專利名稱:水隔離漿體泵的制作方法
本實(shí)用新型涉及一種管道運(yùn)輸泵，特別是適用于輸送漿體的水隔離漿體泵。
以往的漿體輸送泵，都是泵直接輸送漿體，包括砂泵、灰泥泵、沃曼泵、兩相流泵、活塞泵、柱塞泵等，這些泵由于漿體中的固體顆粒與泵體直接接觸產(chǎn)生磨損，使泵的壽命都很低。近年來(lái)，出現(xiàn)了多種漿體與泵隔離的漿體輸送泵，如隔膜泵、油隔離泵、水力提升機(jī)等，由于采用了隔離措施，這些漿體輸送泵的壽命成倍地提高。
據(jù)日本資料介紹，水力提升機(jī)是較為理想的漿體輸送泵，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修容易、價(jià)格低廉、不污染環(huán)境、易損件壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但水力提升機(jī)還存在著混漿、隔離球擺角過(guò)大、易卡住、清水控制閥密封件壽命低、控制系統(tǒng)可靠性差等缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種漿體輸送設(shè)備隔離漿體泵，它不僅解決了水力提升機(jī)的混漿、隔離球擺角過(guò)大易卡住、清水控制閥密封件壽命低、控制系統(tǒng)可靠性差的問(wèn)題，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修容易、自動(dòng)化程度高。
本實(shí)用新型解決的方案是通過(guò)改進(jìn)已知技術(shù)的隔離球結(jié)構(gòu)及與其相適應(yīng)的控制系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)的。水隔離漿體泵由清水循環(huán)系統(tǒng)、隔離裝置系統(tǒng)、供排漿系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四個(gè)部分組成。
清水循環(huán)系統(tǒng)由多級(jí)清水泵、清水池和清水閥(或邏輯閥)組成。多級(jí)清水泵可以是一臺(tái)，也可以是多臺(tái)聯(lián)合使用。清水池儲(chǔ)藏清水隨時(shí)補(bǔ)償循環(huán)過(guò)程中的流失部分。清水閥是平板閘閥(也可是控制錐閥或邏輯閥)。
隔離裝置系統(tǒng)由幾個(gè)隔離罐及罐內(nèi)的隔離球等組成。隔離罐是中間為圓柱形、兩端帶有封頭的金屬壓力容器，其兩端封頭處各有法蘭，便于與管道聯(lián)接。隔離罐的內(nèi)徑?jīng)Q定于泵組的流量，在隔離球最佳運(yùn)行速度范圍內(nèi)選擇隔離罐的內(nèi)徑。隔離罐內(nèi)的隔離球是由金屬或非金屬制造的。隔離球與罐壁相接觸的部分鑲有一定寬度的金屬腰帶。在隔離球的下部裝有配重、導(dǎo)向支架及導(dǎo)向支架上裝有可滾動(dòng)的導(dǎo)向輪，隔離球的比重略小于1。由于隔離球的比重小于1，產(chǎn)生清水水封的效果完全避免了混漿。配重、導(dǎo)向支架使隔離球重心偏下，增加了隔離球的穩(wěn)定性。導(dǎo)向支架是圓環(huán)形的并固定在隔離球的下半球表面，在導(dǎo)向支架上裝有導(dǎo)向輪與隔離罐罐壁接觸，這樣即限制了隔離球的擺角又防止了隔離球同時(shí)兩點(diǎn)卡住。
供排漿系統(tǒng)由高位頭的濃縮池(或沉淀池、攪拌池)、清水池、多級(jí)離心泵、六臺(tái)液動(dòng)(或電動(dòng))控制閥、六臺(tái)逆止閥及顆粒泥漿閥等組成。此外，在管路上還安裝有流量控制閥、手動(dòng)閘閥等。
控制系統(tǒng)由反饋檢測(cè)裝置、微機(jī)、液壓控制裝置、行程開(kāi)關(guān)、顯示及報(bào)警裝置等組成。
反饋檢測(cè)裝置是一組電磁波探頭，其安裝在各隔離罐外側(cè)面接近兩端處，用于檢測(cè)各隔離罐內(nèi)隔離球的運(yùn)動(dòng)位置。電磁波探頭的特點(diǎn)是其本身有電磁波的接收和發(fā)生裝置。自身發(fā)出電磁波信號(hào)，當(dāng)隔離球通過(guò)時(shí)，電磁波返回，探頭接到返回信號(hào)進(jìn)行放大報(bào)告微機(jī)，微機(jī)根據(jù)各隔離罐內(nèi)隔離球的實(shí)際位置命令有關(guān)閥門動(dòng)作。
微機(jī)為專用機(jī)，以單片機(jī)為主，根據(jù)主機(jī)動(dòng)作要求，加入控制板及有關(guān)硬件。軟件按主機(jī)對(duì)控制部分要求而編制。
液壓控制裝置屬于動(dòng)力放大裝置，閥門啟閉需要?jiǎng)恿艽?，電信?hào)起先導(dǎo)作用，液壓為主動(dòng)力控制閥門啟閉，即可靠又有較高的效率。因而，液壓控制裝置為一獨(dú)立的液壓鉆。
行程開(kāi)關(guān)表示閥門全開(kāi)或全閉，通過(guò)控制臺(tái)面板的顯示裝置來(lái)顯示，僅起監(jiān)測(cè)作用。
報(bào)警裝置是微機(jī)把收集到的信號(hào)進(jìn)行比較，把運(yùn)行中的多種異常表示出來(lái)的裝置。報(bào)警同時(shí)，以數(shù)字顯示異常種類及鳴音兩種方式實(shí)現(xiàn)。
水隔離漿體泵工作時(shí)，多級(jí)清水泵通過(guò)由微機(jī)控制的六臺(tái)液控閥(或六臺(tái)邏輯閥)，交替向隔離罐甲、乙、丙中隔離球上部供高壓清水。高壓清水通過(guò)隔離球?qū)毫δ軅鬟f給漿體，使進(jìn)入隔離罐甲、乙、丙中，隔離球下面的漿體交替送入外管道，輸送到指定場(chǎng)所。微機(jī)同時(shí)控制六臺(tái)液控閥(或六臺(tái)邏輯閥)交替使隔離罐清水側(cè)接通水箱，此時(shí)漿體在高位頭的濃縮池(或沉淀池、攪拌池)的壓力作用下頂開(kāi)逆止閥，進(jìn)入隔離罐甲、乙、丙中隔離球的下部。漿體通過(guò)隔離球?qū)毫δ軅鬟f給清水，使清水流回水箱，這樣就形成了隔離球上部的清水循環(huán)、隔離球下部的喂?jié){與排漿流程。為控制隔離罐甲、乙、丙中三個(gè)隔離球的相互位置為120°，由隔離罐壁上裝有的探頭進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)出反饋信號(hào)通過(guò)微機(jī)控制清水閥的啟閉，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，不存在積累誤差。為調(diào)節(jié)清水流量與供漿流量的匹配，清水循環(huán)系統(tǒng)還設(shè)置清水流量調(diào)節(jié)閥。通過(guò)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，可實(shí)現(xiàn)清水與漿體的流量匹配。泵組中還設(shè)置觀測(cè)流量的流量計(jì)、觀察壓力的壓力表以及放氣閥、排污閥等。
泵組工作情況在模擬板上模擬顯示。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有很多優(yōu)點(diǎn)1、由于隔離球比重小于1，產(chǎn)生水封現(xiàn)象，所以避免了混漿，清水可以循環(huán)使用；2、由于隔離球采用了滾動(dòng)導(dǎo)向裝置，限制了隔離球的擺角，保證了檢測(cè)信號(hào)的可靠性并避免了隔離球卡住的現(xiàn)象；3、電磁波檢測(cè)裝置比傳統(tǒng)的干簧管、無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)的快速性、靈敏性、可靠性要高，使用壽命長(zhǎng)；4、控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制，喂料與清水匹配關(guān)系中，不存在積累誤差，增加了可靠性；5、由于實(shí)現(xiàn)了完全不混漿，故加補(bǔ)水措施后，清水可閉路循環(huán)，使原系統(tǒng)中很大的清水池減小為清水箱，使結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小；6、由于采用高差喂料，節(jié)省了喂料泵。即節(jié)約能源又消除了一個(gè)易損件。
圖1為本實(shí)用新型一種具體結(jié)構(gòu)安裝示意圖。
圖2為隔離罐中隔離球的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合圖1、圖2詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方案。
以運(yùn)輸尾礦粒徑小于2毫米，揚(yáng)程為400米水柱，尾礦重量濃度為30％流量為85m3／小時(shí)的技術(shù)參數(shù)為例。
實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)參數(shù)的水隔離漿體泵，包括一臺(tái)型號(hào)為D85－45×9多級(jí)離心清水泵8；六臺(tái)型號(hào)為150KZ74F－40的清水控制閥門Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6；三個(gè)隔離罐甲、乙、丙，各隔離罐內(nèi)各有一隔離球Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，隔離球比重約為0.99。隔離球與罐壁接觸的部分鑲有金屬腰帶15，在隔離球的下面裝有配重16、環(huán)形導(dǎo)向支架17及裝在導(dǎo)向支架17上可滾動(dòng)的導(dǎo)向輪18。六臺(tái)漿體閥門采用逆止閥Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，清水泵8出口閥門9為流量調(diào)節(jié)閥，另外系統(tǒng)還包括清水閥門4、5、7、10、14，排污閥12、排污池13、排氣閥F1、F2、F3、液壓站、流量計(jì)3壓力表以及微機(jī)控制臺(tái)等。
水隔離漿體泵工作前，開(kāi)啟接自來(lái)水的清水閥門9、10以及閥Z2、Z4、Z6，依靠自來(lái)水壓向隔離罐甲、乙、丙注清水并同時(shí)打開(kāi)排氣閥F1、F2、F3，排除隔離罐及系統(tǒng)內(nèi)的殘留空氣，然后關(guān)閉上述閥門。
水隔離泵啟動(dòng)前分別開(kāi)啟閥9、5、7、1、11并要調(diào)節(jié)好閥1、9的開(kāi)度，以求供漿與清水流量的匹配。
水隔離漿體泵工作時(shí)，完全由微機(jī)按予先編制的程序來(lái)控制。
啟動(dòng)工作按鈕后，系統(tǒng)便進(jìn)入準(zhǔn)備程序運(yùn)行，微機(jī)首先令液壓站空載啟動(dòng)，2分鐘后液壓站自動(dòng)調(diào)壓至30×105帕。同時(shí)微機(jī)令多級(jí)清水泵8啟動(dòng)，此時(shí)閥Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6全部處于關(guān)閉狀態(tài)。啟動(dòng)3分鐘后，不管隔離球處于什么位置，微機(jī)令閥Z2、Z4、Z6開(kāi)啟，此時(shí)多級(jí)清水泵8排出的高壓清水通過(guò)閥9及閥Z2、Z4、Z6同時(shí)進(jìn)入隔離罐甲、乙、丙推動(dòng)罐中隔離球Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ向下運(yùn)動(dòng)，隔離球Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ下部的漿體或清水，頂開(kāi)逆止閥Q1、Q3、Q5及通過(guò)閥11，進(jìn)入外管道。30秒鐘后，微機(jī)令閥Z2、Z4、Z6關(guān)閉，然后微機(jī)又令閥Z1開(kāi)啟，此時(shí)來(lái)自濃縮池2的漿體通過(guò)閥1并頂開(kāi)逆止閥Q2進(jìn)入隔離罐甲的隔離球Ⅰ下部，并依靠8米高的濃縮池2的靜壓推動(dòng)隔離球Ⅰ上浮，并推動(dòng)隔離球Ⅰ上部清水通過(guò)閥Z1、閥5流回清水池6。當(dāng)隔離球Ⅰ到達(dá)探頭J1處時(shí)，微機(jī)則命令閥Z1關(guān)閉，并同時(shí)命令閥Z3開(kāi)啟。此時(shí)濃縮池2中漿體通過(guò)閥1頂開(kāi)逆止閥Q4進(jìn)入隔離罐乙的隔離球Ⅱ下部并推動(dòng)隔離球Ⅱ上浮，隔離球Ⅱ上部清水經(jīng)閥Z3，閥5流回清水池6，10秒鐘后，隔離罐甲的隔離球Ⅰ位于上部，隔離罐乙中的隔離球Ⅱ位于中部，隔離罐丙中的隔離球Ⅲ位于下部，微機(jī)開(kāi)始執(zhí)行開(kāi)始程序。即令閥Z2開(kāi)啟、Z6關(guān)閉，延時(shí)6秒后令Z5開(kāi)啟。此時(shí)多級(jí)清水泵8排出的清水進(jìn)入隔離罐甲，隔離球Ⅰ向下運(yùn)行。隔離球Ⅰ下部漿體頂開(kāi)逆止閥Q1及流經(jīng)閥11進(jìn)入外管線。來(lái)自濃縮池2的漿體繼續(xù)進(jìn)入隔離罐乙，隔離球Ⅱ繼續(xù)上浮，隔離球Ⅱ上部清水經(jīng)閥Z3、閥5繼續(xù)流回清水池6。當(dāng)隔離球Ⅱ到達(dá)J3處時(shí)，J3發(fā)出訊號(hào)，微機(jī)令閥Z3關(guān)閉。此時(shí)隔離球Ⅰ繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，濃縮池2的漿體頂開(kāi)逆止閥Q6進(jìn)入隔離罐丙，隔離球Ⅲ上浮，上部清水經(jīng)閥Z5、閥5流回清水池6。當(dāng)隔離球Ⅰ到達(dá)J2處時(shí)，微機(jī)則命令閥Z2關(guān)、閥Z4開(kāi)延時(shí)6秒后令Z1開(kāi)啟。此時(shí)便進(jìn)入了循環(huán)程序。此時(shí)多級(jí)清水泵8排出的高壓清水進(jìn)入隔離罐乙，隔離球Ⅱ向下運(yùn)動(dòng)隔離罐乙排出漿體；濃縮池2的漿體繼續(xù)進(jìn)入隔離罐丙，隔離球Ⅲ繼續(xù)上浮，隔離球Ⅲ上部清水繼續(xù)流回清水池6。當(dāng)隔離球Ⅲ達(dá)到J5處時(shí)，微機(jī)命令閥Z5關(guān)。與此同時(shí)閥Z1已延時(shí)6秒則微機(jī)令閥Z1開(kāi)，此時(shí)漿體進(jìn)入隔離罐甲，隔離球Ⅰ上浮，上部清水返回清水池6，而高壓清水繼續(xù)進(jìn)入隔離罐乙。當(dāng)隔離球Ⅱ到達(dá)J4處時(shí)微機(jī)命令閥Z4關(guān)、閥Z6開(kāi)，延時(shí)6秒后，令Z3開(kāi)啟。此時(shí)高壓清水進(jìn)入隔離罐丙，隔離球Ⅲ向下運(yùn)動(dòng)，下部漿體排入外管道，濃縮池2的漿體繼續(xù)進(jìn)入隔離罐甲，當(dāng)隔離球Ⅰ到達(dá)J1處時(shí)，微機(jī)令閥Z1關(guān)。與此同時(shí)，閥Z3完成6秒延時(shí)，微機(jī)自動(dòng)令閥Z3開(kāi)，此時(shí)漿體進(jìn)入隔離罐乙，隔離球Ⅱ上浮，上部清水返回清水池6而高壓清水繼續(xù)進(jìn)入隔離罐丙，隔離球Ⅲ向下運(yùn)動(dòng)，下部漿體送入外管道。當(dāng)隔離球Ⅲ到達(dá)J6處時(shí)，微機(jī)令閥Z6關(guān)、閥Z2開(kāi)延時(shí)6秒后，令Z5開(kāi)啟。此時(shí)多級(jí)清水泵8排出的高壓清水進(jìn)入隔離罐甲，隔離球Ⅰ向下運(yùn)動(dòng)，下部漿體送入外管道；濃縮池2的漿體繼續(xù)進(jìn)入隔離罐乙。當(dāng)隔離球Ⅱ到達(dá)J3處時(shí)，微機(jī)令閥Z3關(guān)。與此同時(shí)閥Z5已完成6秒延時(shí)，微機(jī)令閥Z5開(kāi)。此時(shí)，高壓清水繼續(xù)進(jìn)入隔離罐甲；而濃縮池2漿體則進(jìn)入隔離罐丙，隔離球Ⅲ上浮，上部清水返回清水池6。當(dāng)隔離球Ⅰ到達(dá)J2處時(shí)，微機(jī)令閥Z2關(guān)，閥Z4開(kāi)，延時(shí)6秒后令Z1開(kāi)啟，到此已運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。工作時(shí)按此循環(huán)程序不停地運(yùn)行。
需停機(jī)時(shí)，按下停止按鈕，微機(jī)便進(jìn)入終止程序。首先令Z1、Z3、Z5中尚未關(guān)閉的閥門關(guān)閉，然后令Z2、Z4、Z6中尚未關(guān)閉的閥門關(guān)閉。接著停水泵，再停油泵。
如需沖洗外管道時(shí)，可以在終止程序前，手動(dòng)切換閥1、14，即關(guān)閉漿體閥1，開(kāi)啟清水(或循環(huán)水)閥門14。待沖洗完畢后再按下停止按鈕。
權(quán)利要求
1.用于輸送漿體的水隔離漿體泵，包括一個(gè)多級(jí)清水泵8，六個(gè)清水控制閥Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6，三個(gè)隔離罐甲、乙、丙及各罐內(nèi)各有一個(gè)隔離球Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，六個(gè)逆止閥Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，控制臺(tái)，其特征在于1.1、各隔離罐內(nèi)的隔離球的比重小于1；1.2、各隔離罐內(nèi)的隔離球的下面分別裝有配重16、環(huán)形導(dǎo)向支架17及裝在導(dǎo)向支架17上可滾動(dòng)的導(dǎo)向輪18；1.3、各隔離罐罐壁上裝有電磁波探頭。
2.按照權(quán)利要求
1所述的水隔離漿體泵，其特征在于各隔離罐內(nèi)隔離球與罐壁接觸部分可鑲有金屬腰帶15。
專利摘要
水隔離漿體泵是用于漿體管道輸送的設(shè)備，在該泵的隔離罐中，放置隔離球，該球?qū)⒏綦x罐中的清水與漿體隔開(kāi)，避免漿體混入清水，而且能防止隔離球擺角過(guò)大，卡住等問(wèn)題。該泵適用于輸送礦山的精尾礦、鋁廠的鋁礦漿、赤泥、電廠水灰及水煤漿等。使用該泵可以防止環(huán)境污染、降低能耗、節(jié)省基建費(fèi)用、維修費(fèi)用及營(yíng)運(yùn)費(fèi)。
文檔編號(hào)F04B23/02GK87203462SQ87203462
公開(kāi)日1988年8月10日 申請(qǐng)日期1987年7月16日
發(fā)明者于長(zhǎng)和, 王紹周, 佟慶理, 鄭建根 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)冶金機(jī)械?？茖W(xué)校, 鞍山黑色冶金礦山設(shè)計(jì)研究院東北, 工學(xué)院冶金部張家洼礦山公司選礦廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan