Файл: Басов, А. И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов учебник.pdf

ность всех 23 секций составляет 76 м2. Фильтрующие патроны диа­ метром 150 мм и длиной 1635 мм весят около 30 кг. Пропускная спо­ собность аппарата при работе на растворах цинкового производства составляет около 70—80 м8/ч.

Достоинства фильтр-сгустителей: возможность интенсифициро­ вать процесс отделения твердой фазы от жидкой, так как операции фильтрования и сгущения совмещены, поэтому можно сократить число аппаратов, занятых раздельно на фильтровании и сгущении; возможность автоматизировать процесс; значительно улучшенные

306

НАСОСЫ

ПУЛЬПОВЫ Е

§56. Общие сведения

Гидросмесями (пульпами) называют жидкости, содержащие большое количество взвешенных твердых частиц. Разнообразие технологи­ ческих процессов в цветной металлургии обусловливает разнообра­ зие пульп как по содержанию (крупности и твердости взвешенных частиц), так и по свойствам самой несущей

до 60% при температуре, достигающей 80° С. Гидросмеси перемещают специальными механизмами, называе­ мыми насосами. Разнообразие пульп обусловливает необходимость применения насосов различных типов. По принципу действия они разделяются на следующие основные группы: центробежные, порш­ невые, диафрагмовые. В производстве тяжелых цветных металлов распространены центробежные насосы, которые н будут рассмотрены

в этой главе.

Насос (рис. 162) состоит из рабочего колеса (турбиики) 4 и кор­ пуса (улиты) 3. Колесо имеет несколько лопаток 1 криволинейного очертания и закреплено консольно на конце вала 2. Корпусу при­

дается спиральная форма с расширением в сторону выхода гидросмеси. Работа насоса основана на принципе действия центробежной силы.

При вращении колеса пульпа отбрасывается от центра колеса к его периферии, прижимается к внутренней поверхности корпуса. В ре­ зультате этого в центре колеса (у входа в него пульпы) создается раз­ режение, и в насос поступает следующая порция пульпы. Центробеж­ ная сила действует непрерывно, поэтому и пульпа поступает в насос также непрерывно. Этим и определяется непрерывность процесса в центробежных насосах в отличие от процесса в поршневых насосах.

Каждый насос характеризуется основными параметрами: произво­ дительностью (подачей), напором, потребляемой мощностью и к. п. д. Подачей насоса называется объем жидкости, перемещаемой насосом в единицу времени.

308

Полный или манометрический напор И, развиваемый насбсбМ,

расходуется на подъем гидросмеси на высоту Я г (рис. 163), равную вертикальному расстоянию между уровнями в приемном и напорном резервуарах; преодоление потерь в самом насосе, нагнетательном и всасывающем пульпопроводах; создание скоростного или динамиче­ ского напора. Полный напор можно определить как

Член {v\ — v\)/2g — кинетическая энергия — выражает энергию

движущейся пульпы и называется скоростным напором (имеет раз­ мерность в метрах). Когда резервуары находятся под атмосферным давлением (р2 = р х), член (р2 — р г)/у равен нулю.

На обогатительных фабриках насосы устанавливают ниже прием­ ного резервуара — зумпфа 5 (рис. 163, а). В этом случае насосы рабо-

тают с подпором на стороне всасывания и высота всасывания Явс будет отрицательной.

Всасывание гидросмеси происходит под действием разности давле­ ний: внешнего р х (в приемном резервуаре) и давления р 0 на входе

в насос или разности напоров (рх— р 0)Л’• Последняя затрачивается

309

на подъем пульпы на высоту всасывания Нас, преодоление сопротив­ лений во всасывающем пульпопроводе 1гос и на создание в нем ско­

ростного напора. Если пульпа засасывается из открытого зумпфа, то внешнее давление будет равно атмосферному ра. Разность атмо­ сферного давления и давления на входе в насос называется вакуумметрической высотой всасывания # пак.

Для нормального всасывания необходимо, чтобы наименьшее дав­ ление пульпы при входе в насос было больше давления рп насыщен­ ных паров жидкости при данной температуре. Математически это выразится

Отсюда, следует что высота всасывания уменьшается с уменьше­ нием атмосферного давления и с повышением давления паров жид­ кости, которое возрастает с повышением ее температуры. Если давле­ ние паров жидкости станет равным давлению на входе в насос, то из жидкости начнут интенсивно выделяться пары и растворенные в ней газы. Пузырьки пара, войдя в зону с более высоким давлением (при движении через насос), разрушаются. Высота всасывания сни­ жается также с увеличением скорости движения пульпы и потерь во всасывающей трубе.

Высота всасывания пульповых насосов при перекачке холодных пульп достигает 50— 70 кН/м2 (5—7 м вод. ст.). При перемещении горячих пульп она значительно снижается. Поэтому горячие пульпы подводят к насосу под некоторым давлением или насос устанавли­ вают с соответствующим подпором на всасывании.

Энергия, переданная насосом жидкости за одну секунду, или

Потребляемая насосом мощность N (на валу насоса) больше полез­ ной мощности Nn на величину потерь в насосе. Эти потери мощности

оценивают коэффициентом i], который, как известно, равен отноше­ нию полезной мощности насоса к потребляемой им мощности

Полный к. п. д. насоса

Л = ЛоЛгЛм.

Величина т] зависит от конструкции и качества изготовления насоса, а также от его состояния (изношенности деталей). К. п. д. современных насосов песковых и грунтовых при работе на воде со-

310

ставляет 0,5—0,7. При работе на пульпе к. п. д. сравнительно быстро падает в зависимости от консистенции и износа[ рабочих поверхностей.

Мощность на валу насоса подсчитывают по формуле

Н— напор насоса в метрах столба перекачиваемой пульпы;

ц— полный к. п. д. насоса, в долях единицы;

у — плотность пульпы, кг/м3.

Основные параметры насоса находятся в следующей определенной зависимости от числа оборотов рабочего колеса. При изменении ско­ рости вращения производительность насоса изменяется прямо про­ порционально, величина напора — во второй степени, а мощность насоса — в третьей степени. Эта зависимость, называемая законом пропорциональности, выражается следующими. уравнениями:

Производительность, напор и мощность, полученные в резуль­ тате изменения числа оборотов, определяются как

Закон пропорциональности дает практически достаточно точные данные только при изменениях числа оборотов примерно в два раза по сравнению с нормальными.

Каждый типоразмер насоса имеет свою определенную характери­ стику (рис. 164). Ее обычно составляют при испытании насоса (вы­ дается заводом-изготовителем) следующим образом. Изменяя степень открытия задвижки на нагнетательной линии, замеряют производи­ тельность, напор, мощность и вычисляют к. п. д. Полученные при постоянном числе оборотов насоса зависимости Q—Н, Q— N и Q—т]

наносят на график. По горизонтальной оси откладывают значения подачи Q. Кривые линии характеристики показывают, что с увеличе­ нием производительности насоса его напор снижается, а мощность возрастает.

Каждый насос имеет подачу (режим), при котором к. п. д. приоб­ ретает наибольшее значение. Этот режим называется оптимальным и желательно, чтобы он соответствовал нормальному режиму работы насоса. На графике этот режим показан наивысшей точкой на кривой Q—г|. При отклонении от этой точки в ту или другую сторону вели­ чина к. п. д. уменьшается. Приведенной характеристикой строго руководствуются при выборе насоса и определении его параметров для работы в соответствующих режимах,

9 U

С увеличением в пульпе доли твердой фракции производитель­ ность, напор и к. п. д. насоса понижаются, а требуемая мощность возрастает. В каталогах п паспортах насосов часто приводят пара­ метры для работы на воде, поэтому для работы на пульпах необходимо

tj,%

V70

-00

-SO

- 4 0

-so' -20 -W

M к8г

400

200

Puc. 164. Характеристика центробежного грунтового насоса

выполнить соответствующие пересчеты (табл. 24). Поданным табл. 24, при плотности пульпы 1,4 т/м3 производительность насоса по сравне­ нию с производительностью при работе на воде падает на 29%, напор уменьшается на 32% и к. п. д. — на 25%, необходимая мощность возрастает на 38%.

§ 57. Центробежные насосы с боковым подводом пульпы

По характеру перекачиваемой пульпы центробежные насосы раз­ деляют на песковые, грунтовые и шламовые. Это разделение носит условный характер, так как насосы могут перемещать различные пульпы.

Песковые насосы бывают горизонтальные и вертикальные в зави­ симости от расположения вала, с центральным (осевым) или боковым подводом пульпы к насосу.

На рис. 165 представлен песковый насос типа ПН с боковым под­ водом пульпы через входное отверстие в станине насоса. Рабочее колесо 3 консольно закреплено на конце вала И и вращается внутри спирального корпуса 2. Между корпусом и станиной установлен промежуточный диск 4, направляющий поток пульпы к центру ко­ леса 3.

Вал опирается на два сдвоенных шарикоподшипника, находя­ щихся внутри съемного стакана 10, Он одним концом опирается на

312