Capsule hoist system for vertical transport of coal and other mineral solids

A capsule hoist system for the vertical transport of solids in pipelines is studied. For this system a cylindrical capsule loaded with cargo is inserted into the lower end of a vertical liquid filled tube. The capsule which is of lower average density than the liquid is lifted due to natural buoyant forces. A theoretical analysis of capsule speed and system transport efficiency is carried out. The predicted results are in good agreement with a substantial number of experimental results. Of particular interest was the effect of the ratios of capsule diameter to tube diameter, capsule diameter to capsule length and average capsule density to liquid density. The principal goal of the study is to determine design factors which will maximize the rate of hoisting cargo for a particular system. It was concluded that the best ratios for capsule diameter to tube diameter and capsule density to liquid density are both approximately 2/3. It was further concluded that capsule length and the shape of the capsule nose has little influence on the efficiency of this transport system. On a etudie un systeme a capsule mobile pour le transport vertical de matieres solides dans des pipe-lines. Dans ce systeme, on introduit une capsule cylindrique, chargee a l'extremite inferieure d'un tube vertical rempli de liquide; la capsule dont la densite moyenne est inferieure a celle du liquide est soulevee par sa force naturelle de flottabilite. On fait une analyse theorique de la vitesse de la capsule et de la capacite du transport du systeme. Les resultats prevus concordent bien avec un nombre substantiel de resultats experimentaux. Les points suivants se sont averes particulierement interessants: (a) l'effet du rapport entre le diametre de la capsule et celui du tube; (b) l'effet du rapport entre le diametre de la capsule et sa longueur; (c) l'effet du rapport entre la densite moyenne de la capsule et la densite du liquide. L'objectif principal de l'etude est de determiner les facteurs de conception qui maximisent la vitesse du soulevement d'une charge pour un systeme particulier. On a conclu que les meilleurs rapports entre le diametre de la capsule et le diametre du tube ainsi qu'entre la densite de la capsule et celle du liquide sont approximativement 2/3 dans les deux cas. On a aussi deduit que la longueur de la capsule et la forme de sa proue n'ont que peu d'influence sur l'efficacite du systeme de transport.