Гидротранспорт, схемы, принцип работы, основные механизмы. Пульпонасосы

Лекция №7.

Гидравлический транспорт. Общие сведения

Установки гидравлического транспорта применяют для перемещения насыпных грузов в смеси с водой (пульпы) по трубам или желобам.

Принцип действия гидравлических транспортных установок заключается в передаче энергии движущейся воды частицам насыпного груза и перемещении их с большой скоростью.

Гидротранспортные установки разделяют на напорные и без­напорные.

В напорных установках пульпа перемещается под напором, создаваемым насосом, а в безнапорных (самотечных) — под дей­ствием собственной силы тяжести.

Схемы и оборудование установок. Насыпной груз в напорных гидротранспортных уста­новках подается в транспортный трубопровод при помощи пульпонасосов и из бункеров.

а — пульпонасосом; б — из бункера; в — самотеком

Рисунок 34 – Схемы гидротранспортных установок с подачей груза

Гидротранспортная установка с пульпонасосом показана на рис. 34, а. Транспортируемый материал подается ленточным конвейером 2 в резервуар / с пульпой, откуда последняя извле­кается пульпонасосом 4 и по пульпопроводу 5 подается на грохот 8. В нем насыпной груз отделяется от воды и по наклон­ным решеткам поступает в приемный бункер 9. Вода, отделив­шаяся от частиц насыпного груза, через воронку 7 стекает в ре­зервуар 10 и оттуда насосом 6 подается по водоводу 3 в резервуар /, в котором снова смешивается с насыпным грузом, образуя пульпу. Преимуществом описанной системы является простота уст­ройства, а недостатком — ускоренный износ пульпонасоса под абразивным воздействием частиц перемещаемого груза. Этого недостатка не имеют системы с подачей груза из бункера.

В гидротранспортной установке с подачей груза из бункера (рис. 34, б) насос 12 подает чистую воду из резервуара 11 в тру­бопровод 14. Насыпной груз поступает в этот же трубопровод из бункера 13, снабженного питателем. Частицы груза, падая в поток быстро движущейся воды, увлекаются в направлении транспортирования.

Безнапорная установка изображена на рис. 34, в. Насып­ной груз при помощи питателя поступает в открытый желоб 18 из бункера 16 и смешивается в желобе с водой, подаваемой из трубопровода 15, образуя пульпу, которая течет по желобу, име­ющему уклон 0,02... 0,06.

В местах поворота трассы для устранения заиливания желоба установлены сопла 17, подающие воду из трубопровода 15 и со­общающие частицам груза дополнительную кинетическую энер­гию. В местах разветвления трассы размещены шиберы 19, позво­ляющие регулировать поступление груза в различные приемники. Гидротранспортные установки применяют в горной промыш­ленности для транспортирования полезных ископаемых из шахт и подачи в шахты закладочного материала, на обогатительных фабриках, в химической промышленности. К их преимуществам относятся компактность трубопроводов, герметичность, хорошая приспособляемость к производственным помещениям, возможность создавать любую по очертанию пространственную трассу, обеспе­чение загрузки и разгрузки в любой точке, удобство разветвлений трассы. Недостатками установок гидравлического транспорта яв­ляются особые требования к перемещаемому грузу (допустимость увлажнения, ограничения по гранулометрическому составу), из­нашиваемость трубопроводов и другого оборудования абразив­ными грузами, потребность в большом количестве воды, повы­шенная энергоемкость, возможность замерзания пульпы зимой.

Насосы для пульпы разделяют на поршневые и центробежные. Первые могут создавать высокое давление, но подвержены быстрому изнашиванию. Наиболее распространенными являются одно- и двухступенчатые центробежные насосы, последние при­меняют для получения повышенных давлений. Одноступенчатый насос состоит из входного патрубка, рабочего колеса и корпуса с напорным патрубком. Пульпа, поступающая через входной патрубок в рабочее колесо, отбрасывается под действием центро­бежной силы к периферии корпуса и выходит через напорный патрубок.

В напорных гидротранспортных установках с подачей груза из бункеров применяют обычные насосы для чистой воды, в том числе водоструйные.

Пульповые насосы.Общие сведения. Разнообразие технологических процессов на обогатительных фабриках и заводах тя­желых цветных металлов обусловливает разнообразие пульп как по крупности, твердости и абразивности взвешенных частиц, так и по свойствам самой несущей жидкости. На обогатительных фабриках приходится перекачивать нейтральные (неагрессивные), гид­росмеси, но с твердыми абразивными частицами крупностью от долей миллиметра (пуль­пы флотационного передела и обезвоживания) до 10 мм и более (отходы обогащения и др.). На гидрометаллургических заводах перекачивают преимущественно кислые (аг­рессивные) и агрессивно-абразивные гидросмеси. Некоторые пульпы содержат. 160— 200 г/л серной кислоты и до 60 % взвешенных твердых частиц при температуре, дости­гающей 80 °С.

Перемещение пульп осуществляется специальными механизмами, называемыми на­сосами. По принципу действия их разделяют на центробежные, поршневые и диафрагмовые. В производстве тяжелых цветных металлов рас­пространены центробежные насосы (рис. 35). Насос со­стоит из рабочего колеса (турбинки) 4 и корпуса (ули­ты) 3. Колесо имеет несколько лопаток 1 криволинейного очертания и закреплено на конце вала 2. Корпусу придает­ся спиральная форма с расширением в сторону выхода пульпы.

Работа насоса основана на принципе действия центро­бежной силы. При вращении колеса пульпа отбрасывается от центра к его периферии и прижимается к внутренней по­верхности корпуса. В результате этого в центре колеса (у входа в него пульпы) создается разрежение и в насос устремляется следующая порция пульпы. Так как центро­бежная сила действует непрерывно, то и пульпа поступает в насос непрерывно. Этим и объясняется непрерывность процесса в центробежных насосах в отличие от прерыви­стого процесса в поршневых насосах.

Рисунок 35 – Схема центробеж­ного насоса

Каждый насос характеризуется основными параметрами: производительностью (подачей), напором, потребляемой мощностью и к. п. д.

Насосы с боковым подводом пульпы. В зависимости от перемещаемой пульпы центробежные насосы раз­деляют на песковые и грунтовые. Это разделение носит условный ха­рактер, потому что каждый насос может перекачивать различные пуль­пы. По конструкции насосы разделяют на горизонтальные и вертикаль­ные в зависимости от расположения вала. По расположению патрубка, подводящего к насосу пульпу, различают насосы с боковым и осевым подводом пульпы.

1 - фланец напорный; 2 - корпус; 3 - рабочее колесо; 4 - промежуточный диск; 5 -уплотнитель-ное кольцо; 6 - станина; 7 - экспеллер-турбинка; 8 - автоматический сальник; 9 - коробка саль­ника; 10 - шарикоподшипник; // - съемный стакан; 12 - гайка; 13 - хомут; 14 - крышка; /5 - уплотнение гребенчатое; 16 - входное отверстие; 17 - фланец; 18 – шпилька; 19 – вал; 20 – гайка.

Рисунок 36 – Песковым насос с боковым подводом пульпы типа ПН

На рис. 36 показана одна из первых конструкций пескового насоса типа ПН с боковым подводом пульпы отечественного производства. Основными частями насоса являются: станина 6, корпус 2, рабочее ко­лесо 3, вал 19 с подшипниками и уплотнением. Пульпа подводится че­рез входное отверстие в станине. Промежуточный диск 4 направляет ее поток к центру колеса, консольно закрепленному на конце вала. Вал опирается на два сдвоенных шарикоподшипника, расположенных внут­ри съемного стакана П. Один конец стакана опирается на стойку станины и зажимается хомутом 13; другой соединен с коробкой автомати­ческого сальника 8 и через нее закреплен в стенке станины. Герметич­ность соединения станины с корпусом, промежуточным диском и коробкой сальника обеспечивается резиновыми кольцами, затягиваемы­ми шпильками. Шарикоподшипники защищены со стороны сальника гребенчатым уплотнением и фетровыми кольцами, а со стороны муфты крышкой и фетровыми кольцами.

Насосы с осевым подводом пульпы. Эти насосы отличаются от насосов типа ПБ только конструкцией деталей проточной части и компоновкой сальникового устройства На рис. 37, а показан насос малой производительности и напора с подво­дом питания через торцовое отверстие 7 в корпусе 4. Вставной патрубок 8 предназначен для отключения насоса от всасывающей трубы. Рабо­чее колесо 6 открытого типа (без дисков). Такие колеса отличаются низкими гидравлическими показателями и малой стойкостью. Происхо­дящие в насосе завихрения и переток пульпы усиливают износ колеса, корпуса и диска 5, приводят к быстрому снижению, к. п. д. насоса. Вместе с тем конструкция позволяет сравнительно просто отливать и гуммировать колесо. Открытые колеса используют главным образом при работе с малыми подачами и небольшими напорами на пульпах, твердые частицы которых отлагаются в проточной части, а также на за­соренных гидросмесях, когда необходимо часто очищать насос.

Рисунок 37 – Насос с центральным подводом пульпы

Проточная часть насоса защищена мягким промывочным сальни­ком / и резиновым уплотняющим кольцом 3. Сальник размещен на внутренней стенке корпуса. Вода для гидрозатвора поступает по трубе 2. Ступице колеса придана конусообразная форма для создания плавного потока пульпы при входе в рабочее пространство. В ступицу зали­та чугунная втулка с резьбой, закрепляющей колесо на валу 9.

Песковые насосы с центральным подводом допускают работу со всасыванием на высоту до 2 м. Практически же их устанавливают на обогатительных фабриках с подпором на всасывающей стороне, что обусловлено каскадным расположением оборудования, трудоемкостью очистки зумпфов от оседающего в них твердого материала, а также неустойчивой герметичностью сальника.

К центробежным насосам с осевым вводом гидросмеси относятся так называемые грунтовые насосы — землесосы. Они рассчитаны на тя­желые условия работы: перекачивание абразивных пульп с крупными твердыми включениями. Крупные грунтовые насосы применяют для гид­ротранспорта отходов обогащения (хвостов, песков), а насосы мелких и средних размеров — для перекачивания пульп в отдельных технологи­ческих операциях (для подачи в гидроциклоны и др.).

Литература: 4 осн. [364-367], 3 доп. [229-230].

Контрольные вопросы:

1. Как называется смесь насыпного материала и жидкости в гидротранспорте?

2. Как подается сыпучий материал в транспортный трубопровод в гидротранспортных установках?

3. Где чаще всего применяют гидротранспорт?

4. Какие применяются насосы для пульпы в гидротранспортных установках?

5. Какие параметры определяют при расчете гидротранспортной установки?

Дата добавления: 2015-06-26