CN86104866A - 膜隔离泵 - Google Patents
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Abstract
用于颗粒物料管道长距离运输的膜隔离泵。在该泵的隔离罐中设置非金属隔膜,使清水与浆体完全隔离,使浆体不进入泵体。从而实现了膜隔离泵的高扬程(H≤1990米水柱)、大流量(Q≤3000米3/小时)、高浓度(β≤60%)、高效率η70~80%)、高寿命。该泵适用于运输精矿、尾矿、铝土矿、灰渣、煤浆及粒煤等。运输物料的粒径可达到运输管径的五分之一。使用该泵可以降低能源消耗、基建投资和维修费用。
Description
本发明属于固体物料管道水力运输设备的技术领域。
固体粒状物料(精矿、尾矿、铝土矿、煤、灰渣等)与水混为固液两相流,利用管道长距离运输是近年来崛起的,被认为是一种与铁路运输具有竞争力的物料运输方式,为各国所重视。
目前,作为物料运输泵,已有离心泵、往复泵、油隔离泵及水隔离泵等。
离心泵(砂泵、灰泥泵、沃曼泵等)扬程低(扬程小于90m水柱),只适于物料短距离运输。水平运输铁尾矿,泵站距为2~3公里/站,较长距离运输,就需多级泵站串联,目前有的尾矿运输已串联到九级泵站。由于浆体直接进入泵体,叶轮、护板等磨损快,使泵的寿命短、维修费用高、效率低,这些问题将随着浆体浓度提高而加剧。
往复泵(柱塞泵、活塞泵、隔膜泵)流量小,通常最大流量200立方米/小时。这种泵结构复杂,维修困难。由于浆体进入隔膜泵泵体,进入柱塞泵、活塞泵泵缸,使导套、活塞杆、逆止阀等成为易损件,寿命短、且更换困难,维修费用高。
油隔离泵,又称为玛尔斯泵。这种泵是往复泵的一种变形,它通过隔离罐,使油与矿浆隔开,防止浆体进入泵缸,提高了泵的寿命。但这种泵由于是采取油与浆体直接接触,故既有油液流失,也存在浆体中的悬浮物混入油中进入泵缸的现象,从而造成油耗,又降低泵的使用寿命。又由于油与浆体直接接触的液面控制不够可靠,往往造成油液大量的流失,污染环境。并且流量小,不适于大流量浆体运输。
水隔离泵,又称为水力提升机。这种泵,水与浆体靠浮球隔离,由于浮球与罐壁有间隙,有清水流失现象,故清水不能闭路循环;还往往有混浆现象出现,故需设清水池。为了防止浮球卡住,该泵不能运输粒径大于2毫米的固体物料。该泵为了控制浮球的位置和调节三个浮球的相对运动速度,需有较复杂的检测和控制***,增加了设备的复杂程度及费用。
本发明的目的就是提供一种膜隔离泵,将驱动液和浆体完全隔离,解决以上几类泵存在的问题,实现高扬程、高浓度、大流量、长寿命的管道运输;降低能源消耗、基建投资和维修费用;减少操作人员、维护人员;避免环境污染。
以下结合附图叙述本发明的组成及工作原理。
图一 为膜隔离泵***图。
图二 为膜隔离泵的隔离罐的结构图。
本发明是这样实现的:如图一,膜隔离泵由驱动***、隔离罐组、供浆***和控制***组成。驱动***包括一个(或几个)清水泵〔4〕及一组控制闸阀A、B、C、D、E、F;隔离罐组由三个(或四个)隔离罐〔2〕组成,隔离罐〔2〕中设置非金属隔膜〔3〕,将驱动液与浆体完全分开,分成两侧,其中驱动液可以是水、油或者乳化液;供浆***由高位头浆体池〔7〕(或喂料泵)及一组逆止阀〔1〕(或颗粒泥浆闸阀)组成;控制***由液压控制装置及微机组成。
膜隔离泵工作时,清水泵〔4〕的高压驱动液经驱动液一侧所设置的A、B、C、D、E、F六个液控闸阀交替地供给隔离罐甲、乙、丙隔膜〔3〕的上部并将回程的驱动液又交替送回清水泵〔4〕的入口;由高位头浆体池〔7〕(或喂料泵)送来的浆体,经浆体一侧所设置的六个逆止阀〔1〕(运输物料粒径小于2毫米的浆体)或六个颗粒泥浆闸阀(运输物料的粒径大于2毫米,小于运输管径的五分之一),交替送进隔离罐甲、乙、丙的隔膜〔3〕的下部,罐中的高压驱动液通过隔膜〔3〕的摆动将压力能传递给浆体,使浆体交替送入外管道〔8〕,运输到指定的场所。为完成运输中流量和流动方向的调节,泵组中还有a、b、c、d、e六台液控闸阀,一台补水逆止阀H和一台安全阀g。清水泵〔4〕吸入侧装有压力表〔6〕,管道最高处有放气装置R。整机运行由微机控制,其工况在模拟板上模拟显示。
膜隔离泵的隔离罐,如图二,由上、下两个近似半球形的零件〔9〕和〔13〕、非金属隔膜〔3〕、金属园盘〔14〕、密封环〔11〕、螺母〔10〕、螺杆〔12〕组成。上、下半球的出口部位为流线形,强度按压力容器设计,中间通过法兰连接,连接处采用密封结构并固定非金属隔膜〔3〕。隔膜〔3〕为一种能适应运输物料的化学、物理性能的非金属制品。隔膜〔3〕的形状近似为盆形。隔离罐连结处法兰,采用非对称结构,使隔膜上、下摆动时,弯折点各异,以提高其挠曲寿命。隔膜〔3〕下面中心装有金属圆盘〔14〕,金属圆盘〔14〕的直径大于进、出口孔径,以便当控制失灵时,圆盘〔14〕堵住出口且圆盘〔14〕的边缘起密封作用,这时非金属隔膜〔3〕贴在隔离罐的罐壁上,避免出现事故。
本发明与已有技术相比具有很多优点:
1.由于采用膜隔离技术,使浆和驱动液严格分开,不存在混浆和驱动液流失现象。
2.由于没有驱动液流失,从而可实现驱动液闭式循环,可淘汰驱动液池。
3.运输介质的粒径大大增加。出口处采用逆止阀,可运输小于2毫米粒径的物料,采用闸阀,就可运输大于2毫米,小于运输管径五分之一粒径的物料。
4.扬程大,最大扬程是离心砂泵的20倍,是油隔离泵最大扬程的3倍,运输尾矿都可一泵到尾矿坝。由于节省了中继泵站,故节省了大量的基建投资和管理、维修费用。
5.流量大,最大流量为油隔离泵的20倍,隔膜泵的近100倍。
6.运输浆体的浓度大,可运输浆体的浓度小于60%。
参看图一,详细说明本发明的实施方案。
以运输尾矿的粒径小于2毫米,扬程为150米水柱,尾矿浓度30%,流量为190米3/小时的参数,实施该发明。
该方案的膜隔离泵,包括一个多级离心清水泵〔4〕,型号为150D30×6;六台入口阀门A、B、C、D、E、F,型号为KZ743A-25型;三个隔离罐〔2〕,采用近似球形结构,直径为1米,其中的隔膜〔3〕采用橡胶制品;六台出口阀门采用逆止阀〔1〕;a、b、c、d、e采用液控闸阀;清水溢水阀g;放气装置R;压力表〔6〕;补水池〔5〕及补水单向阀H;浓缩池〔7〕;驱动液采用水;外管道〔8〕。
膜隔离泵工作时,首先启动液压控制***的油泵D1、D2。油泵运行正常后,使阀b、d开启,这时浆体进入隔离罐甲、乙、丙的隔膜下部。然后,启动清水泵〔4〕,当清水泵〔4〕达到额定转速后,令闸阀a、c开启,全部开启后,设备进入起始程序Ⅰ。这时阀A开启,清水泵〔4〕排出的高压清水进入隔离罐〔1〕的隔膜〔3〕上部,隔膜〔3〕下部的浆体顶开逆止阀,排入外管道〔8〕,程序Ⅰ发出后,设备进入程序Ⅱ,此时阀A逐渐关闭,阀C逐渐开启,隔离罐甲、乙隔膜上部同时进入高压清水,而下部同时排出浆体。当阀A完全关闭,设备进入程序Ⅲ,这时阀B逐渐开启,高位头浓缩池〔7〕向隔离罐甲的隔膜下部供浆体,上部清水流回清水泵〔4〕入口。当阀B完全打开,此时进入程序Ⅳ。阀C逐渐关闭,阀E在逐渐开启,清水泵〔4〕同时向隔离罐乙、丙隔膜上部供高压清水,隔离罐乙、丙隔膜下部的浆体同时排入外管道〔8〕,而高位头浓缩池〔7〕的浆体进入隔离罐甲的隔膜下部。当阀C完全关闭,此时设备进入程序Ⅴ,这时阀D逐渐开启,阀B逐渐关闭,清水泵〔4〕向隔离罐丙隔膜上部供高压清水,隔离罐丙隔膜下面的浆体排入外管道〔8〕,而浓缩池〔7〕同时向隔离罐甲、乙隔膜下部供浆体。上部清水流回清水泵〔4〕入口。当阀B完全关闭,此时进入程序Ⅵ,阀A逐渐开启,阀E逐渐关闭,清水泵〔4〕同时向隔离罐甲、丙隔膜上部供高压清水,下部浆体排入外管道〔8〕,此时浓缩池〔7〕仅向隔离罐〔2〕下部供浆体,上部的清水流回清水泵〔4〕的入口。当阀E完全关闭,此时进入程序Ⅻ,阀F逐渐开启,阀D逐渐关闭,清水泵〔4〕仅向隔离罐甲隔膜上部供高压清水,下部浆体排入外管道〔8〕,浓缩池〔7〕同时向隔离罐乙、丙隔膜下部供浆体,上部清水流回清水泵〔4〕入口。当阀D完全关闭,此时进入程序Ⅷ。阀C逐渐开启,阀A逐渐关闭,清水泵〔4〕同时向隔离罐甲、乙隔膜上部供高压清水,下部浆体排入外管道〔8〕,此时浓缩池〔7〕仅向隔离罐丙的隔膜下部供浆体。当阀A完全关闭时,此时进入程序Ⅸ,阀B逐渐开启,阀F逐渐关闭,清水泵〔4〕仅向隔离罐乙隔膜上部供高压清水,下部浆体排入外管道〔8〕,浓缩池〔7〕同时向隔离罐甲、丙隔膜下部供浆体,使上部清水流回清水泵〔4〕的入口。当阀F完全关闭,此时进入程序Ⅹ,阀E逐渐开启,阀C逐渐关闭,清水泵〔4〕同时向隔离罐乙、丙隔膜上部供高压清水,下部浆体排入外管道〔8〕,浓缩池〔7〕仅向隔离罐甲隔膜下部供浆体。此时,该泵的一个完整工作过程结束。继续工作,循环程序Ⅴ至Ⅹ。
需要终止程序时,按动终止程序按钮,令阀d关闭,阀e开启,此时隔离罐的隔膜下部也进清水(浓缩池溢流水),按循环程序继续工作一段时间,实现停机前的浆体管道部分阀及外管道的清洗。然后停止清水泵〔4〕工作,并使阀A、B、C、D、E、F及阀a、b、c、d、e全部关闭。最后停油泵D1、D2。
泵开始运行时注意排气。
因泵的清水部分为闭路循环,由于某种原因清水泵〔4〕吸入侧供水不足,则清水泵〔4〕吸入真空度增加,补水池〔5〕清水顶开补水单向阀H,自动向清水泵〔4〕吸水侧补水。若清水泵〔4〕排出侧清水过多,隔膜〔3〕堵住排浆口,清水泵〔4〕排水侧清水压力上升,此时自动顶开清水溢流阀g,清水又排入补水池〔5〕,从而实现隔膜相对位置的自动调节。
Claims (9)
1、一种用于颗粒物料管道长距离运输的膜隔离泵,包括一个清水泵[4]、六个入口阀门(A、B、C、D、E、F)、三个隔离罐[2]、六个出口阀门[1]及a、b、c、d、e、g六个阀门,其特征在于所说的隔离罐[2],采用两个近似半球形的零件,通过法兰对接而成,在法兰对接处,装有非金属隔膜[3],使浆体与驱动液隔离在隔膜[3]的两侧。
2、按照权利要求1所说的膜隔离泵,其特征在于隔离罐〔2〕中的非金属隔膜〔3〕是橡胶制品。
3、按照权利要求1所说的膜隔离泵,其特征在于所说的隔离罐〔2〕上、下半球形零件的连接法兰,采用非对称结构。
4、按照权利要求1所说的膜隔离泵,其特征在于所说的驱动液可以是水、油或乳化液。
5、按照权利要求1所说的膜隔离泵,其特征在于所说的隔膜〔3〕,其中心底部固定一块强度足够的金属园盘,且直径大于隔离罐进出口的孔径。
6、按照权利要求1所述的膜隔离泵,其特征在于所说的出口阀门可以采用逆止阀。
7、按照权利要求1所述的膜隔离泵,其特征在于所说的出口阀门可以采用闸阀。
8、按照权利要求1所述的膜隔离泵,其特征在于所说的清水泵,可以用多个清水泵。
9、按照权利要求1所述的膜隔离泵,其特征在于所说的隔离罐,可以用四个。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 86104866 CN86104866A (zh) | 1986-08-07 | 1986-08-07 | 膜隔离泵 |
Applications Claiming Priority (1)
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CN 86104866 CN86104866A (zh) | 1986-08-07 | 1986-08-07 | 膜隔离泵 |
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Publication Number | Publication Date |
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CN86104866A true CN86104866A (zh) | 1987-08-12 |
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ID=4802630
Family Applications (1)
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CN 86104866 Pending CN86104866A (zh) | 1986-08-07 | 1986-08-07 | 膜隔离泵 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN86104866A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104100501A (zh) * | 2014-07-26 | 2014-10-15 | 徐州天科机械制造有限公司 | 胶囊式泥浆输送泵 |
CN104763607A (zh) * | 2015-02-16 | 2015-07-08 | 于长和 | 一种组合隔膜泵 |
CN106286242A (zh) * | 2015-05-18 | 2017-01-04 | 葛稳生 | 一种浆体输送设备 |
CN108953172A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-12-07 | 湖南柿竹园有色金属有限责任公司 | 一种隔离泵自动控制*** |
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1986
- 1986-08-07 CN CN 86104866 patent/CN86104866A/zh active Pending
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