一种固体颗粒物料的水力输送装置
1.本发明涉及水利输送领域，具体的说是一种固体颗粒物料的水力输送装置。
背景技术：
2.固体颗粒物料管道水力输送技术研究的核心是输送载体动力特性与系统输送参数研究。在冶金、煤炭，化工、水利等众多领域，管道输送已广泛地用于矿石、固体废料等的输送。我国自然地理环境复杂，矿产资源比较丰富，固体颗粒物料采用管道水利输送既能节约资源，又经济、安全、无环境污染。
3.根据流体力学的基本原理，固体颗粒在管道中实现悬浮状态输送，这主要借助流体所具有的各种单颗粒在液流中作自沉降，同时受到重力、浮力和阻力。对于水平输送，固体颗粒越小越易于水力输送，对水力的具体大小提出要求。但目前采用的直流浆体管道往往需要大流速才能输送高浓度的物料，因而造成固体颗粒物料中的大比重颗粒更加容易沉降于输送管道底部，在颗粒表面粗糙或呈非圆形大摩擦角的情况下，极易在输送管道内的底部位置产生沉积效应，减少输送管道的有效输送容积甚至产生堵塞等问题，而清理输送管道中的沉积颗粒费时费力。
技术实现要素：
4.本发明旨在提供一种固体颗粒物料的水力输送装置，有效减轻输送管道内固体颗粒物料的沉积阻塞并延长清理维护周期。
5.为了解决以上技术问题，本发明采用的具体方案为：一种固体颗粒物料的水力输送装置，包括输送管道和间隔连接在输送管道上的多个加压泵，输送管道内缘的底部设有多个导向块，且多个导向块沿输送管道的长度方向间隔分布，导向块呈楔形，导向块的楔面迎向水体流动方向分布，以将流经导向块的水体中的固体颗粒物料向上扬起并避免固体颗粒物料在输送管道内缘的底部沉积。
6.优选的，导向块内开设有贯穿自身楔面和基底面的引射孔。
7.优选的，引射孔为锥形孔，大端分布于导向块的基底面上，小端分布于导向块的楔面上。
8.优选的，引射孔的小端面位于楔面上靠近楔面和基底面的相交处。
9.优选的，导向块的楔面靠近基底面的端部朝向上方翘起分布并形成末端加速部。
10.本发明中在输送管道的底部间隔设有多个楔形的导向块，固体颗粒物料在随水流经过导向块时，对应位置的水体和水体中受到上层颗粒的挤压作用或因自身比重过大而在重力作用影响下产生沉降的固体颗粒物料，即随导向块楔面的导向作用而获得一个向上的分速度并向上扬起，且该向上的分速度因楔面与输送管道上壁之间的间隙逐渐变小所引发的流通截面变小而持续增大，从而使对应的固体颗粒物料高速扬起，最终使本发明一方面通过向上推动对应颗粒物料，直接避免了上述固体颗粒物料较快速的落入输送管道底部，并与输送管道底部产生接触并结合过大的摩擦力或摩擦角而沉积；另一方面，因比重过大
而沉降于输送管道中下部的的颗粒物料经自身上扬移动和水流高速上扬冲刷力推动后容易落于输送水流的表层，从而受到其下方的比重较小颗粒物料因浮力而产生的向上的托举作用，进一步使比重过大的颗粒物料不容易沉降而在输送管道底部沉积。
11.在本发明的优选实施方式中，在导向块内还开设有引射孔，引射孔的一端贯穿楔面，可通过楔面处高速流动的水体产生引射效果并将引射孔中的物料高速抽出。引射孔的另一端贯穿基底面，使基底面后方的因水体流过导向块而流通通道急剧变宽导致水体流速变缓而产生沉降的部分固体颗粒物料可经引射孔喷出并再次高速越过导向块，进而降低了导向块基底面后方位置固体颗粒物料沉降并产生沉积的概率，进一步提高了本发明对于缓解或避免输送管道内的阻塞的效果。
附图说明
12.图1为本发明的一个实施例中的输送管道部分的剖视结构示意图；
13.图中标记：1、降速区，2、加速区，3、输送管道，4、楔面，5、末端加速部，6、导向块，7、引射孔，8、基底面。
具体实施方式
14.本实施例的一种固体颗粒物料的水力输送装置，与现有技术中的水力输送装置相同的，均包括输送管道3和间隔设置在输送管道3上的加压泵。输送管道3的起始端与固体物料颗粒仓相连，加压泵将水体泵入输送管道3内，通过水体沿输送管道3的流动实现固体物料颗粒的长距离输送。
15.与常规水利输送装置不同的是，如图1所示本实施例的输送管道3内的底部设有防阻塞系统，防阻塞系统包括固定于输送管道3底部的多个导向块6(图1中仅示出两个)，且导向管沿输送管道3的长度方向间隔分布，通过导向块6将流经的水体和固体物料颗粒向上扬起降低固体颗粒物料沉降并沉积于输送管道3底部的概率，从而有效减轻输送管道3内固体颗粒物料的沉积阻塞并延长清理维护周期。
16.所有导向块6均为形状相同的楔形块，均包括楔面4、基底面8以及底部固定面。所有导向块6的底部固定面均以焊接方式与输送管道3的底部固结，而所有导向块6的楔面4均朝向输送管道3内水体的流向a方向设置。由此设置，即因楔面4和输送管道3顶部之间形成的流通通道的截面持续变窄，使流经的水体和水体中的固体颗粒物料加速，从而在每一个导向块6的楔面4上方均形成加速区2。而流经加速区2的水体以及对应导向块6高度范围内的沉降固体颗粒物料即沿流向b方向而获得一个向上的分速度，通过该分速度阻止固体颗粒物料持续沉降，直接避免其过快沉降导致的沉积，并在其流经导向块6末端后在水体冲刷作用下跃至水体表层，在小比重固体颗粒物料浮力所产生的向上的推举作用下，延长了其沉降至管道底部的时间和概率，减缓固体颗粒物料的沉积。
17.本实施例中，导向块6斜面的右侧末端向上翘起并形成末端加速部5，使得加速区2末端的流通通道的截面进一步急速变窄，从而进一步提高了流经水体及固体颗粒物料的速度，确保沉降固体颗粒物料被扬起并跃至水体的表层。
18.图1中，在水体和固体颗粒物越过导向块6后，因输送管道3内流通通道的截面复原，导致在导向块6基底面8的右侧产生一个降速区1。为避免因水体在降速区1内流速降低
而导致的部分固体颗粒物快速沉降，本实施例在导向块6上还开设有引射孔7。引射孔7为锥形孔并贯穿导向块6的楔面4和基底面8，其大端分布于基底面8上，利于将更多的沉降固体颗粒物吸入其内；其小端分布于楔面4上靠近顶部的位置，利用高速流经引射孔7小端的水体对引射孔7内的水体及固体颗粒物产生引射效应，使其沿d向重新回流至导向块6的楔面4尾部并经水体加速后上扬，由此避免降速区1内的固体颗粒物沉降并沉积。
技术特征：
1.一种固体颗粒物料的水力输送装置，包括输送管道(3)和间隔连接在输送管道(3)上的多个加压泵，其特征在于：输送管道(3)内缘的底部设有多个导向块(6)，且多个导向块(6)沿输送管道(3)的长度方向间隔分布，导向块(6)呈楔形，导向块(6)的楔面(4)迎向水体流动方向分布，以将流经导向块(6)的水体中的固体颗粒物料向上扬起并避免固体颗粒物料在输送管道(3)内缘的底部沉积。2.根据权利要求1所述的一种固体颗粒物料的水力输送装置，其特征在于：导向块(6)内开设有贯穿自身楔面(4)和基底面(8)的引射孔(7)。3.根据权利要求2所述的一种固体颗粒物料的水力输送装置，其特征在于：引射孔(7)为锥形孔，大端分布于导向块(6)的基底面(8)上，小端分布于导向块(6)的楔面(4)上。4.根据权利要求3所述的一种固体颗粒物料的水力输送装置，其特征在于：引射孔(7)的小端面位于楔面(4)上靠近楔面(4)和基底面(8)的相交处。5.根据权利要求1所述的一种固体颗粒物料的水力输送装置，其特征在于：导向块(6)的楔面(4)靠近基底面(8)的端部朝向上方翘起分布并形成末端加速部(5)。
技术总结
一种固体颗粒物料的水力输送装置，包括输送管道和间隔连接在输送管道上的多个加压泵，输送管道内缘的底部设有多个导向块，且多个导向块沿输送管道的长度方向间隔分布，导向块呈楔形，导向块的楔面迎向水体流动方向分布，以将流经导向块的水体中的固体颗粒物料向上扬起并避免固体颗粒物料在输送管道内缘的底部沉积。本发明可有效减轻输送管道内固体颗粒物料的沉积阻塞并延长清理维护周期。料的沉积阻塞并延长清理维护周期。料的沉积阻塞并延长清理维护周期。
技术研发人员：王博 李启凯 耿直 范天雨 叶昕 何流 许泽帆 陈紫涵 李敏 聂相田
受保护的技术使用者：华北水利水电大学
技术研发日：2022.09.21
技术公布日：2022/11/25
