Бақылау сұрақтары:

1. Гидравликалық (өздігінен сырғанып түсетін) жүктерді түсіру құрылғылардың түрлері, қолдану салалары, ерекшелігі неде?

2. Гравитациялы сырғымада дара және сусымалы жүктердің тасымалдануы неге байланысты, жұмыс істеу принципі қандай?

3. Сырғымалардың түрлері, вертикальді, көлбеу және спиральді сырғымалардың ерекшеліктері, артықшылығы мен кемшіліктері неде?

4. Сырғымалардағы жүктерді тасымалдауда, сырғанап түскенде, жүктердің қауыпсіздігін сақтау құрылғыларын (тежеулер) түсіндіріңіз?

5. Роликті сырғамалардың түрлері, ерекшеліктері мен артықшылығы, пайдалану өңірі.

6. Шаңданатын, ұлпа, ұнтақ материалды тасымалдайтын гравитациялық сырғымалар. Көлденең қиындысы, қымтау әдістері.

7. Гравитациялық құрылғыны есептеу әдісі.

8. Гравитациялық құрылғының өнімділігін анықтау.

9. Сатылы гравитациялық жүкті түсіру құрылғысы, ерекшеліктері.

15-тақырып. Пневматикалық және гидравликалық көлік

Сығылған немесе сиретілген ауамен сусымалы материалдарды (жүкті) құбыр немесе науа бойымен тасымалдайтын көлікті пневматикалық көлік деп атайды. Пневматикалық тасымалдайтын қондырғыларды (пневмокөлікті) бункерлер мен силостарға сусымалы, үйілмелі материалдарды тиеуге, осы материалдарды қоймалардан өндірістерге жіберуге, темір жол вагондарына, кемелерде, автокөліктерге жүктерді тиеп және түсіруге, жартылай фабрикаттар мен дайын өнімдерді тасымалдау үшін пайдаланады. Құрылыс өндірісінде цемент, гипс, сода, бор, топырақтағы алюминий тотықтарын (глинозем), ағаш, металл үгінділерін, ал полиграфия өндірісінде жартылай және дайын өнімдерді, технологиялық қалдықтарды тасымалдау және т.б. ұқсас материалдарды тасымалдау үшін пневмокөлікті кеңінен қолданады.

Жерден көтерілген күйде материалдарды, жүкті ауамен тасымалдайтын пневматикалық қондырғыларды соратын, айдайтын және аралас қондырғыларға бөледі (15.1-сурет). Соратын қондырғылардың құбырөткізгішіндегі қысымы атмосфералық қысымнан әрқашанда төмен болады. Айдайтын қондырғылардың құбырөткізгішіндегі қысымы атмосфералық қысымнан біршама жоғары болады. Аралас (сорып-айдайтын типті) қондырғылардың соратын құбырөткізгішіндегі қысымы төмен, ал айдайтын құбырөткізгіштегі қысымы атмосфералықтан жоғары болады.

Соратын қондырғыдағы (15.1,а – сурет) соңғы нүктесінде орналастырылған вакуум-сорғы (7) ауаны сиретеді де, содан кейін материалды бір немесе бірнеше саптамамен (1) құбырөткізгішке (2) сорып алады, содан кейін материал немесе жүк ауадан бөлетін құрылғыға (циклон) (3) келеді, одан әрі шлюздің қақпағы (4) арқылы силосқа (5) келіп түседі. Материалдан босаған ауа шаңұстағышқа (6) келіп түседі, мұнда ол тазартылады да вакуум – сорғыға өтіп құбырөткізгіш бойымен атмосфераға босатылып шығады. Соратын қондырғылар 0,05МПа дейінгі қысыммен жұмыс жасайды. Бірнеше орыннан бір нүктеге материалды жіберген кезде осы қондырғыларды пайдаланады.

Айдау сұлбасы бойынша жұмыс жасайтын қондырғыдағы (15.1,ә – суретті қараңыз) сығылған ауа компрессордан (8) ауажинағыш (9) пен сүзгіге (10) өтіп құбырөткізгішке (2) келіп түседі. Осы құбырөткізгішке бункерден бұрандалы қоректендіргішпен (11) сусымалы материал да жіберіледі, ол ауа ағымымен араласып циклонға (3) келіп түседі. Одан әрі ауа шаң ұстағыштан (6) өтіп, атмосфераға босатылады. Материалды және шаңды шығарып тастау үшін шлюздік қақпақтарды (4) пайдаланады. Айдайтын қондырғыдағы қысымның шамасы 04…0,6МПа жетеді. Негізінде, осы қондырғыларды бір аймақтан бірнеше аймаққа материалды жіберу үшін пайдаланады.

Аралас қондырғыларда (15.1,б-сурет) соратын және айдайтын құбырлар арасында компрессор (8) орнатылған, ауаны сору арқылы бөлгіштен (циклоннан) (3) оны соратын құбырөткізгішке (12) жібереді. Сусымалы материал бөлгіште (6) ауадан бөлініп шлюздік қақпақ (4) арқылы қабылдау аймағына келіп түседі.

Аралас типті қондырғылар бірнеше жүк тиейтін орындардан жүкті, материалды алып, бірнеше аймақтарға біруақытта жіберіп тұрады.

Вагондар мен кемелерден жүкті түсіру үшін өзі жүретін және жүзетін жүк тиегіштерді қолданады. Осындай машиналарды, мысалы, цемент және бидай өнімдерін түсіру үшін пайдаланады.

Пневматикалық тасымалдау қондырғыларының артықшылықтары құбырөткізгіштерінің жинақтылығы, саңылаулығы, жүкті толығымен автоматты тасымалдау мүмкіндігі, жоғары сенімділігі, пайдаланудың қарапайымдылығы болып табылады. Олардың кемшіліктеріне энергияны көп тұтынуы (мысалы, таспалы конвейерлерге қарағанда 10…15 есе артық); бұжырлы материалдарды тасымалдаған кезде жабдықтың қарқынды тозуы; қоспалы (жабысқақ, ылғалды) материалдарды тасымалдауға жарамайтындығы жатады.

Ауа шығыны Q_в (м³/сағ) материал түріне және өнімділігіне байланысты болады:

. (15.1)

Құбырөткізгіштегі ауа қысымы айнымалы болып тұрады және ол аэроқоспа қозғалысының бағыты бойынша төмендейді. Ауа шығыны өзгермейтіндіктен, оның жылдамдығы сәйкесті жоғарылайды. Соратын қондырғыларда ауа жылдамдығы _min-ден (саптамада) _max-ға дейін (сорғыда) жоғарылайды. Айдау қондырғыларындағы қоректендіргіштерде _min, ал шығуында - _max көтеріледі.

Ауа сорғысымен тұтынатын қуат (кВт),

N_н = Σp·Q_в/1000.

Қозғалтқыштың қуаты

N_дв = N_н /η,

мұндағы η – сорғы жетегінің ПӘК-і.

Құбыр, науа және басқа жасанды арналар бойымен жүкті, материалды сұйықтықпен (сумен) араластырып тасымалдайтын қондырғыны гидравликалық тасымалдау қондырғылары деп атаймыз.

15.1– сурет. Пневматикалық тасымалдаушы қондырғылардың сызбалары:

а – соратын; ә – айдайтын; б – аралас; 1 – саптама; 2 – құбырөткізгіш; 3 – циклон; 4- шлюздік қақпақ; 5- силос; 6 - шаңұстағыш; 7- вакуум-сорғы; 8- компрессор; 9- ауажинағыш; 10- сүзгі; 11- бұрандалы қоректендіргіш; 12- айдайтын құбырөткізгіш

Осы қондырғылардың жұмыс істеу міндеті үйілмелі материалдың бөлшектеріне ағынды суды үлкен тасқынмен жіберу және оны жоғары жылдамдықпен тасымалдау болып табылады. Бұл қондырғыларды қысымды және қысымсызға бөледі. Қысымды қондырғыларда пульпа (материал мен судың қоспасы) сорғымен тасымалданады, ал қысымсыз қондырғыларда – көлбеулі жазықтықтағы материалдың салмағынан құралатын құраушының әсерімен тасымалданады.

Сусымалы материалды құбырөткізгішке кіргізу тәсілі бойынша қысымды гидравликалық қондырғыларды пульпасорғысы бар және бункерлік берілісі бар (қоректендіргіші) деп бөледі.

Гидроқондырғыларды құм, көмір, руда, тау-кен жыныстары, күл, шлак, топырақ және т.б. тасымалдау үшін пайдаланады. Содан басқа, мониторлар арқылы гидравликалық тәсілмен забойдағы жыныстардан пайдалы қазбаларды гидроқондырғылармен пульпаны тасымалдап бөледі.

Гидравликалық көліктің қасиеттері: күрделі тасымалдау жолының үлкен ұзындығы мен өнімділігі; құрылымының қарапайымдылығы; пайдалану және қызмет көрсету қолайлығы; гидроқондырғы жұмысының толық автоматтандырылу мүмкіндігі; сусымалы, үйілмелі материалды тасымалдау құнының аздығы болып табылады.

Оның кемшіліктеріне: тасымалданатын кесектер ірілігінің шектелуі; бұжырлы жүкті тасымалдаған кезде құбырөткізгіштің тез тозуы; су мен энергияны көп тұтынуы; қыста пульпаның қатуы жатады. Бірақ, бұған қарамастан оларды кеңінен пайдаланады.

Пульпосорғысы бар гидротасымалдау қондырғысы 13.6,а-суретте келтірілген. Тасымалданатын материал пульпасы бар ыдысқа (1) ленталық конвейермен (2) беріледі, одан әрі соңғысы пульпосорғымен (4) қабылданып, пульпоөткізгіш (5) бойынша кең көзді үлкен елекке (8) жіберіледі. Ол електе сусымалы материал судан бөлініп көлбеулі тормен қабылдайтын бункерге (9) келіп түседі. Сусымалы материалдың бөлшектерінен бөлінген су құйғыш (7) арқылы ыдысқа (10) құйылып және сол ыдыстан сорғымен (6) суағар (суқұйғыш) (3) бойымен келесі ыдысқа (1) құйылады, ол жерде қайтадан сусымалы материалмен араласып, пульпаға айналады.

Сипатталған жүйенің артықшылығы құрылымының қарапайымдылығы, ал кемшілігі – тасымалданатын материалдың бұжырлы бөлшектерінің әсерінен пульпасорғының тез тозуы болып табылады. Материалды бункерден жіберетін жүйелерде бұл кемшіліктер болмайды.

Материалды бункерден беретін гидротасымалдау қондырғыларында (15.6,ә-сурет) ыдыстағы (10) су айдайтын құбырөткізгішке (13) сорғымен (4) беріледі, ол жерде арнаулы қоректендіргіш (11) (бұрандалы, камералы және т.б.) арқылы сусымалы материал бункерден (12) енгізіледі.

Құралған пульпа одан әрі пульпоөткізгіш (5) бойынша белгіленген пунктке тасымалданады, мұнда материалды судан бөліп, ары қарай пайдалану үшін сорғыға жібереді. Осындай қондырғы арқылы ірі кесекті сусымалы материалды, жүктерді тасымалдауға болады. Осы сұлба бойынша жұмыс істеген кезде қоспаның шоғырлануы өте жоғары болуы мүмкін. Сұйықтық қысымы ≈ 10 МПа құрайды. Гидротасымалдау қондырғыларының негізгі элементтері топырақ сорғыштар, пульпаөткізгіштер және арматура болып табылады. Топырақ сорғыштарын (пульпасорғыштар) құбырөткізгішпен гидроқоспаларды тасымалдау үшін пайдаланады. Пульпосорғыларды поршеньдік және центрден тепкіш деп бөледі. Біріншілері жоғары қысымды болады, бірақ тез тозып қалады.

Есептеуге арналған алғашқы берілгендер: қондырғының жұмыс өнімділігі Q, т/сағ (материал бойынша); айдау ұзақтығы L, м; көтеру белгісінің айырымы Н, м; тасымалданатын жүктің, материалдың сипаты: тығыздығы ρ, т/м³; кесектер ірілігі a_max, м; гидроқоспаның тығыздығы ρ_г, т/м; гидроқоспаның (көлемдік) шоғырлануы μ. Қондырғыны есептеуді келесі тәртіппен орындайды:

15.2 – сурет. Гидротасымалдау қондырғысының сұлбалары:

а – пульпосорғысы бар; ә – камералық қоректендіргіші және ортадан тепкіш сорғысы бар; 1 – пульпасы бар ыдыс; 2 – ленталы конвейер; 3 – суағар (суқұйғыш); 4 – пульпосорғы; 5 – пульпоөткізгіш; 6 – сорғы; 7 – құйғыш; 8 – кең көзді үлкен елек; 9 – қабылдаушы бункер; 10 – суға арналған ыдыс; 11 – қоректендіргіш; 12 – бункер; 13 – айдайтын құбырөткізгіш

15.1 – кесте. Гидроқоспаның ауыспалы жылдамдығының мәндері, м/с

Тасымалданатын материал, жүк	Құбырөткізгіштің диаметрі, мм
	200	300	400	500	600
Саз балшықты фракция	1,6	1,8	2,2	2,5	2,7
Майдатүйіршікті құм	2,1	2,4	2,7	3,0	3,2
Гравиясы бар ірітүйіршікті құм (%): 10-нан аспайтын	2,6	2,8	3,2	3,4	3,6
45-тен аспайтын	2,8	3,0	3,4	4,0	4,3
Гравий, қиыршық тас	3,4	3,8	4,2	4,6	5,0

1) Пульпаөткізгіштің ішкі диаметрін d_т 13.1 кесте бойынша қабылдайды және оны d_т ≥ ( 2,5…3,0) a_max (мұндағы a_max – жүктің максимальді кесегінің өлшемі) шарт бойынша тексереді.

2) Гидроқоспаның ауыспалы жылдамдығын υ_кр (м/с) жүктің түріне және пульпаөткізгіштің қабылданған диаметріне d_т байланысты анықтайды (13.1-кесте).

3) Гидроқоспаның есептелген жылдамдығын келесідей қабылдайды, м/с

 = (1,1…1,2)_кр.

4) Гидроқоспалардың шығынын келесідей табамыз (м³/сағ)

V_г = Q/(ρ_г·μ ),

мұндағы Q – беріліс, т/сағ; μ – гидроқоспаның шоғырлануы: μ = 0,14…0,25.

5) Беру бойынша пульпаөткізгіштің қабылданған диаметрін келесідей тексереді

.

Егер диаметрі d_т кіші болса, онда келесі үлкен диаметрін қабылдайды және ауыспалы, әрі есептелген жылдамдығын қайтадан анықтай бастайды.

6) Ауыспалы жылдамдығын анықтаймыз (м/с). Бөлшектері a < 0,2мм өлшемді шаң- және ұнтақ тәрізді материалдар үшін

,

мұндағы k₁ – эмпирикалық коэффициент: k₁ = 0,1…1,5; α = (ρ_г – ρ₀)/ρ₀; ρ₀ – судың тығыздығы.

Түйіршікті және кесекті материалдарды, жүктерді тасымалдаған кезде

,

мұндағы с₁ = 8,5…9,5 – эмпирикалық коэффициент; f₀ – материалдың құбыр қабырғасына үйкеліс коэффициенті: f₀ = 0,1…0,15 – антрацит үшін; f₀ = 0,3…0,4 – тақтатас үшін.

7) Сорғының қысымын келесідей есептейді (Па)

p = p_вс+ p_г + p_тр + p_м + p₀,

мұндағы p_вс = 20…30 Па – сорған кездегі шығын; p_г = 1000Н·ρ_гg – гидроқоспаны шығаратын орындағы сорғы мен пульпаөткізгіштің осьтерінің геодезиялық белгілерінің айырымының Н (м) салдарынан пайда болатын шығындар, Па (мұнда ρ_г – в т/м³); р_тр = =1000λυ²Lρ_г/2d_т – пульпаөткізгіштің ұзындық бойындағы үйкеліс шығыны, Па (мұнда L – в м;  – в м/с; g = 9,81 м/с²; d – в м;) λ – таза су аққан кездегі кедергілер коэффициенті:

dт, м	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
λ	0,018	0,016	0,0155	0,015	0,0145

_м ≈ 0,1ρ_тр – иіндерде және т.б. жергілікті шығындар, Па; p_о = 30…50Па – пульпаөткізгіштің соңында қалған қысым.

8) Сорғының қысымы р (Па) мен гидроқоспалардың шығыны V_г (м³/сағ) бойынша сәйкесті пульпасорғыны қабылдайды.

9) Пульпасорғының қажетті қуатын анықтайды (Вт)

N = Q·H/(3600η_н),

мұндағы Q – жер сорғыштың сағаттық өнімділігі, м³/сағ; Н – қондырғыдағы қысым шығыны, кПа; η = 0,38…0,6 – сорғыш қондырғының п.ә.к..

Сорғыларды қысымның, қуаттың, ПӘК және шығыннан (берілістен) сорудың қажетті биіктігінің байланысын білдіретін жұмыстық сипаттамасы бойынша таңдайды.

Сорғылардың паспорттық жұмыстық сипаттамаларында су мен гидроқоспаларға арналған деректер келтірілген. Сорғы кедергісіне байланысты оның тартылысы өзгереді, сондықтан паспорттық сипаттамалары қайта есептелінеді.

Негізгі әдебиет: 5 нег. [185-199].

Қосымша әдебиет: 12 қос. [113-128].