Кеменов В.Н., Нестеров С.Б. Вакуумная техника и технология (1065498), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Был разработан всасывающий пылеприемный насадок для использования в металлургической, горной и других видах промышленности, применяющих вакуумную пылеуборку.Вакуумные насосы в угольной промышленности используются также для дегазации шахт [11]. Отсос, сбор и вывод из подземныхгорных выработок на поверхность рудничного газа производится попроложенным в горных выработках трубопроводам или по буровымскважинам, соединяющим выработки с поверхностью. Дегазационноеоборудование располагается на поверхности шахт и состоит из вакуум-насосов или ротационных воздуходувок с неискрящимися лопатками, обеспечивающими движение газа в дегазационной системе, приводов к ним и аппаратуры, регулирующей и контролирующей работумашин и приводов.Применение дегазации шахт привело к созданию новой технологии разработки газоносных угольных пластов с учетом попутнойдобычи метана.
При предварительной дегазации шахт проводится бурение параллельных скважин глубиной по 100 − 200 м и диаметром 80− 120 мм с интервалом 10 − 25 м. Каждая дегазационная скважина через водоотделитель присоединяется к шахтной сети газопроводов. Отсос газа из угольного пласта производится под давлением 1 − 2 Па в течение длительного периода времени (свыше 100 − 150 суток).Еще одной областью применения вакуума в горно-рудной промышленности является пневмотранспорт. Пневмотранспортные установки могут использоваться для транспорта мелкокусковых и пылевидных горных пород и руд на внутрифабричных транспортных коммуни-52кациях [12]. Различают всасывающие и нагнетательные пневмотранспортные установки.
В зависимости от условий эксплуатации пневмотранспортные установки выполняют стационарными и передвижными. Производительность стационарных установок достигает 125м3/чдробленых пород при длине транспортирования до 1500 м. Производительность передвижных установок до 40 м3/ч при длине транспортирования до 400 м. Для создания разности давления в трубопроводе вустановках низкого давления (до 3⋅105 Па) нагнетательного типа илиразрежения (до 0,5⋅105 Па) в установках всасывающего типа применяют воздуходувки.На обогатительных фабриках пневматический транспорт нашел широкое применение для перемещения концентратов руд различных металлов в виде аэросмесей, погрузки и разгрузки сыпучих и пылевидных материалов, удаления пыли. В зависимости от протяженности пневмопривода для работы установок всасывающего типа необходимо разрежение до 0,05 МПа [13].
Под действием разрежения, создаваемого вакуум-насосом (вентилятором, воздуходувкой), атмосферныйвоздух засасывается через сопло, увлекая транспортируемый материал.Фирма Bio-Tech Ltd (США) специализируется в области производства оборудования для нагнетательных и вакуумных пневмотранспортных установок, включая колена для транспортного трубопровода,муфтовые соединения и арматуру [14].Возможно использование выпускаемого оборудования и арматуры в установках для транспортировки абразивных и мелкозернистыхгрузов.
Фирма J.Schmel GmbH (Германия) предлагает регулятор степенивакуума в пневмотранспортных установках типа VR3-8, благодаря которому обеспечивается заданная степень вакуума независимо от колебаний в системе [15].В Германии предложен сепаратор, предназначенный для установки на входе емкости-сборника, используемый в установках вакуумного типа для пневмотранспорта зернистых грузов.В США запатентован вакуумный транспортер со специальнымтангенциальным сепаратором для эффективного удаления, сбора, сепарирования и размещения влажных, сухих и волокнистых материалов,включая жидкости и пульпы, преимущественно на горных предприятиях.В Германии запатентована пневмотранспортная установка вакуумного типа, осуществляющая дозированную подачу нескольких видов сыпучего материала нескольким потребителям, а также вакуумныйнасос.
Установка соединяет несколько емкостей, в каждую из которыхпоступает вещество, освобожденное от несущего воздуха, дозируется53и направляется потребителю. Между емкостями и сепараторами располагается распределитель, в который сходятся пневмопроводы отемкостей и сепараторов.Для горных предприятий особую роль играют системы электроснабжения, их надежность и безопасность. В отечественной и зарубежной практике широкое применение получили вакуумные коммутационные аппараты (ВКА) − контакторы и выключатели, позволяющиесущественно повысить надежность электроснабжения и снизить эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание [17].
ПреимуществаВКА в наибольшей степени проявляются в электроустановках с частыми коммутациями и тяжелым режимом работы.В вакуумных аппаратах контактная система помещается вспециальную камеру, в которой поддерживается вакуум порядка10-3 − 10-5Па. Электропрочность межэлектродного промежутка в вакуумево много раз выше, чем в воздухе при атмосферном давлении и поэтому дугу между контактами можно погасить при небольшом ходе контактов.Библиографический список1.
Иванов П. Н. Применение ленточных вакуум-фильтров на обогатительных фабриках // ЦНИИуголь. Серия «Обогащение и брикетирование угля». 1981.2. Filtration and dewateriag with vacuum // Mining Mag., 1991.Vol. 165. №3. P. 174−175.3. Krupp Fordertechnik offers... // Eng and Mining J. 1994. Vol. 195.№ 5. P. 824. Vacuum filter belt for solid-liquid separation // Mining J. 1994.Vol. 332. № 8269. P. 237.5. Franze Ulrich.
Machinen zur Entwa'sstrung von Schlammen uns wachwasserkeis-laufen // Schweiz. Baust. Ind. 1994. Vol. 25. № 3.P. 22−26.6. Виноградов Б.В. Факторы влияющие на технико-экономическиепоказатели работы, обезвоживания руд на дисковых вакуумфильтрах // Металлургия и горнорудная промышленность. 1990.№ 4. С. 40−41.7. Чуянов Г.Г. Обезвоживание, пылеулавливание и охрана окружающей среды. М.: Недра, 1987.548.
Товстановский О. Д. Освоение технологии обезвоживания железорудных концентратов на вакуум-фильтрах ДШ 160−3,2У // Чернаяметаллургия. 1990. № 10. С. 41− 44.9. Vickers F. The flotation and dewatering of fine coal Pt. 2 // Mine andQuarry. 1990. № 5. P. 28−30.10. Straubsauger fur Feinstaube // Gluckauf. 1991. Vol. 127. № 3 − 4.P. 84.11. Айруни А. Т. Дегазация шахт // БСЭ. 2-е изд. Т. 8. С. 8−9.12. Григорьев В. Н. Транспортные машины для подземных разработок. М.: Недра, 1984.14.
Батаногов А. П. Воздушное хозяйство обогатительных фабрик.М.: Недра, 1984.15. New vear resistant bend // Bulk Handl. 1989. Vol. 16. № 2., P. 53.16. Stufenois ienstellbarer Vakuumregler // Fordertechnik. 1993. Vol. 62.№ 12. P. 30.17. Разгильдяев Г. И., Курехин В. В. Вакуумные выключатели в схемах электроснабжения горных предприятий. М.: Недра, 1994.7. ВАКУУМНЫЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХУСТАНОВОКК электрофизическим установкам относятся электронные иионные ускорители, ускорительно-накопительные комплексы, столкновители, термоядерные реакторы и другие системы, предназначенныедля фундаментальных и прикладных исследований строения материи,физико-технических основ энергетики, физики плазмы и пр.
Так, например, ускорители используются для исследования свойств элементарных частиц в лучевой терапии, дефектоскопии, термоядерные реакторы – для исследований возможности получения управляемой термоядерной реакции. При создании электрофизических установок определяющим фактором являются вакуумные условия [1]. Так, фоновое давление в термоядерных реакторах с магнитным удержанием плазмы недолжно превышать 10-8−10-6 Па при объеме камер 300−800 м3 и площади стенок до 1000 м2. Быстрота действия сверхвысоковакуумныхоткачных систем превосходит 104 м3/с.
Требуемое остаточное давлениев накопителях и столкновителях составляет 10-9−10-7 Па при очень малой, около 50−80 мм, апертуре вакуумных камер, их протяженности всотни и тысячи метров и интенсивном газовыделении со стенок. Жест-55кие ограничения накладываются на парциальный состав газовой среды. Она не должна содержать углеводородов и компонент с большиматомным номером. Вакуумные системы электрофизических установоксостоят из следующих основных элементов:− вакуумной камеры, в которой осуществляются основные физическиепроцессы: ускорение, транспортировка и накопление заряженных инейтральных частиц, формирование и нагрев плазменных сгустков,поддержание электрического разряда в разряженных газах;− системы вакуумной откачки, включающей основные и вспомогательные средства вакуумирования камеры на различных этапах рабочего цикла;− коммутационно-регулирующей аппаратуры, обеспечивающей контролируемую подачу в камеру рабочего газа, управление газовымипотоками, разделение вакуумного тракта на отдельные участки и т.д;− системы вакуумметрии и газоанализа;− системы контроля герметичности вакуумного тракта;− системы управления.В зависимости от структурно-физических, конструктивных иэксплуатационных особенностей вакуумные системы электрофизических установок делятся на два класса.
Первый – вакуумные системы ссосредоточенными параметрами, – включает системы с преимущественно дискретным расположением средств откачки, присоединенных ккомпактной камере большого объема с помощью сравнительно коротких трубопроводов, и локализованной газовой нагрузкой. Второй –вакуумные системы с распределенными параметрами – включает системы на основе протяженных и структурно-периодических вакуумныхкамер с распределенной газовой нагрузкой и встроенными в камерупротяженными насосами.7.1. Вакуумные системы ускорителей и ускорительнонакопительных комплексовВакуумная система ускорительно-накопительного комплексаИнститута физики высоких энергий на энергию 3ТэВ построена следующим образом. Камеры обеих ступеней изготовлены из тонкостенных трубчатых заготовок из нержавеющей стали [2].
Внутренняя поверхность электрохимически полирована. Заготовки отжигают при1200 К в вакуумных печах с безмасляной системой откачки при давлении 10-4 Па. После сборки магнитных блоков секции подвергают ионной обработке. Интегральная плотность ионного потока на стенку не56должна превышать 4⋅1018 см-2. Для независимой наладки отдельныхсекций в камере с шагом 90 −100 м установлены разделительные шиберные затворы на металлических уплотнениях.
Монтируются такжеклапаны для подсоединения постов предварительной откачки, вакууметрические и масс-спектрометрические преобразователи и т.д. Основное средство получения требуемого давления 3⋅10-7 Па – ионногеттерные насосы с быстротой действия 0,16 −1,0 м3/с. Предварительная откачка осуществляется постами на основе турбомолекулярныхнасосов.Важная особенность вакуумной системы электронного накопителя-растяжителя НР-200 – применение камеры из алюминиевогосплава, изготовленной экструзионным методом. В накопитель из линейного ускорителя с частотой 300 Гц инжектируется электронныйсгусток с временной протяженностью 1,4 мкс. В зависиомости от режима работы требуемое давление в камере колеблется от 1,3⋅10-6 до1,3⋅10-7 Па; предельное остаточное давление (без пучка) – 1⋅10-8 Па.Для откачки накопителя используются сверхвысоковакуумные комбинированные ионно-геттерные насосы и посты предварительной откачки на основе турбомолекулярных насосов.7.2.
Вакуумные системы термоядерных установокОсновными элементами вакуумной системы термоядерногокомплекса, например, крупнейшего в мире отечественного комплексасо сверхпроводящей обмоткой тороидального магнитного поля –токамака Т-15 являются разрядная камера, криостат, инжекторы быстрых нейтральных атомов и блоки откачки. В вакуумный тракт входяттакже элементы систем ВЧ-нагрева плазмы, напуска газа, криогенныйи диагностический комплексы [2, 3]. Для формирования плазменногошнура и локализации областей взаимодействия плазмы со стенкамивнутри тороидальной разрядной камеры установлены подвижные инеподвижные диафрагмы из графито-содержащих композиций.Фоновое давление в камере примерно 10-6 Па. Расчетные значения удельной скорости газовыделения примерно 4⋅10-10м⋅Па.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
