专利名称:膜隔离泵的制作方法
本发明属于固体物料管道水力运输设备的技术领域：
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固体粒状物料(精矿、尾矿、铝土矿、煤、灰渣等)与水混为固液两相流，利用管道长距离运输是近年来崛起的，被认为是一种与铁路运输具有竞争力的物料运输方式，为各国所重视。
目前，作为物料运输泵，已有离心泵、往复泵、油隔离泵及水隔离泵等。
离心泵(砂泵、灰泥泵、沃曼泵等)扬程低(扬程小于90m水柱)，只适于物料短距离运输。水平运输铁尾矿，泵站距为2～3公里/站，较长距离运输，就需多级泵站串联，目前有的尾矿运输已串联到九级泵站。由于浆体直接进入泵体，叶轮、护板等磨损快，使泵的寿命短、维修费用高、效率低，这些问题将随着浆体浓度提高而加剧。
往复泵(柱塞泵、活塞泵、隔膜泵)流量小，通常最大流量200立方米/小时。这种泵结构复杂，维修困难。由于浆体进入隔膜泵泵体，进入柱塞泵、活塞泵泵缸，使导套、活塞杆、逆止阀等成为易损件，寿命短、且更换困难，维修费用高。
油隔离泵，又称为玛尔斯泵。这种泵是往复泵的一种变形，它通过隔离罐，使油与矿浆隔开，防止浆体进入泵缸，提高了泵的寿命。但这种泵由于是采取油与浆体直接接触，故既有油液流失，也存在浆体中的悬浮物混入油中进入泵缸的现象，从而造成油耗，又降低泵的使用寿命。又由于油与浆体直接接触的液面控制不够可靠，往往造成油液大量的流失，污染环境。并且流量小，不适于大流量浆体运输。
水隔离泵，又称为水力提升机。这种泵，水与浆体靠浮球隔离，由于浮球与罐壁有间隙，有清水流失现象，故清水不能闭路循环;还往往有混浆现象出现，故需设清水池。为了防止浮球卡住，该泵不能运输粒径大于2毫米的固体物料。该泵为了控制浮球的位置和调节三个浮球的相对运动速度，需有较复杂的检测和控制系统，增加了设备的复杂程度及费用。
本发明的目的就是提供一种膜隔离泵，将驱动液和浆体完全隔离，解决以上几类泵存在的问题，实现高扬程、高浓度、大流量、长寿命的管道运输;降低能源消耗、基建投资和维修费用;减少操作人员、维护人员;避免环境污染。
以下结合附图叙述本发明的组成及工作原理。
图一 为膜隔离泵系统图。
图二 为膜隔离泵的隔离罐的结构图。
本发明是这样实现的如图一，膜隔离泵由驱动系统、隔离罐组、供浆系统和控制系统组成。驱动系统包括一个(或几个)清水泵〔4〕及一组控制闸阀A、B、C、D、E、F;隔离罐组由三个(或四个)隔离罐〔2〕组成，隔离罐〔2〕中设置非金属隔膜〔3〕，将驱动液与浆体完全分开，分成两侧，其中驱动液可以是水、油或者乳化液;供浆系统由高位头浆体池〔7〕(或喂料泵)及一组逆止阀〔1〕(或颗粒泥浆闸阀)组成;控制系统由液压控制装置及微机组成。
膜隔离泵工作时，清水泵〔4〕的高压驱动液经驱动液一侧所设置的A、B、C、D、E、F六个液控闸阀交替地供给隔离罐甲、乙、丙隔膜〔3〕的上部并将回程的驱动液又交替送回清水泵〔4〕的入口;由高位头浆体池〔7〕(或喂料泵)送来的浆体，经浆体一侧所设置的六个逆止阀〔1〕(运输物料粒径小于2毫米的浆体)或六个颗粒泥浆闸阀(运输物料的粒径大于2毫米，小于运输管径的五分之一)，交替送进隔离罐甲、乙、丙的隔膜〔3〕的下部，罐中的高压驱动液通过隔膜〔3〕的摆动将压力能传递给浆体，使浆体交替送入外管道〔8〕，运输到指定的场所。为完成运输中流量和流动方向的调节，泵组中还有a、b、c、d、e六台液控闸阀，一台补水逆止阀H和一台安全阀g。清水泵〔4〕吸入侧装有压力表〔6〕，管道最高处有放气装置R。整机运行由微机控制，其工况在模拟板上模拟显示。
膜隔离泵的隔离罐，如图二，由上、下两个近似半球形的零件〔9〕和〔13〕、非金属隔膜〔3〕、金属园盘〔14〕、密封环〔11〕、螺母〔10〕、螺杆〔12〕组成。上、下半球的出口部位为流线形，强度按压力容器设计，中间通过法兰连接，连接处采用密封结构并固定非金属隔膜〔3〕。隔膜〔3〕为一种能适应运输物料的化学、物理性能的非金属制品。隔膜〔3〕的形状近似为盆形。隔离罐连结处法兰，采用非对称结构，使隔膜上、下摆动时，弯折点各异，以提高其挠曲寿命。隔膜〔3〕下面中心装有金属圆盘〔14〕，金属圆盘〔14〕的直径大于进、出口孔径，以便当控制失灵时，圆盘〔14〕堵住出口且圆盘〔14〕的边缘起密封作用，这时非金属隔膜〔3〕贴在隔离罐的罐壁上，避免出现事故。
本发明与已有技术相比具有很多优点1.由于采用膜隔离技术，使浆和驱动液严格分开，不存在混浆和驱动液流失现象。
2.由于没有驱动液流失，从而可实现驱动液闭式循环，可淘汰驱动液池。
3.运输介质的粒径大大增加。出口处采用逆止阀，可运输小于2毫米粒径的物料，采用闸阀，就可运输大于2毫米，小于运输管径五分之一粒径的物料。
4.扬程大，最大扬程是离心砂泵的20倍，是油隔离泵最大扬程的3倍，运输尾矿都可一泵到尾矿坝。由于节省了中继泵站，故节省了大量的基建投资和管理、维修费用。
5.流量大，最大流量为油隔离泵的20倍，隔膜泵的近100倍。
6.运输浆体的浓度大，可运输浆体的浓度小于60%。
参看图一，详细说明本发明的实施方案。
以运输尾矿的粒径小于2毫米，扬程为150米水柱，尾矿浓度30%，流量为190米3/小时的参数，实施该发明。
该方案的膜隔离泵，包括一个多级离心清水泵〔4〕，型号为150D30×6;六台入口阀门A、B、C、D、E、F，型号为KZ743A-25型;三个隔离罐〔2〕，采用近似球形结构，直径为1米，其中的隔膜〔3〕采用橡胶制品;六台出口阀门采用逆止阀〔1〕;a、b、c、d、e采用液控闸阀;清水溢水阀g;放气装置R;压力表〔6〕;补水池〔5〕及补水单向阀H;浓缩池〔7〕;驱动液采用水;外管道〔8〕。
膜隔离泵工作时，首先启动液压控制系统的油泵D1、D2。油泵运行正常后，使阀b、d开启，这时浆体进入隔离罐甲、乙、丙的隔膜下部。然后，启动清水泵〔4〕，当清水泵〔4〕达到额定转速后，令闸阀a、c开启，全部开启后，设备进入起始程序Ⅰ。这时阀A开启，清水泵〔4〕排出的高压清水进入隔离罐〔1〕的隔膜〔3〕上部，隔膜〔3〕下部的浆体顶开逆止阀，排入外管道〔8〕，程序Ⅰ发出后，设备进入程序Ⅱ，此时阀A逐渐关闭，阀C逐渐开启，隔离罐甲、乙隔膜上部同时进入高压清水，而下部同时排出浆体。当阀A完全关闭，设备进入程序Ⅲ，这时阀B逐渐开启，高位头浓缩池〔7〕向隔离罐甲的隔膜下部供浆体，上部清水流回清水泵〔4〕入口。当阀B完全打开，此时进入程序Ⅳ。阀C逐渐关闭，阀E在逐渐开启，清水泵〔4〕同时向隔离罐乙、丙隔膜上部供高压清水，隔离罐乙、丙隔膜下部的浆体同时排入外管道〔8〕，而高位头浓缩池〔7〕的浆体进入隔离罐甲的隔膜下部。当阀C完全关闭，此时设备进入程序Ⅴ，这时阀D逐渐开启，阀B逐渐关闭，清水泵〔4〕向隔离罐丙隔膜上部供高压清水，隔离罐丙隔膜下面的浆体排入外管道〔8〕，而浓缩池〔7〕同时向隔离罐甲、乙隔膜下部供浆体。上部清水流回清水泵〔4〕入口。当阀B完全关闭，此时进入程序Ⅵ，阀A逐渐开启，阀E逐渐关闭，清水泵〔4〕同时向隔离罐甲、丙隔膜上部供高压清水，下部浆体排入外管道〔8〕，此时浓缩池〔7〕仅向隔离罐〔2〕下部供浆体，上部的清水流回清水泵〔4〕的入口。当阀E完全关闭，此时进入程序Ⅻ，阀F逐渐开启，阀D逐渐关闭，清水泵〔4〕仅向隔离罐甲隔膜上部供高压清水，下部浆体排入外管道〔8〕，浓缩池〔7〕同时向隔离罐乙、丙隔膜下部供浆体，上部清水流回清水泵〔4〕入口。当阀D完全关闭，此时进入程序Ⅷ。阀C逐渐开启，阀A逐渐关闭，清水泵〔4〕同时向隔离罐甲、乙隔膜上部供高压清水，下部浆体排入外管道〔8〕，此时浓缩池〔7〕仅向隔离罐丙的隔膜下部供浆体。当阀A完全关闭时，此时进入程序Ⅸ，阀B逐渐开启，阀F逐渐关闭，清水泵〔4〕仅向隔离罐乙隔膜上部供高压清水，下部浆体排入外管道〔8〕，浓缩池〔7〕同时向隔离罐甲、丙隔膜下部供浆体，使上部清水流回清水泵〔4〕的入口。当阀F完全关闭，此时进入程序Ⅹ，阀E逐渐开启，阀C逐渐关闭，清水泵〔4〕同时向隔离罐乙、丙隔膜上部供高压清水，下部浆体排入外管道〔8〕，浓缩池〔7〕仅向隔离罐甲隔膜下部供浆体。此时，该泵的一个完整工作过程结束。继续工作，循环程序Ⅴ至Ⅹ。
需要终止程序时，按动终止程序按钮，令阀d关闭，阀e开启，此时隔离罐的隔膜下部也进清水(浓缩池溢流水)，按循环程序继续工作一段时间，实现停机前的浆体管道部分阀及外管道的清洗。然后停止清水泵〔4〕工作，并使阀A、B、C、D、E、F及阀a、b、c、d、e全部关闭。最后停油泵D1、D2。
泵开始运行时注意排气。
因泵的清水部分为闭路循环，由于某种原因清水泵〔4〕吸入侧供水不足，则清水泵〔4〕吸入真空度增加，补水池〔5〕清水顶开补水单向阀H，自动向清水泵〔4〕吸水侧补水。若清水泵〔4〕排出侧清水过多，隔膜〔3〕堵住排浆口，清水泵〔4〕排水侧清水压力上升，此时自动顶开清水溢流阀g，清水又排入补水池〔5〕，从而实现隔膜相对位置的自动调节。
权利要求
1.一种用于颗粒物料管道长距离运输的膜隔离泵，包括一个清水泵[4]、六个入口阀门(A、B、C、D、E、F)、三个隔离罐[2]、六个出口阀门[1]及a、b、c、d、e、g六个阀门，其特征在于所说的隔离罐[2]，采用两个近似半球形的零件，通过法兰对接而成，在法兰对接处，装有非金属隔膜[3]，使浆体与驱动液隔离在隔膜[3]的两侧。
2.按照权利要求
1所说的膜隔离泵，其特征在于隔离罐〔2〕中的非金属隔膜〔3〕是橡胶制品。
3.按照权利要求
1所说的膜隔离泵，其特征在于所说的隔离罐〔2〕上、下半球形零件的连接法兰，采用非对称结构。
4.按照权利要求
1所说的膜隔离泵，其特征在于所说的驱动液可以是水、油或乳化液。
5.按照权利要求
1所说的膜隔离泵，其特征在于所说的隔膜〔3〕，其中心底部固定一块强度足够的金属园盘，且直径大于隔离罐进出口的孔径。
6.按照权利要求
1所述的膜隔离泵，其特征在于所说的出口阀门可以采用逆止阀。
7.按照权利要求
1所述的膜隔离泵，其特征在于所说的出口阀门可以采用闸阀。
8.按照权利要求
1所述的膜隔离泵，其特征在于所说的清水泵，可以用多个清水泵。
9.按照权利要求
1所述的膜隔离泵，其特征在于所说的隔离罐，可以用四个。
专利摘要
用于颗粒物料管道长距离运输的膜隔离泵。在该泵的隔离罐中设置非金属隔膜，使清水与浆体完全隔离，使浆体不进入泵体。从而实现了膜隔离泵的高扬程(H≤1990米水柱)、大流量(Q≤3000米
文档编号F04B43/02GK86104866SQ86104866
公开日1987年8月12日 申请日期1986年8月7日
发明者于长和, 孙荣权, 谢方俭, 周辛之, 田树家, 苏春玉, 齐德培, 王锡春, 呼应起 申请人:沈阳冶金机械专科学校导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan