渣漿壓濾泵原理與特點

渣 漿 壓 濾 泵 原 理 與 特 點 一 、 壓 濾 機 與 壓 濾 機 入 料 泵 壓 濾 機 入 料 泵 是 給 壓 濾 機 供 料 的 專 用 設(shè) 備 。 壓 濾 機 廣 泛 應(yīng) 用 于 需 要 固 液 分 離 的作 業(yè) 過 程 ， 尤 其 是 自 動 化 程 序 高 、 處 理 能 力 大 的 行 業(yè) 如 ： 煤 炭 行 業(yè) ： 精 煤 尾 煤 脫 水 。 電 力 行 業(yè) ： 電 廠 粉 煤 灰 處 理 。 礦 山 冶 煉 ： 選 礦 分 離 、 金 屬 冶 煉 過 程 和 尾 礦 的 壓 濾 。 環(huán) 保 污 水 ： 城 市 工 業(yè) 和 生 活 污 水 處 理 、 化 工 、 輕 工 污 水 分 離 。 非 金 屬 礦 ： 高 嶺 土 、 膨 潤 土 、 活 性 白 土 等 脫 水 。 一 般 工 業(yè) ： 石 化 工 業(yè) 、 化 工 工 業(yè) 、 染 料 工 業(yè) （ 白 炭 黑 ） 等 運 作 。 壓 濾 機 入 料 泵 在 壓 濾 過 程 中 流 量 、 揚 程 的 變 化 第 一 階 段 ： 開 始 進(jìn) 料 階 段 ，由 于 壓 濾 腔 內(nèi) 沒 有 壓 力 ， 混合 物 快 速 充 滿 內(nèi) 腔 ， 此 時 要求 泵 處 于 大 流 量 ， 低 揚 程 下運 行 。 第 二 階 段 ： 充 滿 階 段 ， 隨 著腔 內(nèi) 液 體 的 逐 漸 排 出 ， 泵 流量 逐 漸 減 小 ， 內(nèi) 腔 壓 力 逐 漸增 加 ， 泵 揚 程 逐 漸 增 大 。 第 三 階 段 ： 壓 餅 階 段 ， 出 液口 流 量 為 零 ， 泵 流 量 也 為 零 ，泵 揚 程 最 高 ， 壓 力 最 大 ， 固體 物 在 壓 力 作 用 下 保 壓 一 段 時 間 后 被 壓 縮 成 餅 。 二 、 2003年 以 前 的 壓 濾 機 入 料 泵 2003年 以 前 的 沒 有 專 用 的 壓 濾 機 入 料 泵 而 使 用 普 通 渣 漿 泵 替 代 。1、 普 通 渣 漿 泵 結(jié) 構(gòu) 、 外 形 、 裝 配 示 意 ： 普 通 渣 漿 泵 外 形 圖 渣 漿 泵 的 泵 頭 部 件 渣 漿 泵 的 主 要 過 流 件 是 葉 輪 在 一 個 由 前 后 護(hù) 板 和 護(hù) 套 組 成 空 間 里 旋 轉(zhuǎn) ， 葉 輪 產(chǎn) 生 離 心力 輸 送 漿 液 。 付 葉 輪 在 減 壓 蓋 與 后 護(hù) 板 組 成 的 空 間 里 旋 轉(zhuǎn) ， 它 與 葉 輪 的 付 葉 片 共 同 起到 密 封 作 用 ， 不 讓 漿 液 泄 漏 。 2、 普 通 渣 漿 泵 作 壓 濾 機 入 料 泵 時 泵 內(nèi) 流 動 分 析 進(jìn) 料 和 充 滿 階 段 部 分 固 液 混 合 物 在 壓 力 作 用下 試 圖 沿 線 2方 向 流 動 ， 但由 于 葉 輪 付 葉 片 的 降 壓 作 用和 付 葉 輪 的 密 封 作 用 ， 產(chǎn) 生一 個 沿 線 3方 向 的 密 封 力 f，使 固 液 混 合 物 無 法 向 2方 向流 動 ， 所 以 當(dāng) 設(shè) 計 合 理 時 ，填 料 A處 無 泄 漏 。 普 通 渣 漿 泵 作 壓 濾 機 入 料 泵 時 泵 內(nèi) 流 動 分 析 保 壓 階 段 泵 相 當(dāng) 于 在 出 口 1處 封 閉 ， 流 量 為 零 ，泵 揚 程 最 高 ， 泵 內(nèi) 壓 力 最 大 。 固 液 混 合物 在 走 途 無 路 的 情 況 下 只 得 沿 線 2方 向流 動 。 我 們 知 道 ， 在 封 閉 容 器 里 壓 強 相等 ， 在 這 幾 乎 封 閉 的 空 間 里 ， 葉 輪 付 葉片 的 降 壓 作 用 和 付 葉 輪 的 密 封 作 用 已 微不 足 道 。 填 料 A處 大 量 泄 漏 。 因 第 三 階段 要 把 固 體 物 壓 縮 成 餅 故 時 間 最 長 。 泄漏 造 成 大 量 污 染 ;與 此 同 時 泵 效 率 急 劇 下 降 。 這 就 是 我 們 需 要 研 制 無 泄 漏 的 壓 濾 機 專用 渣 漿 壓 濾 泵 的 原 因 。 三 、 我 們 的 發(fā) 明 專 利 渣 漿 壓 濾 泵創(chuàng) 新 的 結(jié) 構(gòu)1. 泵 體2. 葉 輪3. 泵 蓋4. 吸 入 段5. 付 葉 輪6. 減 壓 蓋7. 填 料8. 填 料 壓 蓋 從 結(jié) 構(gòu) 上 看 ， 渣 漿 壓 濾 泵 最大 的 創(chuàng) 新 點 是 把 普 通 渣 漿 泵的 吸 入 口 從 A處 改 到 了 B處 ，而 將 原 泵 吸 入 口 位 置 封 閉 。 創(chuàng) 新 的 結(jié) 構(gòu)渣 漿 壓 濾 泵 普 通 渣 漿 泵 從 圖 中 可 以 看 出 葉 輪 在 泵 體 和 泵 蓋 組 成 的 空 間 里 運 轉(zhuǎn) ， 產(chǎn) 生 離 心 力 輸送 漿 液 ， 付 葉 輪 在 減 壓 蓋 和 吸 入 段 組 成 的 空 間 里 運 轉(zhuǎn) ， 應(yīng) 用 動 密 封 對進(jìn) 口 壓 力 進(jìn) 行 密 封 ， 防 止 漿 液 泄 漏 。 渣 漿 壓 濾 泵 無 泄 漏 原 理 由 于 將 吸 入 口 改 裝 到 了 減 壓 蓋 和 泵 體 、 泵 蓋之 間 ， 所 以 不 管 壓 濾 過 程 進(jìn) 行 到 那 一 階 段 ， 也不 管 泵 內(nèi) 流 量 和 B腔 壓 力 有 多 大 變 化 ， 吸 入 口 內(nèi)A腔 的 壓 力 始 終 恒 定 的 等 于 進(jìn) 口 壓 力 。 我 們 知 道 ：進(jìn) 口 壓 力 一 般 都 在 0.06Mpa以 內(nèi) （ 幾 米 水 頭 ） ，故 只 要 合 理 設(shè) 計 一 小 小 付 葉 輪 ， 讓 其 產(chǎn) 生 一 個沿 1方 向 的 力 ， 就 能 使 欲 向 2方 向 流 動 的 固 液 混合 物 無 法 流 動 ， 就 能 保 證 填 料 密 封 C處 不 泄 漏 。 在 泵 內(nèi) 部 ， 隨 著 壓 濾 過 程 從 第 一 階 段 到 第 三階 段 ， B處 和 D處 逐 漸 的 壓 力 逐 漸 加 大 ， 泵 內(nèi) 沿 3和 4方 向 的 泄 漏 也 逐 漸 增 大 ， 但 不 管 多 大 ， 漏 不到 泵 外 。 四 、 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益 1、 渣 漿 壓 濾 泵 的 創(chuàng) 新 點 之 一 ： 創(chuàng) 造 了 一 種 全 新 渣 漿 泵 結(jié) 構(gòu) ， 這 種 結(jié) 構(gòu) 與 付 葉 輪 密 封 技 術(shù) 相 配 合 徹 底 解 決 了 壓 濾 機 入 料 泵 的泄 漏 問 題 。 為 此 我 們 把 它 命 名 為 “ 渣 漿 壓 濾 泵 ” 。 它 的 出 現(xiàn) ， 使 壓 濾 機 入 料 泵 有 了 專 用 產(chǎn) 品 。 壓 濾 機 入 料 泵 是 量 大 面 廣 的 通 用 產(chǎn) 品 。 它 泄 漏 的 料 漿 有 些 是 對 人 體 有 害 的 物 質(zhì) ,直 接 對 人 體 造成 傷 害 ； 即 使 是 無 害 物 質(zhì) ， 泄 漏 也 會 造 成 環(huán) 境 污 染 ;有 些 是 貴 金 屬 礦 （ 如 金 礦 ） ， 它 的 泄 漏 會 造成 資 源 浪 費 。 如 壓 濾 機 入 料 泵 使 用 我 公 司 生 產(chǎn) 的 渣 漿 壓 濾 泵 就 能 保 證 無 泄 漏 ， 無 污 染 ， 避 免 了 對 人 體 的 傷害 ， 節(jié) 約 了 以 往 因 防 治 污 染 所 投 入 的 大 量 資 金 。 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益2、 渣 漿 壓 濾 泵 的 創(chuàng) 新 點 之 二 ： 渣 漿 壓 濾 泵 使 用 了 最 新 的 設(shè) 計 理 論 和 設(shè) 計 方 法 ， 設(shè) 計 出 的 產(chǎn) 品 水 力 性 能 優(yōu) 良 、 效率 高 、 磨 損 率 低 。 它 的 設(shè) 計 過 程 中 使 用 了 那 些 最 新 的 設(shè) 計 理 論 和 設(shè) 計 方 法 呢 ？ （ 1） 三 維 造 型 ： 下 圖 為 葉 輪 的 三 維 造 型 葉 輪 內(nèi) 部 形 狀 觀 察 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益（ 2） CAD設(shè) 計 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益（ 3） 計 算 機 流 體 動 力 學(xué) 分 析 （ CFD） 在 90年 代 以 前 ， 現(xiàn) 在我 們 研 制 新 泵 的 流 程 是 ： 我 們 研 制 新 泵 的 流 程 是 ： 葉 輪 內(nèi) 的 壓 力 分 布 和 速 度 變 化 圖 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益(4)泵 優(yōu) 化 設(shè) 計 理 論a、 泵 葉 輪 的 優(yōu) 化 設(shè) 計 葉 輪 是 泵 的 心 臟 渣 漿 壓 濾 泵 在 設(shè) 計 實 踐中 ， 充 分 利 用 了 現(xiàn) 有 的 泵 優(yōu)化 設(shè) 計 理 論 對 葉 輪 進(jìn) 行 優(yōu) 化設(shè) 計 ， 優(yōu) 化 設(shè) 計 的 主 要 對 象是 葉 輪 的 幾 何 參 數(shù) 如 外 徑（ D2)， 出 口 寬 度 （ b2） 葉輪 進(jìn) 出 口 角 （ 1 2） ，葉 輪 的 包 角 ( )。 上 世 紀(jì) 80年 代 開 始 ， 國 內(nèi) 外 有 很 多 專家 研 究 葉 輪 幾 何 參 數(shù) 優(yōu) 化 設(shè) 計 ， 我 也 參 與 其 中 。 左 圖 為 葉 輪 的 進(jìn) 口 角 和包 角 的 優(yōu) 化 依 據(jù) 我 在 1996年 第 二 期 水 泵 技 術(shù) 發(fā) 表的 論 文 離 心 泵 葉 輪 進(jìn) 口 角和 包 角 的 優(yōu) 化 設(shè) 計 的 封 面和 目 錄 。 下 一 頁 為 論 文 的 前兩 頁 。 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益(4)泵 優(yōu) 化 設(shè) 計 理 論b、 泵 付 葉 輪 和 葉 輪 付 葉 片 的 優(yōu) 化 設(shè) 計 泵 付 葉 輪 和 葉 輪 付 葉 片的 設(shè) 計 是 關(guān) 系 到 泵 能 否做 到 既 不 泄 漏 ， 又 對 泵效 率 影 響 小 的 關(guān) 鍵 。 為 此 我 專 程 到 華 中 科 技大 學(xué) 與 我 的 老 師 華 中科 技 大 學(xué) 博 士 生 導(dǎo) 師 張克 危 老 師 一 同 研 究 渣 漿泵 的 付 葉 輪 和 葉 輪 付 葉 片 設(shè) 計 新 方 法 。 左 圖 為研 究 完 畢 后 我 們 共 同 寫的 論 文 泵 副 葉 片 動 密封 的 CFD分 析 。 文 由張 老 師 帶 的 博 士 生 劉 偉超 起 草 。 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益 （ 5） 泵 設(shè) 計 過 程 中 應(yīng) 用 了 “ 無 過 載 設(shè) 計 ” 理 論 ， 大 流 量 時 揚 程 低 ，小 流 量 時 揚 程 高 的 揚 程 曲 線 完 全 符 合 壓 濾 機 對 入 料 泵 的 要 求 。 選 用 適當(dāng) 的 電 機 后 ， 可 保 證 泵 在 全 流 量 范 圍 內(nèi) 工 作 ， 電 機 無 過 載 。 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益 （ 6） 應(yīng) 用 可 靠 性 設(shè) 計 技 術(shù) 、 保 證 了 整 機 平 均 無 故 障 時 間 （ MTBF） 大 幅 度 提 高 。 渣 漿 泵 運 行 環(huán) 境惡 劣 ， 在 軸 系 設(shè) 計 時 不 僅 考 慮 到 軸 的 強 度 、 剛 度 ， 還 充 分 考 慮 到 軸 承 在 高 溫 下 有 40000小 時 以 上的 使 用 壽 命 , 軸 設(shè) 計 時 都 適 當(dāng) 的 加 粗 了 。 使 用 稀 油 潤 滑 軸 承 ， 合 理 設(shè) 計 潤 滑 冷 卻 系 統(tǒng) ， 保 證 軸 承 在 最 佳 溫 度 下 運 行 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益3、 泵 使 用 直 聯(lián) 傳 動 ， 傳 動 效 率 高4、 泵 過 流 部 件 使 用 本 公 司 研 究 并 獲 一 九 九 零 年 湖 北 省 科 技 進(jìn) 步 二 等 獎 的優(yōu) 質(zhì) 耐 磨 材 料 制 造 ， 泵 使 用 壽 命 長 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益 上 世 紀(jì) 80年 代 ， 國 家 推 廣 節(jié) 能 產(chǎn) 品 Y系 列 電 機 ， 用 它 替 代 JO2系 列 電 機 ， 是 因 為 它 的 平 均 效率 比 老 產(chǎn) 品 高 2 ； 國 家 推 廣 IS系 列 清 水 泵 ， 用 它 替 代 B系 列 清 水 泵 ， 是 因 為 它 的 效 率 比 老 產(chǎn) 品高 3 5 。 澳 大 利 亞 WARMAN 公 司 是 生 產(chǎn) 世 界 上 著 名 的 渣 漿 泵 專 業(yè) 生 產(chǎn) 廠 家 。 它 生 產(chǎn) 的 產(chǎn) 品 代 表 了 世界 先 進(jìn) 水 平 。 那 么 用 湖 北 省 天 門 泵 業(yè) 有 限 公 司 生 產(chǎn) 的 ZBYL系 列 渣 漿 壓 濾 泵 替 代 澳 大 利 亞 WARMAN 公 司 (或 石 家 莊 強 大 泵 業(yè) 有 限 公 司 引 進(jìn) )生 產(chǎn) 的 HH系 列 渣 漿 泵 （ 以 下 簡 稱 WARMAN泵 ） 節(jié) 能 效 果 如何 呢 ？ ZBYL系 列 渣 漿 壓 濾 泵 替 代 澳 大 利 亞 WARMAN公 司 生 產(chǎn) 的 渣 漿 泵 節(jié) 電 計 算序 號 泵 型 號 生 產(chǎn) 廠 流 量 揚 程 效 率 軸 功 率 年 運 行 300天 耗 電 單 臺 年 節(jié) 電 節(jié) 電 率 或效 率 提 高率 單 臺 節(jié) 約 運 行 成本Q H P 電 價 ： 0.8元 度m3/h m kw 度 度 元1 50ZBYL-450 湖 北 省 天 門 泵 業(yè) 有 限 公 司 54 68 44.1 22.65 163066.78 48440.4 29.71 38752.34 3/2D-HH 澳 大 利 亞 WARMAN公 司石 家 莊 強 大 泵 業(yè) 有 限 公 司 54 68 34 29.38 211507.20 2 80ZBYL-450 湖 北 省 天 門 泵 業(yè) 有 限 公 司 140 68 55.8 46.41 334121.29 106634.5 31.91 85307.56 4/3E-HH 澳 大 利 亞 WARMAN公 司石 家 莊 強 大 泵 業(yè) 有 限 公 司 140 68 42.3 61.22 440755.74 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益 用 本 公 司 生 產(chǎn) 的 新 型 渣 漿 壓 濾 泵 50ZBYL450替 代 3/2DHH WARMAN泵 ，泵 效 率 提 高 10.1 ， 單 臺 年 節(jié) 電 48440.4度 ， 節(jié) 電 率 29.71 ， 年 節(jié) 約電 費 38752.34元 。 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益 用 本 公 司 生 產(chǎn) 的 新 型 渣 漿 壓 濾 泵 80ZBYL450替 代 4/3EHH WARMAN泵 ， 泵 效率 提 高 13.5 ， 單 臺 年 節(jié) 電 106634.5度 ， 節(jié) 電 率 31.91 ， 年 節(jié) 約 電 費85307.56元 渣 漿 壓 濾 泵 特 點 與 社 會 效 益 泵 使 用 了 創(chuàng) 新 的 渣 漿 泵 結(jié) 構(gòu) ， 徑 向 吸 入 方 式 與 付 葉 輪 密 封 技 術(shù) 相 配 合 徹 底 解決 了 壓 濾 機 入 料 泵 的 泄 漏 問 題 ； 避 免 了 因 泵 泄 漏 造 成 資 源 浪 費 、 環(huán) 境 污 染 和對 人 體 的 傷 害 。 渣 漿 壓 濾 泵 使 用 了 最 新 的 設(shè) 計 理 論 和 設(shè) 計 方 法 ， 設(shè) 計 出 的 產(chǎn) 品 水 力 性 能 優(yōu) 良 、效 率 高 、 磨 損 率 低 ， 與 代 表 世 界 先 進(jìn) 水 平 的 澳 大 利 亞 WARMAN 公 司 (或 石 家 莊強 大 泵 業(yè) 有 限 公 司 引 進(jìn) )產(chǎn) 品 相 比 ， 單 臺 平 均 年 節(jié) 電 7.75萬 度 ， 平 均 年 節(jié) 約 電費 6.2萬 元 。 以 本 公 司 年 產(chǎn) 500臺 渣 漿 壓 濾 泵 計 算 ， 一 年 可 節(jié) 電 3875萬 度 ， 節(jié)省 電 費 3100萬 元 。 可 見 節(jié) 能 效 果 十 分 顯 著 ， 社 會 效 益 明 顯 。小 結(jié) ： 渣 漿 壓 濾 泵 高 科 技 產(chǎn) 品 五 、 本 產(chǎn) 品 曾 獲 科 技 獎 勵 情 況 渣 漿 壓 濾 泵 獲 2006年 天 門 市 人 民 政 府 科 技 進(jìn) 步 一 等 獎 ； 2008年 湖 北 省 人 民 政 府 科 技 發(fā)明 獎 。 六 、 本 產(chǎn) 品 曾 獲國 家 專 利 證 書發(fā)明專利：專利號：ZL 2003 1 0111424.7授權(quán)公告日：2008年2月6日實用新型：專利號：ZL 2003 2 0115965.2授權(quán)公告日：2005年1月19日 外觀設(shè)計：專利號：ZL 2003 3 0113880.6授權(quán)公告日：2004年8月25日 六、本產(chǎn)品曾獲國家專利證書