專利名稱：一種管道水力輸送機(jī)具及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管道水力輸送機(jī)具及其應(yīng)用，具體是一種管道水力輸送系統(tǒng)中設(shè)置有輪式囊體的一種輸送機(jī)具及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著科技和社會的飛速發(fā)展以及人類環(huán)保節(jié)能意識的增強(qiáng)，鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、航空運(yùn)輸和水路運(yùn)輸這些傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式，已不能滿足社會發(fā)展的需求，能源的日益短缺和嚴(yán)重的環(huán)境污染等問題，已成為制約社會進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。低碳經(jīng)濟(jì)模式受到高度重視，因此，研究開發(fā)一種以非化石能源為依托的物料運(yùn)輸方式迫在眉睫。管道水力輸送正是這樣一種符合低碳理念的物料運(yùn)輸方式。管道水力輸送作為一項(xiàng)環(huán)保而又節(jié)能的運(yùn)輸方式，近年來受到人們的格外關(guān)注， 引起了許多學(xué)者的大量研究，并在礦山、冶金、煤炭、水利、電力等行業(yè)的水力開采與水沙填充、精礦和尾礦的輸送、煤炭和煤粉的輸送、泥沙的運(yùn)移、電廠的輸灰等方面得到了應(yīng)用。管道水力輸送因其具有輸送效率高、運(yùn)行成本低、環(huán)境污染少、占地少或不占地等優(yōu)點(diǎn)，對國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。輸送機(jī)具是管道水力輸送系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其工作狀態(tài)的好壞直接影響管道水力輸送系統(tǒng)的輸送效果、成本和使用壽命，因而，管道輸送機(jī)具的研究開發(fā)具有現(xiàn)實(shí)的使用價值和實(shí)用價值，受到了研究開發(fā)人員廣泛重視?，F(xiàn)有技術(shù)通常采用漿體管道水力輸送和型料管道水力輸送來輸送物料，漿體管道水力輸送是將顆粒狀的固體物質(zhì)與水混合，在管道中采用泵送的方法運(yùn)輸，并在目的地將其分離出來。型料管道水力輸送是將散料模壓或擠壓成耐水抗磨的圓柱狀型料，然后把其注入輸送管道中進(jìn)行輸送，到目的地在將其粉碎進(jìn)行分離。這兩種技術(shù)的缺陷都在于I)沒有輸送機(jī)具；2)只能輸送固體散料；3)輸送前都需對散料進(jìn)行制漿或擠壓成型，輸送結(jié)束后還得采取一定的技術(shù)措施將物料進(jìn)行分離，從而增加了輸送成本；5)物料直接和管道接觸，對管道的磨損大。上述問題的存在，嚴(yán)重影響了管道水力輸送的輸送物料范圍、管道水力輸送系統(tǒng)的輸送物料效果及管道的使用壽命并進(jìn)而影響了該水力輸送技術(shù)的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種管道水力輸送機(jī)具及其應(yīng)用，用于克服現(xiàn)有管道水力輸送機(jī)具中存在的輸送物料范圍窄、穩(wěn)定性差、阻力大，對管道磨損嚴(yán)重以及成本高的不足。實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采取的措施是一種管道水力輸送機(jī)具，其構(gòu)成在于設(shè)置一支撐體內(nèi)安設(shè)有彈簧彈接有萬向輪于支撐體的一端頭與水力輸送管道內(nèi)壁滾動支撐接觸，所述支撐體是固接于密封蓋一端面上，密封蓋的另一端面封閉于盛料容器的一端面，盛料容器的另一端面同樣由固結(jié)有支撐體的密封蓋封閉，并安設(shè)于水力輸送管道中，構(gòu)成管道水力輸送機(jī)具。
基于上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的附加技術(shù)特征如下
所述支撐體是呈120°等間隔角對稱布置密封蓋上面 。所述盛料容器的中心軸線和水力輸送管道的中心軸線相同，在管道中的運(yùn)動是同心運(yùn)動。所述盛料容器的橫向尺寸與縱向尺寸比為O. Γ0. 9、與水力輸送管道的面積比為
O.2 I. O。所述盛料容器是圓型結(jié)構(gòu)、橢圓型結(jié)構(gòu)、方型結(jié)構(gòu)中的一種。本發(fā)明上述一種管道水力輸送機(jī)具的應(yīng)用，其所述應(yīng)用是將水源連通有一輸送管道，在輸送管道上依次設(shè)置有抽水裝置、電動閥、投放裝置、制動裝置和接收裝置?；谏鲜鰬?yīng)用的技術(shù)方案，進(jìn)一步地，所述管道水力輸送是自然水力輸送或是動力水力輸送；所述動力水力輸送的動力是設(shè)置于水源與電動閥之間，由電動閥進(jìn)行控制。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述所述的一種管道水力輸送機(jī)具的優(yōu)點(diǎn)與積極效果在于該輸送機(jī)具采用了輪式囊體結(jié)構(gòu)，在不影響輸送物料的情況下，增加了輸送物料的輸送范圍，同時在盛料容器兩端的密封蓋上裝有支撐體，支撐體的存在使得管道水力輸送機(jī)具在管道中無論是靜止還是運(yùn)動，其中心線始終和管道的中心線重合，即管道水力輸送機(jī)具在管道中始終保持同心運(yùn)行，從而克服了管道水力輸送中，管道水力輸送機(jī)具在管道內(nèi)運(yùn)行時由于斷面流速的急劇變化，造成管道水力輸送機(jī)具前后顛覆，運(yùn)動不穩(wěn)定的缺陷。萬向輪的存在改變物料輸送過程中盛料容器與管道內(nèi)壁之間的摩擦形式，即由滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，由面摩擦變?yōu)辄c(diǎn)摩擦，減小了輸送阻力，從而不僅延長了管道的使用壽命，保證了輸送系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，還具有以下優(yōu)點(diǎn)
I)純料輸送，不像漿體輸送那樣需要制漿或型料輸送那樣需要將散料成型。2)輸送范圍擴(kuò)大，不僅可以輸送固體物料，而且可輸送液體物料。3)對環(huán)境和水質(zhì)無污染。4)減小了盛料容器與管壁之間的摩擦面積，不僅使得能耗減小，而且延長了管道的使用壽命。5)縫隙流動需水少，水可循環(huán)使用，且礦井水、再生水和其他非飲用水資源都可使用，節(jié)約和緩解水資源緊張狀況。6)安全穩(wěn)定，輸送物料過程中不會與管道發(fā)生碰撞，保證了輸送系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。


圖I是本發(fā)明管道水力輸送機(jī)具主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明管道水力輸送機(jī)具后視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明管道水力輸送機(jī)具應(yīng)用于管道水力輸送的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明管道水力輸送機(jī)具立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 :盛料容器；2 :密封蓋；3 :支撐體；4 :彈簧；5 :萬向輪；6 :水源；7 :抽水裝置；8 :電動閥；9 :投放裝置；10 :制動裝置；11 :輸送管道；12 :管道水力輸送機(jī)具；13 :接收
>j-U ρ α裝直。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作出進(jìn)一步的說明。實(shí)施本發(fā)明一種管道水力輸送機(jī)具及其應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)在于設(shè)置一支撐體3內(nèi)安設(shè)有彈簧4彈接有萬向輪5于支撐體3的一端頭與水力輸送管道內(nèi)壁滾動支撐連接，所述支撐體3是固接于密封蓋2 —端面上，密封蓋2的另一端面封閉于盛料容器I的一端面，盛料容器I的另一端面同樣由固結(jié)有支撐體3的密封蓋2封閉，并安設(shè)于水力輸送管道中，構(gòu)成管道水力輸送機(jī)具。支撐體3的存在使得管道水力輸送機(jī)具12在管道中無論是靜止還是運(yùn)動，其中心線始終和管道的中心線重合，克服了管道水力輸送機(jī)具12在管道內(nèi)運(yùn)行時由于斷面流速的急劇變化，造成管道水力輸送機(jī)具12前后顛覆，運(yùn)動不穩(wěn)定的缺陷。萬向輪5主要用來改變物料輸送過程中管道水力輸送機(jī)具12與管道內(nèi)壁之間的摩擦形式，即由滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，由面摩擦變?yōu)辄c(diǎn)摩擦，減小了輸送阻力，不僅增加了管道的使用壽 命，又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。管道水力輸送機(jī)具12通過投放裝置輸入輸送管道11內(nèi)，通過制動裝置10將其制動，待電動閥8調(diào)節(jié)好流量工況后，解除制動裝置10，管道水力輸送機(jī)具12開始運(yùn)動，直到目的地，到達(dá)目的地后，通過接收裝置13接收管道水力輸送機(jī)具12。支撐體3是呈120°等間隔角對稱設(shè)置于密封蓋2上面，盛料容器I的中心軸線和水力輸送管道的中心軸線相同，在管道中的運(yùn)動是同心運(yùn)動。保證了管道水力輸送機(jī)具12受力的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了安全平穩(wěn)的水力輸送目的。本發(fā)明設(shè)計(jì)盛料容器I的橫向尺寸與縱向尺寸比為O. Γ0. 9、與水力輸送管道的面積比為O. 2^1. O ;并根據(jù)管道結(jié)構(gòu)將盛料容器I設(shè)計(jì)為圓型結(jié)構(gòu)、橢圓型結(jié)構(gòu)、或者是方型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)現(xiàn)有管道水力輸送技術(shù)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)的，具有實(shí)際應(yīng)用的價值。本發(fā)明上述一種管道水力輸送機(jī)具的應(yīng)用，其所述應(yīng)用是將水源6連通有一輸送管道11，在輸送管道11上依次設(shè)置有抽水裝置7、電動閥8、投放裝置9、制動裝置10和接收裝置13，在管道水力輸送中利用自然水力輸送，或者是采用動力水力輸送，均能夠達(dá)到本發(fā)明所提出的輸送的目的。在采用動力水力輸送時，動力水力輸送的動力是設(shè)置于水源6與電動閥8之間，并由電動閥8進(jìn)行控制。下面結(jié)合附圖由具體實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作出進(jìn)一步的說明。實(shí)施例I
如圖I所示，盛料容器I和密封蓋2通過螺紋鎖緊連接方式相連，盛料容器I和密封蓋2都為圓柱狀，盛料容器I的外徑與輸送管道11的內(nèi)徑之比介于O. 5^1. O之間，盛料容器I的外徑與盛料容器I的長度比值介于O. f O. 9之間，密封蓋2的直徑與盛料容器I的內(nèi)徑相同，支撐體3呈120°等間隔角對稱布置密封蓋2上，支撐體3和密封蓋2通過螺絲相連，支撐體3為圓柱狀，支撐體3內(nèi)裝有彈簧4，萬向輪5安裝在支撐體3的末端，和彈簧4相連，支撐體3裝有萬向輪5后，萬向輪5恰好和管道內(nèi)壁輕微接觸。本發(fā)明的工作原理是，根據(jù)需要，將輸送物料裝在密閉的圓筒狀管道水力輸送機(jī)具內(nèi)，以水為載體，水為動力推動管道水力輸送機(jī)具前進(jìn)，以達(dá)到物料長距離輸送的目的。大于載流體密度的管道水力輸送機(jī)具通過水力管道輸送時，載流體作為潤滑流體形成連續(xù)潤滑流膜，使管道水力輸送機(jī)具易于推動，體現(xiàn)出水力管道輸送管道水力輸送機(jī)具所具有的良好水動力性。管道水力輸送機(jī)具在輸送物料的過程中，水流繞流經(jīng)過管道水力輸送機(jī)具，在管道水力輸送機(jī)具端面的邊緣處發(fā)生了邊界層脫體現(xiàn)象，產(chǎn)生了漩渦，從而在管道水力輸送機(jī)具端面后形成了尾渦區(qū)，使得管道水力輸送機(jī)具端面后的壓力減小，使得管道水力輸送機(jī)具前后端面存在較大的壓力差，而流體形成的這種前后壓差力恰是管道水力輸送機(jī)具運(yùn)動的主要動力，用來推動管道水力輸送機(jī)具運(yùn)動以達(dá)到輸送物料的目的。圖3是本發(fā)明在管道水力輸送系統(tǒng)中的布置圖。在管道水力輸送系統(tǒng)中，通過水源6經(jīng)抽水裝置7將水輸入輸送管道11，將裝有物料的管道水力輸送機(jī)具12通過投放裝 置9放入輸送管道11，通過電動閥8調(diào)節(jié)水流流量到輸送工況后解除制動裝置10，管道水力輸送機(jī)具12在水流的作用下開始運(yùn)動輸送物料，直到到達(dá)目的地，到達(dá)目的地后通過接收裝置13接收管道水力輸送機(jī)具12。
權(quán)利要求
1.一種管道水力輸送機(jī)具，其特征在于設(shè)置一支撐體(3)內(nèi)安設(shè)有彈簧(4)彈接有萬向輪(5)于支撐體(3)的一端頭與水力輸送管道內(nèi)壁滾動支撐接觸，所述支撐體(3)是固接于密封蓋(2)—端面上，密封蓋(2)的另一端面封閉于盛料容器(I)的一端面，盛料容器(I)的另一端面同樣由固結(jié)有支撐體(3)的密封蓋(2)封閉，并安設(shè)于水力輸送管道中，構(gòu)成管道水力輸送機(jī)具。
2.如權(quán)利要求I所述的管道水力輸送機(jī)具，其特征在于所述支撐體(3)是呈120°等間隔角對稱布置密封蓋(2)上面。
3.如權(quán)利要求I所述的管道水力輸送機(jī)具，其特征在于所述盛料容器(I)的中心軸線和水力輸送管道的中心軸線相同，在管道中的運(yùn)動是同心運(yùn)動。
4.如權(quán)利要求I所述的管道水力輸送機(jī)具，其特征在于所述盛料容器(I)的橫向尺寸與縱向尺寸比為O. Γ0. 9、與水力輸送管道的面積比為O. 2^1. O。
5.如權(quán)利要求I所述的管道水力輸送機(jī)具，其特征在于所述盛料容器(I)是圓型結(jié)構(gòu)、橢圓型結(jié)構(gòu)、方型結(jié)構(gòu)中的一種。
6.一種如權(quán)利要求I所述的管道水力輸送機(jī)具的應(yīng)用，其特征在于水源(6)連通有一輸送管道(11)，在輸送管道(11)上依次設(shè)置有抽水裝置(7 )、電動閥(8 )、投放裝置(9 )、制動裝置(10)和接收裝置(13)，管道水力輸送機(jī)具至少是兩個以上。
7.如權(quán)利要求6所述的管道水力輸送機(jī)具的應(yīng)用，其特征在于所述管道水力輸送是自然水力輸送或是動力水力輸送。
8.如權(quán)利要求6或7所述的管道水力輸送機(jī)具的應(yīng)用，其特征在于所述動力水力輸送的動力是設(shè)置于水源(6 )與電動閥(8 )之間，由電動閥(8 )進(jìn)行控制。
全文摘要
一種管道水力輸送機(jī)具及其應(yīng)用是一支撐體內(nèi)安設(shè)有彈簧彈接有萬向輪于支撐體的一端頭與水力輸送管道內(nèi)壁滾動支撐連接，所述支撐體是固接于密封蓋一端面上，密封蓋的另一端面封閉于盛料容器的一端面，盛料容器的另一端面同樣由固結(jié)有支撐體的密封蓋封閉，并安設(shè)于水力輸送管道中，構(gòu)成管道水力輸送機(jī)具；該裝置的應(yīng)用是將水源連通一輸送管道，并在輸送管道上依次設(shè)置有抽水裝置、電動閥、投放裝置、制動裝置和接收裝置，本發(fā)明節(jié)能環(huán)保，拓寬了物料的輸送范圍，減小了物料的輸送阻力，保證了物料輸送系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，延長了使用壽命。
文檔編號B65G51/04GK102862820SQ20121035435
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月22日
發(fā)明者李永業(yè), 孫西歡, 李飛, 馬娟娟, 王銳, 張樂元 申請人:太原理工大學(xué)