没有浆体而形成真空,分股料浆滑入立管时会因落差过大,对立管底部造成强烈冲击,影响管路寿命和正常生产。另外立管内下落的分股浆料,将立管抽成真空,使管路伴随严重震荡,导致立管也经常损毁,并伴有较大的安全隐患。对于这一问题传统的解决办法是在立管下的横管上装设限制流速的阀门,但是阀门往往在较短的时间内就会由于充填料浆的磨损而损坏,需要经常更换,形成较大浪费。另外由于阀门的管径在突然变换,管路同样会严重震荡,同时阀门的剪向力会使得充填料浆发生灰水分离,脱水的灰沙流动性能发生变化,会在阀门处发生堵塞,形成一个常见的安全隐患。

二、技术说明


    本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种充填料浆输送流畅平稳,又能控制充填料浆流速的煤矿高压充填管路限流装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该煤矿高压充填管路限流装置,包括充填干线管路中的立管、立管底部连接的装有阀门的横管,其特征在于:所述的横贯上在立管与阀门间装设限流器;所述的限流器为一条总长度为1980~2750mm的管体,限流器内壁上涂有一层4~7mm厚的堆焊耐磨层,限流器包括前后一体的限流部和开口部,限流部与开口部之间的长度比为10:1,其中限流部的内径由一端接口处的179~195mm逐渐减小至限流部与开口部连接处的95~100mm,开口部的内径为179~195限流部和开口部间为倒角转变。

优选的,所述限流器的总长度为2200mm,限流器内壁上堆焊耐磨层的厚度为5mm,限流部长度为2000mm,限流部的内径由195mm逐渐变细到100mm;开口部长度为200mm,开口部内径为195mm。限流器的规格可根据立管的高度、充填干线管路长度作相应的调整,充填料浆的阻力越小,限流器的长度越小、内径约小。优选的限流器规格为限流器最佳状态,满足大多数情况下的充填料浆限流。

    本发明的限流器的两端接口与普通管路相同,可以在任意管道位置添加。

    在煤矿充填干线中会出现高度达上百米的立管,加入限流器后限制流速,在立管内形成料浆充填段,立管下部有料浆充填使得分股料浆在立管处的落差由上百米减小到数十米或十几米。在立管填充段的上部的部分立管为开有通孔的钻孔立管,去除真空。在煤矿的充填过程中,料浆的流速需要控制立管内形成足够的充填段,减小分股料浆下落冲击。又要保证在充填段形成的流动压力在有足够的流速,保证在最终流出充填管路时形成适合充填的凝结状态。本发明的装置恰好可以平衡两者,又由于自身的内径变换幅度适合充填料浆的粘度,管壁没有剪向力来导致灰水分离,充填料浆的流动状态不会明显改变。此段限流器若是过短,则会由于管壁压力产生的剪向分离而影响充填料浆的流动状态,若是过长则过分增加加工难度,提高生产成本。



02
技术优势

    与现有技术相比,本发明的煤矿高压充填管路限流装置所具有的有益效果是:本发明在管路中加入限流器,使得料浆所通过的范围直径减小,使得流速减慢,对立管内的料浆下降速度进行限制,维持比较小的落差。限流器后的管路上装设传统的限制流速的阀门,限流器可分担阀门的限流压力,减少磨损,减少更换保障阀的成本。充填干线管路应用该种高压充填管路限流装置后,工作面充填期间,管路震动现象消失,未再出现空立管现象。给充填期间安全带来保障。


03
案例详述

    

QQ截图20180917181523.png

    实施例1:在充填干线长度缩减到400m后,检测此时充填料浆的流速达到1.5m/s;在立管5与阀门2的横管上加设限流器1,总长度为1980mm,堆焊耐磨层的厚度为4mm,限流部6的内径由179mm逐渐变细到95mm,开口部9的内径为179mm。充填料浆在进入充填区后240min后初凝。立管5内的充填料浆8高度保持在180m后恒定不变,在30d内管道稳定输送,没有发生关闭震荡和管路堵塞。

    实施例2:在充填干线长度缩短到350m后,检测此时充填料浆的流速达到1.6m/s;在立管5与阀门2的横管上加设限流器1,总长度为2200mm,限流器内壁上堆焊耐磨层的厚度为5mm,限流器长度为2000mm,限流部的内径由195mm逐渐变细到100mm,开口部的长度为200mm,内径为195mm。充填料浆在进入充填区后240min后初凝。立管5内的充填料浆8高度保持在200m后恒定不变,在30d内管道稳定输送,没有发生关闭震荡和管路堵塞。

    实施例3:在充填干线长度缩短到250m后,检测此时充填料浆的流速达到1.8m/s;在立管5与阀门2的横管上加设限流器1,总长度为2750mm,堆焊耐磨层的厚度为7mm,限流部6的内径由195mm逐渐变细到100mm,开口部9的内径为195mm。充填料浆在进入充填区后240min后初凝。立管5内的充填料浆8高度保持在200m后恒定不变,在30d内管道稳定输送,没有发生关闭震荡和管路堵塞。


04
效果指标

    参照附图1:煤矿高压充填管路限流装置,包括充填干线管路中的立管5、立管5底部连接的装有阀门2的横管和限流器1,限流器1设在限流器5与阀门2的横管上,立管5上部的管壁上开有通孔。立管5顶部连接的干线管路内有分股料浆7,立管5中、下部和立管5下接的横管内由于限流器1的限流作用存有充填料浆8,立管5内的充填料浆8使得干线管路内有分股料浆7在进入立管5后落差大大减少,减少冲击。

    参照附图2:限流器1位一条一体的管体,限流器1内壁上涂有堆焊耐磨层4,限流器1分为前后的限流部6和开口部9,限流部6与开口部的长度比为10:1,其中限流部6的内径由一端接口3处至限流部6与开口部9连接处逐渐减小,开口部9的内径保持不变同普通管路内径,限流部6与开口部9间为倒角转变,限流器1的两端借口3与普通管路相同。限流器1可平稳的限制充填料浆8的流速,减小分股料浆7的落差,使得充填料浆8在管路内进一步凝结而又有足够的流动态,能够顺利进入充填区,有能在进入充填区后快速凝结。


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