渣浆压滤泵原理与特点

渣 浆 压 滤 泵 原 理 与 特 点 一 、 压 滤 机 与 压 滤 机 入 料 泵 压 滤 机 入 料 泵 是 给 压 滤 机 供 料 的 专 用 设 备 。 压 滤 机 广 泛 应 用 于 需 要 固 液 分 离 的作 业 过 程 ， 尤 其 是 自 动 化 程 序 高 、 处 理 能 力 大 的 行 业 如 ： 煤 炭 行 业 ： 精 煤 尾 煤 脱 水 。 电 力 行 业 ： 电 厂 粉 煤 灰 处 理 。 矿 山 冶 炼 ： 选 矿 分 离 、 金 属 冶 炼 过 程 和 尾 矿 的 压 滤 。 环 保 污 水 ： 城 市 工 业 和 生 活 污 水 处 理 、 化 工 、 轻 工 污 水 分 离 。 非 金 属 矿 ： 高 岭 土 、 膨 润 土 、 活 性 白 土 等 脱 水 。 一 般 工 业 ： 石 化 工 业 、 化 工 工 业 、 染 料 工 业 （ 白 炭 黑 ） 等 运 作 。 压 滤 机 入 料 泵 在 压 滤 过 程 中 流 量 、 扬 程 的 变 化 第 一 阶 段 ： 开 始 进 料 阶 段 ，由 于 压 滤 腔 内 没 有 压 力 ， 混合 物 快 速 充 满 内 腔 ， 此 时 要求 泵 处 于 大 流 量 ， 低 扬 程 下运 行 。 第 二 阶 段 ： 充 满 阶 段 ， 随 着腔 内 液 体 的 逐 渐 排 出 ， 泵 流量 逐 渐 减 小 ， 内 腔 压 力 逐 渐增 加 ， 泵 扬 程 逐 渐 增 大 。 第 三 阶 段 ： 压 饼 阶 段 ， 出 液口 流 量 为 零 ， 泵 流 量 也 为 零 ，泵 扬 程 最 高 ， 压 力 最 大 ， 固体 物 在 压 力 作 用 下 保 压 一 段 时 间 后 被 压 缩 成 饼 。 二 、 2003年 以 前 的 压 滤 机 入 料 泵 2003年 以 前 的 没 有 专 用 的 压 滤 机 入 料 泵 而 使 用 普 通 渣 浆 泵 替 代 。1、 普 通 渣 浆 泵 结 构 、 外 形 、 装 配 示 意 ： 普 通 渣 浆 泵 外 形 图 渣 浆 泵 的 泵 头 部 件 渣 浆 泵 的 主 要 过 流 件 是 叶 轮 在 一 个 由 前 后 护 板 和 护 套 组 成 空 间 里 旋 转 ， 叶 轮 产 生 离 心力 输 送 浆 液 。 付 叶 轮 在 减 压 盖 与 后 护 板 组 成 的 空 间 里 旋 转 ， 它 与 叶 轮 的 付 叶 片 共 同 起到 密 封 作 用 ， 不 让 浆 液 泄 漏 。 2、 普 通 渣 浆 泵 作 压 滤 机 入 料 泵 时 泵 内 流 动 分 析 进 料 和 充 满 阶 段 部 分 固 液 混 合 物 在 压 力 作 用下 试 图 沿 线 2方 向 流 动 ， 但由 于 叶 轮 付 叶 片 的 降 压 作 用和 付 叶 轮 的 密 封 作 用 ， 产 生一 个 沿 线 3方 向 的 密 封 力 f，使 固 液 混 合 物 无 法 向 2方 向流 动 ， 所 以 当 设 计 合 理 时 ，填 料 A处 无 泄 漏 。 普 通 渣 浆 泵 作 压 滤 机 入 料 泵 时 泵 内 流 动 分 析 保 压 阶 段 泵 相 当 于 在 出 口 1处 封 闭 ， 流 量 为 零 ，泵 扬 程 最 高 ， 泵 内 压 力 最 大 。 固 液 混 合物 在 走 途 无 路 的 情 况 下 只 得 沿 线 2方 向流 动 。 我 们 知 道 ， 在 封 闭 容 器 里 压 强 相等 ， 在 这 几 乎 封 闭 的 空 间 里 ， 叶 轮 付 叶片 的 降 压 作 用 和 付 叶 轮 的 密 封 作 用 已 微不 足 道 。 填 料 A处 大 量 泄 漏 。 因 第 三 阶段 要 把 固 体 物 压 缩 成 饼 故 时 间 最 长 。 泄漏 造 成 大 量 污 染 ;与 此 同 时 泵 效 率 急 剧 下 降 。 这 就 是 我 们 需 要 研 制 无 泄 漏 的 压 滤 机 专用 渣 浆 压 滤 泵 的 原 因 。 三 、 我 们 的 发 明 专 利 渣 浆 压 滤 泵创 新 的 结 构1. 泵 体2. 叶 轮3. 泵 盖4. 吸 入 段5. 付 叶 轮6. 减 压 盖7. 填 料8. 填 料 压 盖 从 结 构 上 看 ， 渣 浆 压 滤 泵 最大 的 创 新 点 是 把 普 通 渣 浆 泵的 吸 入 口 从 A处 改 到 了 B处 ，而 将 原 泵 吸 入 口 位 置 封 闭 。 创 新 的 结 构渣 浆 压 滤 泵 普 通 渣 浆 泵 从 图 中 可 以 看 出 叶 轮 在 泵 体 和 泵 盖 组 成 的 空 间 里 运 转 ， 产 生 离 心 力 输送 浆 液 ， 付 叶 轮 在 减 压 盖 和 吸 入 段 组 成 的 空 间 里 运 转 ， 应 用 动 密 封 对进 口 压 力 进 行 密 封 ， 防 止 浆 液 泄 漏 。 渣 浆 压 滤 泵 无 泄 漏 原 理 由 于 将 吸 入 口 改 装 到 了 减 压 盖 和 泵 体 、 泵 盖之 间 ， 所 以 不 管 压 滤 过 程 进 行 到 那 一 阶 段 ， 也不 管 泵 内 流 量 和 B腔 压 力 有 多 大 变 化 ， 吸 入 口 内A腔 的 压 力 始 终 恒 定 的 等 于 进 口 压 力 。 我 们 知 道 ：进 口 压 力 一 般 都 在 0.06Mpa以 内 （ 几 米 水 头 ） ，故 只 要 合 理 设 计 一 小 小 付 叶 轮 ， 让 其 产 生 一 个沿 1方 向 的 力 ， 就 能 使 欲 向 2方 向 流 动 的 固 液 混合 物 无 法 流 动 ， 就 能 保 证 填 料 密 封 C处 不 泄 漏 。 在 泵 内 部 ， 随 着 压 滤 过 程 从 第 一 阶 段 到 第 三阶 段 ， B处 和 D处 逐 渐 的 压 力 逐 渐 加 大 ， 泵 内 沿 3和 4方 向 的 泄 漏 也 逐 渐 增 大 ， 但 不 管 多 大 ， 漏 不到 泵 外 。 四 、 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益 1、 渣 浆 压 滤 泵 的 创 新 点 之 一 ： 创 造 了 一 种 全 新 渣 浆 泵 结 构 ， 这 种 结 构 与 付 叶 轮 密 封 技 术 相 配 合 彻 底 解 决 了 压 滤 机 入 料 泵 的泄 漏 问 题 。 为 此 我 们 把 它 命 名 为 “ 渣 浆 压 滤 泵 ” 。 它 的 出 现 ， 使 压 滤 机 入 料 泵 有 了 专 用 产 品 。 压 滤 机 入 料 泵 是 量 大 面 广 的 通 用 产 品 。 它 泄 漏 的 料 浆 有 些 是 对 人 体 有 害 的 物 质 ,直 接 对 人 体 造成 伤 害 ； 即 使 是 无 害 物 质 ， 泄 漏 也 会 造 成 环 境 污 染 ;有 些 是 贵 金 属 矿 （ 如 金 矿 ） ， 它 的 泄 漏 会 造成 资 源 浪 费 。 如 压 滤 机 入 料 泵 使 用 我 公 司 生 产 的 渣 浆 压 滤 泵 就 能 保 证 无 泄 漏 ， 无 污 染 ， 避 免 了 对 人 体 的 伤害 ， 节 约 了 以 往 因 防 治 污 染 所 投 入 的 大 量 资 金 。 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益2、 渣 浆 压 滤 泵 的 创 新 点 之 二 ： 渣 浆 压 滤 泵 使 用 了 最 新 的 设 计 理 论 和 设 计 方 法 ， 设 计 出 的 产 品 水 力 性 能 优 良 、 效率 高 、 磨 损 率 低 。 它 的 设 计 过 程 中 使 用 了 那 些 最 新 的 设 计 理 论 和 设 计 方 法 呢 ？ （ 1） 三 维 造 型 ： 下 图 为 叶 轮 的 三 维 造 型 叶 轮 内 部 形 状 观 察 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益（ 2） CAD设 计 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益（ 3） 计 算 机 流 体 动 力 学 分 析 （ CFD） 在 90年 代 以 前 ， 现 在我 们 研 制 新 泵 的 流 程 是 ： 我 们 研 制 新 泵 的 流 程 是 ： 叶 轮 内 的 压 力 分 布 和 速 度 变 化 图 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益(4)泵 优 化 设 计 理 论a、 泵 叶 轮 的 优 化 设 计 叶 轮 是 泵 的 心 脏 渣 浆 压 滤 泵 在 设 计 实 践中 ， 充 分 利 用 了 现 有 的 泵 优化 设 计 理 论 对 叶 轮 进 行 优 化设 计 ， 优 化 设 计 的 主 要 对 象是 叶 轮 的 几 何 参 数 如 外 径（ D2)， 出 口 宽 度 （ b2） 叶轮 进 出 口 角 （ 1 2） ，叶 轮 的 包 角 ( )。 上 世 纪 80年 代 开 始 ， 国 内 外 有 很 多 专家 研 究 叶 轮 几 何 参 数 优 化 设 计 ， 我 也 参 与 其 中 。 左 图 为 叶 轮 的 进 口 角 和包 角 的 优 化 依 据 我 在 1996年 第 二 期 水 泵 技 术 发 表的 论 文 离 心 泵 叶 轮 进 口 角和 包 角 的 优 化 设 计 的 封 面和 目 录 。 下 一 页 为 论 文 的 前两 页 。 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益(4)泵 优 化 设 计 理 论b、 泵 付 叶 轮 和 叶 轮 付 叶 片 的 优 化 设 计 泵 付 叶 轮 和 叶 轮 付 叶 片的 设 计 是 关 系 到 泵 能 否做 到 既 不 泄 漏 ， 又 对 泵效 率 影 响 小 的 关 键 。 为 此 我 专 程 到 华 中 科 技大 学 与 我 的 老 师 华 中科 技 大 学 博 士 生 导 师 张克 危 老 师 一 同 研 究 渣 浆泵 的 付 叶 轮 和 叶 轮 付 叶 片 设 计 新 方 法 。 左 图 为研 究 完 毕 后 我 们 共 同 写的 论 文 泵 副 叶 片 动 密封 的 CFD分 析 。 文 由张 老 师 带 的 博 士 生 刘 伟超 起 草 。 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益 （ 5） 泵 设 计 过 程 中 应 用 了 “ 无 过 载 设 计 ” 理 论 ， 大 流 量 时 扬 程 低 ，小 流 量 时 扬 程 高 的 扬 程 曲 线 完 全 符 合 压 滤 机 对 入 料 泵 的 要 求 。 选 用 适当 的 电 机 后 ， 可 保 证 泵 在 全 流 量 范 围 内 工 作 ， 电 机 无 过 载 。 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益 （ 6） 应 用 可 靠 性 设 计 技 术 、 保 证 了 整 机 平 均 无 故 障 时 间 （ MTBF） 大 幅 度 提 高 。 渣 浆 泵 运 行 环 境恶 劣 ， 在 轴 系 设 计 时 不 仅 考 虑 到 轴 的 强 度 、 刚 度 ， 还 充 分 考 虑 到 轴 承 在 高 温 下 有 40000小 时 以 上的 使 用 寿 命 , 轴 设 计 时 都 适 当 的 加 粗 了 。 使 用 稀 油 润 滑 轴 承 ， 合 理 设 计 润 滑 冷 却 系 统 ， 保 证 轴 承 在 最 佳 温 度 下 运 行 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益3、 泵 使 用 直 联 传 动 ， 传 动 效 率 高4、 泵 过 流 部 件 使 用 本 公 司 研 究 并 获 一 九 九 零 年 湖 北 省 科 技 进 步 二 等 奖 的优 质 耐 磨 材 料 制 造 ， 泵 使 用 寿 命 长 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益 上 世 纪 80年 代 ， 国 家 推 广 节 能 产 品 Y系 列 电 机 ， 用 它 替 代 JO2系 列 电 机 ， 是 因 为 它 的 平 均 效率 比 老 产 品 高 2 ； 国 家 推 广 IS系 列 清 水 泵 ， 用 它 替 代 B系 列 清 水 泵 ， 是 因 为 它 的 效 率 比 老 产 品高 3 5 。 澳 大 利 亚 WARMAN 公 司 是 生 产 世 界 上 著 名 的 渣 浆 泵 专 业 生 产 厂 家 。 它 生 产 的 产 品 代 表 了 世界 先 进 水 平 。 那 么 用 湖 北 省 天 门 泵 业 有 限 公 司 生 产 的 ZBYL系 列 渣 浆 压 滤 泵 替 代 澳 大 利 亚 WARMAN 公 司 (或 石 家 庄 强 大 泵 业 有 限 公 司 引 进 )生 产 的 HH系 列 渣 浆 泵 （ 以 下 简 称 WARMAN泵 ） 节 能 效 果 如何 呢 ？ ZBYL系 列 渣 浆 压 滤 泵 替 代 澳 大 利 亚 WARMAN公 司 生 产 的 渣 浆 泵 节 电 计 算序 号 泵 型 号 生 产 厂 流 量 扬 程 效 率 轴 功 率 年 运 行 300天 耗 电 单 台 年 节 电 节 电 率 或效 率 提 高率 单 台 节 约 运 行 成本Q H P 电 价 ： 0.8元 度m3/h m kw 度 度 元1 50ZBYL-450 湖 北 省 天 门 泵 业 有 限 公 司 54 68 44.1 22.65 163066.78 48440.4 29.71 38752.34 3/2D-HH 澳 大 利 亚 WARMAN公 司石 家 庄 强 大 泵 业 有 限 公 司 54 68 34 29.38 211507.20 2 80ZBYL-450 湖 北 省 天 门 泵 业 有 限 公 司 140 68 55.8 46.41 334121.29 106634.5 31.91 85307.56 4/3E-HH 澳 大 利 亚 WARMAN公 司石 家 庄 强 大 泵 业 有 限 公 司 140 68 42.3 61.22 440755.74 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益 用 本 公 司 生 产 的 新 型 渣 浆 压 滤 泵 50ZBYL450替 代 3/2DHH WARMAN泵 ，泵 效 率 提 高 10.1 ， 单 台 年 节 电 48440.4度 ， 节 电 率 29.71 ， 年 节 约电 费 38752.34元 。 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益 用 本 公 司 生 产 的 新 型 渣 浆 压 滤 泵 80ZBYL450替 代 4/3EHH WARMAN泵 ， 泵 效率 提 高 13.5 ， 单 台 年 节 电 106634.5度 ， 节 电 率 31.91 ， 年 节 约 电 费85307.56元 渣 浆 压 滤 泵 特 点 与 社 会 效 益 泵 使 用 了 创 新 的 渣 浆 泵 结 构 ， 径 向 吸 入 方 式 与 付 叶 轮 密 封 技 术 相 配 合 彻 底 解决 了 压 滤 机 入 料 泵 的 泄 漏 问 题 ； 避 免 了 因 泵 泄 漏 造 成 资 源 浪 费 、 环 境 污 染 和对 人 体 的 伤 害 。 渣 浆 压 滤 泵 使 用 了 最 新 的 设 计 理 论 和 设 计 方 法 ， 设 计 出 的 产 品 水 力 性 能 优 良 、效 率 高 、 磨 损 率 低 ， 与 代 表 世 界 先 进 水 平 的 澳 大 利 亚 WARMAN 公 司 (或 石 家 庄强 大 泵 业 有 限 公 司 引 进 )产 品 相 比 ， 单 台 平 均 年 节 电 7.75万 度 ， 平 均 年 节 约 电费 6.2万 元 。 以 本 公 司 年 产 500台 渣 浆 压 滤 泵 计 算 ， 一 年 可 节 电 3875万 度 ， 节省 电 费 3100万 元 。 可 见 节 能 效 果 十 分 显 著 ， 社 会 效 益 明 显 。小 结 ： 渣 浆 压 滤 泵 高 科 技 产 品 五 、 本 产 品 曾 获 科 技 奖 励 情 况 渣 浆 压 滤 泵 获 2006年 天 门 市 人 民 政 府 科 技 进 步 一 等 奖 ； 2008年 湖 北 省 人 民 政 府 科 技 发明 奖 。 六 、 本 产 品 曾 获国 家 专 利 证 书发明专利：专利号：ZL 2003 1 0111424.7授权公告日：2008年2月6日实用新型：专利号：ZL 2003 2 0115965.2授权公告日：2005年1月19日 外观设计：专利号：ZL 2003 3 0113880.6授权公告日：2004年8月25日 六、本产品曾获国家专利证书