專利名稱:水隔離漿體泵的制作方法
本實用新型涉及一種管道運輸泵，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生磨損，使泵的壽命都很低。近年來，出現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。
據日本資料介紹，水力提升機是較為理想的漿體輸送泵，它具有結構簡單、維修容易、價格低廉、不污染環境、易損件壽命長等優點，但水力提升機還存在著混漿、隔離球擺角過大、易卡住、清水控制閥密封件壽命低、控制系統可靠性差等缺點。
本實用新型的目的在于提供一種漿體輸送設備隔離漿體泵，它不僅解決了水力提升機的混漿、隔離球擺角過大易卡住、清水控制閥密封件壽命低、控制系統可靠性差的問題，而且結構簡單、維修容易、自動化程度高。
本實用新型解決的方案是通過改進已知技術的隔離球結構及與其相適應的控制系統而實現的。水隔離漿體泵由清水循環系統、隔離裝置系統、供排漿系統和控制系統四個部分組成。
清水循環系統由多級清水泵、清水池和清水閥(或邏輯閥)組成。多級清水泵可以是一臺，也可以是多臺聯合使用。清水池儲藏清水隨時補償循環過程中的流失部分。清水閥是平板閘閥(也可是控制錐閥或邏輯閥)。
隔離裝置系統由幾個隔離罐及罐內的隔離球等組成。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，便于與管道聯接。隔離罐的內徑決定于泵組的流量，在隔離球最佳運行速度范圍內選擇隔離罐的內徑。隔離罐內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、導向支架及導向支架上裝有可滾動的導向輪，隔離球的比重略小于1。由于隔離球的比重小于1，產生清水水封的效果完全避免了混漿。配重、導向支架使隔離球重心偏下，增加了隔離球的穩定性。導向支架是圓環形的并固定在隔離球的下半球表面，在導向支架上裝有導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兩點卡住。
供排漿系統由高位頭的濃縮池(或沉淀池、攪拌池)、清水池、多級離心泵、六臺液動(或電動)控制閥、六臺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、手動閘閥等。
控制系統由反饋檢測裝置、微機、液壓控制裝置、行程開關、顯示及報警裝置等組成。
反饋檢測裝置是一組電磁波探頭，其安裝在各隔離罐外側面接近兩端處，用于檢測各隔離罐內隔離球的運動位置。電磁波探頭的特點是其本身有電磁波的接收和發生裝置。自身發出電磁波信號，當隔離球通過時，電磁波返回，探頭接到返回信號進行放大報告微機，微機根據各隔離罐內隔離球的實際位置命令有關閥門動作。
微機為專用機，以單片機為主，根據主機動作要求，加入控制板及有關硬件。軟件按主機對控制部分要求而編制。
液壓控制裝置屬于動力放大裝置，閥門啟閉需要動力很大，電信號起先導作用，液壓為主動力控制閥門啟閉，即可靠又有較高的效率。因而，液壓控制裝置為一獨立的液壓鉆。
行程開關表示閥門全開或全閉，通過控制臺面板的顯示裝置來顯示，僅起監測作用。
報警裝置是微機把收集到的信號進行比較，把運行中的多種異常表示出來的裝置。報警同時，以數字顯示異常種類及鳴音兩種方式實現。
水隔離漿體泵工作時，多級清水泵通過由微機控制的六臺液控閥(或六臺邏輯閥)，交替向隔離罐甲、乙、丙中隔離球上部供高壓清水。高壓清水通過隔離球將壓力能傳遞給漿體，使進入隔離罐甲、乙、丙中，隔離球下面的漿體交替送入外管道，輸送到指定場所。微機同時控制六臺液控閥(或六臺邏輯閥)交替使隔離罐清水側接通水箱，此時漿體在高位頭的濃縮池(或沉淀池、攪拌池)的壓力作用下頂開逆止閥，進入隔離罐甲、乙、丙中隔離球的下部。漿體通過隔離球將壓力能傳遞給清水，使清水流回水箱，這樣就形成了隔離球上部的清水循環、隔離球下部的喂漿與排漿流程。為控制隔離罐甲、乙、丙中三個隔離球的相互位置為120°，由隔離罐壁上裝有的探頭進行檢測，發出反饋信號通過微機控制清水閥的啟閉，從而實現閉環控制，不存在積累誤差。為調節清水流量與供漿流量的匹配，清水循環系統還設置清水流量調節閥。通過調節閥的開度，可實現清水與漿體的流量匹配。泵組中還設置觀測流量的流量計、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。
本發明與已有技術相比具有很多優點1、由于隔離球比重小于1，產生水封現象，所以避免了混漿，清水可以循環使用；2、由于隔離球采用了滾動導向裝置，限制了隔離球的擺角，保證了檢測信號的可靠性并避免了隔離球卡住的現象；3、電磁波檢測裝置比傳統的干簧管、無觸點接近開關的快速性、靈敏性、可靠性要高，使用壽命長；4、控制系統實現了閉環控制，喂料與清水匹配關系中，不存在積累誤差，增加了可靠性；5、由于實現了完全不混漿，故加補水措施后，清水可閉路循環，使原系統中很大的清水池減小為清水箱，使結構緊湊、占地面積小；6、由于采用高差喂料，節省了喂料泵。即節約能源又消除了一個易損件。
圖1為本實用新型一種具體結構安裝示意圖。
圖2為隔離罐中隔離球的結構示意圖。
以下結合圖1、圖2詳細說明本實用新型的實施方案。
以運輸尾礦粒徑小于2毫米，揚程為400米水柱，尾礦重量濃度為30％流量為85m3／小時的技術參數為例。
實現上述技術參數的水隔離漿體泵，包括一臺型號為D85－45×9多級離心清水泵8；六臺型號為150KZ74F－40的清水控制閥門Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6；三個隔離罐甲、乙、丙，各隔離罐內各有一隔離球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、環形導向支架17及裝在導向支架17上可滾動的導向輪18。六臺漿體閥門采用逆止閥Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，清水泵8出口閥門9為流量調節閥，另外系統還包括清水閥門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3壓力表以及微機控制臺等。
水隔離漿體泵工作前，開啟接自來水的清水閥門9、10以及閥Z2、Z4、Z6，依靠自來水壓向隔離罐甲、乙、丙注清水并同時打開排氣閥F1、F2、F3，排除隔離罐及系統內的殘留空氣，然后關閉上述閥門。
水隔離泵啟動前分別開啟閥9、5、7、1、11并要調節好閥1、9的開度，以求供漿與清水流量的匹配。
水隔離漿體泵工作時，完全由微機按予先編制的程序來控制。
啟動工作按鈕后，系統便進入準備程序運行，微機首先令液壓站空載啟動，2分鐘后液壓站自動調壓至30×105帕。同時微機令多級清水泵8啟動，此時閥Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6全部處于關閉狀態。啟動3分鐘后，不管隔離球處于什么位置，微機令閥Z2、Z4、Z6開啟，此時多級清水泵8排出的高壓清水通過閥9及閥Z2、Z4、Z6同時進入隔離罐甲、乙、丙推動罐中隔離球Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ向下運動，隔離球Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ下部的漿體或清水，頂開逆止閥Q1、Q3、Q5及通過閥11，進入外管道。30秒鐘后，微機令閥Z2、Z4、Z6關閉，然后微機又令閥Z1開啟，此時來自濃縮池2的漿體通過閥1并頂開逆止閥Q2進入隔離罐甲的隔離球Ⅰ下部，并依靠8米高的濃縮池2的靜壓推動隔離球Ⅰ上浮，并推動隔離球Ⅰ上部清水通過閥Z1、閥5流回清水池6。當隔離球Ⅰ到達探頭J1處時，微機則命令閥Z1關閉，并同時命令閥Z3開啟。此時濃縮池2中漿體通過閥1頂開逆止閥Q4進入隔離罐乙的隔離球Ⅱ下部并推動隔離球Ⅱ上浮，隔離球Ⅱ上部清水經閥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，微機開始執行開始程序。即令閥Z2開啟、Z6關閉，延時6秒后令Z5開啟。此時多級清水泵8排出的清水進入隔離罐甲，隔離球Ⅰ向下運行。隔離球Ⅰ下部漿體頂開逆止閥Q1及流經閥11進入外管線。來自濃縮池2的漿體繼續進入隔離罐乙，隔離球Ⅱ繼續上浮，隔離球Ⅱ上部清水經閥Z3、閥5繼續流回清水池6。當隔離球Ⅱ到達J3處時，J3發出訊號，微機令閥Z3關閉。此時隔離球Ⅰ繼續向下運動，濃縮池2的漿體頂開逆止閥Q6進入隔離罐丙，隔離球Ⅲ上浮，上部清水經閥Z5、閥5流回清水池6。當隔離球Ⅰ到達J2處時，微機則命令閥Z2關、閥Z4開延時6秒后令Z1開啟。此時便進入了循環程序。此時多級清水泵8排出的高壓清水進入隔離罐乙，隔離球Ⅱ向下運動隔離罐乙排出漿體；濃縮池2的漿體繼續進入隔離罐丙，隔離球Ⅲ繼續上浮，隔離球Ⅲ上部清水繼續流回清水池6。當隔離球Ⅲ達到J5處時，微機命令閥Z5關。與此同時閥Z1已延時6秒則微機令閥Z1開，此時漿體進入隔離罐甲，隔離球Ⅰ上浮，上部清水返回清水池6，而高壓清水繼續進入隔離罐乙。當隔離球Ⅱ到達J4處時微機命令閥Z4關、閥Z6開，延時6秒后，令Z3開啟。此時高壓清水進入隔離罐丙，隔離球Ⅲ向下運動，下部漿體排入外管道，濃縮池2的漿體繼續進入隔離罐甲，當隔離球Ⅰ到達J1處時，微機令閥Z1關。與此同時，閥Z3完成6秒延時，微機自動令閥Z3開，此時漿體進入隔離罐乙，隔離球Ⅱ上浮，上部清水返回清水池6而高壓清水繼續進入隔離罐丙，隔離球Ⅲ向下運動，下部漿體送入外管道。當隔離球Ⅲ到達J6處時，微機令閥Z6關、閥Z2開延時6秒后，令Z5開啟。此時多級清水泵8排出的高壓清水進入隔離罐甲，隔離球Ⅰ向下運動，下部漿體送入外管道；濃縮池2的漿體繼續進入隔離罐乙。當隔離球Ⅱ到達J3處時，微機令閥Z3關。與此同時閥Z5已完成6秒延時，微機令閥Z5開。此時，高壓清水繼續進入隔離罐甲；而濃縮池2漿體則進入隔離罐丙，隔離球Ⅲ上浮，上部清水返回清水池6。當隔離球Ⅰ到達J2處時，微機令閥Z2關，閥Z4開，延時6秒后令Z1開啟，到此已運行一個循環。工作時按此循環程序不停地運行。
需停機時，按下停止按鈕，微機便進入終止程序。首先令Z1、Z3、Z5中尚未關閉的閥門關閉，然后令Z2、Z4、Z6中尚未關閉的閥門關閉。接著停水泵，再停油泵。
如需沖洗外管道時，可以在終止程序前，手動切換閥1、14，即關閉漿體閥1，開啟清水(或循環水)閥門14。待沖洗完畢后再按下停止按鈕。
權利要求
1.用于輸送漿體的水隔離漿體泵，包括一個多級清水泵8，六個清水控制閥Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6，三個隔離罐甲、乙、丙及各罐內各有一個隔離球Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，六個逆止閥Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，控制臺，其特征在于1.1、各隔離罐內的隔離球的比重小于1；1.2、各隔離罐內的隔離球的下面分別裝有配重16、環形導向支架17及裝在導向支架17上可滾動的導向輪18；1.3、各隔離罐罐壁上裝有電磁波探頭。
2.按照權利要求
1所述的水隔離漿體泵，其特征在于各隔離罐內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備，在該泵的隔離罐中，放置隔離球，該球將隔離罐中的清水與漿體隔開，避免漿體混入清水，而且能防止隔離球擺角過大，卡住等問題。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境污染、降低能耗、節省基建費用、維修費用及營運費。
文檔編號F04B23/02GK87203462SQ87203462
公開日1988年8月10日 申請日期1987年7月16日
發明者于長和, 王紹周, 佟慶理, 鄭建根 申請人:沈陽冶金機械專科學校, 鞍山黑色冶金礦山設計研究院東北, 工學院冶金部張家洼礦山公司選礦廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan