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   水隔膜泵是在水隔離泵(亦稱球隔離泵)和隔膜泵(即奇好泵)的基礎上研發的。它以多級清水泵為動力源,以清水為傳動介質,清水推動隔膜,隔膜推動礦漿,通過這種壓力傳遞的方式,把礦漿送到指定地點。這種泵綜合了水隔離泵流量大和隔膜泵揚程高的雙重特點:                    

最大流量達1000m3/h,

最高揚程達12Mpa,

最高濃度65%一下。

由于采用膜隔離,因此無水耗,不混漿。由于傳動介質為清水,所以沒油耗,因此它又摒棄了水隔離泵大量水耗,偶爾混漿,清水泵磨損快和隔膜泵存在油耗和污染環境的弊端。

一.水隔膜泵的結構及工作原理

1.1;水隔膜泵結構   

由五個系統組成,包括動力系統(清水泵,電動機,變頻啟動柜),隔離系統(三個隔離罐,三個隔膜六個保護裝置,九個檢測裝置組成),清水分配系統(六個清水閥,一個液壓站),止回閥系統(六個止回閥),微機控制系統(一臺工控機和一臺PLC可編控制器)。結構及組成見圖1


1.2;工作原理

由高位礦漿倉或濃縮池或喂料泵,向隔離罐下部供礦漿,礦漿經進漿止回閥進入隔離膠囊里面,擴充膠囊申張至罐壁,此時回水清水閥處于打開狀態,進水清水閥處于關閉狀態,罐與隔膜之間清水在礦漿擠壓下流回清水箱。當進水清水閥打開時(回水清水閥處關閉狀態)高壓清水泵輸出的高壓清水,經進水清水閥進入隔離罐與膠囊之間(此時膠囊已緊貼罐壁),擠壓出膠囊中的礦漿經排漿止回閥進入外管線。清水泵的高壓清水的壓力經隔膜傳遞給礦漿,獲得高壓的礦漿被輸到很遠的儲存地點。三個罐類似120度角那樣不斷進漿和排漿,進漿和排漿總管道都會呈現連續的,平穩的礦漿流量

水隔膜泵各部件運動,均由控制微機按予編程序工作。微機控制液壓站,液壓站是微機的動力執行系統,它控制清水閥的關閉及周期調整。微機根據檢測信號,調整變頻器的頻率,改變輸出流量的大小。根據隔膜位置檢測信號,調整供排漿的匹配。根據光電檢測信號判斷哪個隔膜破裂。由于水隔膜泵有可靠的隔膜保護裝置,即使操作失誤,隔膜也不會損壞。工作原理見圖2。

                              水隔膜泵原理圖

1)罐體(2)尾礦(3)隔膜(4)清水閥(5)三片閥(6)喂料箱(7)穩壓灌(8)三片閥(9)清水泵(10)逆止閥(11)閘閥(12)清水池

 

二.水隔膜泵性能及特點

2.1;水隔膜泵的揚程流量特性,完全等同于所配套的清水泵,由于清水泵不怕短時間弊死運行,因此水隔膜泵不加安全閥。選用壓力流量范圍應在效率較高的區間,壓力裕度一般留20m左右,最高流量可達1000m3/h。(4.0Mpa以下)最高揚程可達12Mpa,(400m/3h以下)

2.2;水隔膜泵沒有自吸能力,通常采用架高的喂料倉或濃縮池或喂料泵喂料。喂料壓差,重量濃度在65%以下的礦漿需要0.08——0.1Mpa。重量濃度高于65%,或者粒度很細,重量濃度雖低于65%,但流動性較差,喂料壓差需要0.2——0.3Mpa。喂漿倉容積應不小于額定流量的3——4分鐘。

2.3水隔膜泵的清水箱較大,原因是考慮循環水的散熱。水隔離泵清水箱不考慮散熱是因為它有大量補水和水耗,而水隔膜泵沒有。水隔膜泵水箱容積應為額定流量的5——8分鐘。

2.4水隔膜泵對漿體的粒度適應較廣泛,通常要求粒度不超過2mm。但對水煤漿,輸送粒度可達10 mm。這是因為水隔膜泵運動頻率很低,是往復泵的二十分之一,所以其止回閥,可改為液動切斷閥。但對于長距離輸送,其粒度組成,要考慮到經濟效益。過粗粒徑臨介流速很高,增加了輸送成本和加重了管路磨損。

2.5水隔膜泵適于1.6 Mpa至10 Mpa范圍內的漿體輸送。低于1.6 Mpa用渣漿泵比較簡單。高于10 Mpa用隔膜泵(奇好泵)比較好。在1.6 Mpa至10 Mpa之間,用水隔膜泵為最佳選擇。遠比這個壓力段的其他泵如隔膜泵,水隔離泵,油隔離泵更經濟劃算。

2.6水隔膜泵同水隔離泵相比

水隔膜泵沒有水耗,水隔離泵水耗為額定流量的15%左右。

水隔膜泵沒有混漿,水隔離泵因操作不當或故障都會引起混漿。

水隔膜泵的清水泵壽命是水隔離泵的清水泵壽命的二至十倍。

水隔膜泵效率高于水隔離泵15%。

水隔膜泵價格約為水隔離泵的1.3—1.5倍,其高出部分因節水,效率高,備件費用低在三個月內便可收回。

2.7水隔膜泵同(油)隔膜泵相比

水隔膜泵傳動介質為清水,隔膜泵傳動介質為油。同為能源,清水是潔凈能源,不污染環境,且價格很低。油液污染環境,其價格是水的一千多倍。

水隔膜泵運動頻率低,是油隔膜泵的二十分之一,因此其易損件壽命高于隔膜泵,止回閥,隔膜的壽命均為油隔膜泵壽命的二倍以上。

設備水隔膜泵價格是(油)隔膜泵的二分之一至三分之一,維修費備件費是(油)隔膜泵的三分之一至四分之一。

2.8水隔膜泵同油隔離泵相比

油隔離泵(亦稱瑪爾斯泵)是七十年代引進的設備,四十年幾乎一成不變,技術十分落后。

首先瑪爾斯泵的油漿分離是遵循物理學的比重法,隔離罐上部是汽輪機油(比重0.8—0.9)下部為漿體(比重大于1),油漿分界面用碳極棒和手動放礦閥二種檢測方式。由于碳極棒檢測不可靠,其補油和排油都得依靠手動放礦閥。不自動檢測就不能自動控制。

瑪爾斯泵二缸四個罐,由于活塞內泄不相等,存在串缸的現象。串缸結果是一罐油多一罐油少,就得及時補油或排油。可瑪爾斯泵不能自動補,排油。每當需補,排油就得倒泵停車,增加工人的勞動量和影響設備的作業率

瑪爾斯泵工作油缸和隔離罐連接為水平相連或者罐出口略高于水平,一旦漿位過高,礦漿就會進入油缸,會造成油缸拉毛,被迫停車。

瑪爾斯泵油與漿直接接觸,接觸層會產生油液乳化,造成油耗,特別是為防止礦漿進入油缸,操作工往往讓油漿分界面偏低,讓部分油液進入管路中。瑪爾斯泵油耗十分嚴重有的一天會補一,二噸油。

瑪爾斯泵每年耗油費用,備件費用大約為水隔膜泵的五倍到十倍,單臺價格也高于水隔膜泵。

 

(作者:于長和教授,遼寧維揚機械有限公司董事長,冶金部水隔離泵研制組組長,水隔膜泵專利持有人,享受國務院津貼,沈陽市勞動模范)

 
水隔膜泵
三片式礦漿閥
 
 
 
 
 
 
 
 
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