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

Сальник насосов с боковым подводом требует меньшего количе­ ства воды для гидрозатвора и с меньшим напором. Поэтому их можно использовать в технологических процессах, где ограничивается или не допускается добавка промывочной воды в перекачиваемую среду.

Возможность располагать всасывающий патрубок с обеих сторон насоса позволяет более компактно и удобно устанавливать насосы. К достоинствам насосов с центральным питанием следует отнести: более высокий вакуум вследствие меньшего вредного сопротивления всасывающего тракта (отсутствие поворотов); более простую кон­ струкцию и меньшую массу насоса; более высокий к. п. д.

j

Рис. 172. Сопряжение рабочих деталей

Эксплуатационные и гидравлические показатели работы насоса во многом зависят от сопряжения рабочего колеса 1 с корпусом 3 и его бронедисками 2 и 4 (рис. 172). Если ширина сечения отвода значи­ тельно больше ширины выходной части колеса (рис. 172, а), то отсут­

ствует перекрытие бронедисками или боковыми стенками отвода боко­ вых пазух (щелевых зазоров 5— 10 мм) между рабочим колесом и бронедисками всасывающей и напорной сторон. В результате этого при выходе из колеса создаются интенсивные перетоки и завихрения, вызванные неравномерным распределением давления внутри насоса и ускоряющие износ рабочих поверхностей. Интенсивность истира­ ния усиливается абразивными частицами, попадающими в пазухи во время остановки насоса.

На рис. 172, б показано перекрытие пазух пескового насоса вы­

ступами корпуса, значительно препятствующее перемещению пульпы из зоны давления в зону всасывания.

Уменьшение ширины отвода в результате соответствующего уве­ личения радиального размера, кроме улучшения сопряжения рабо­ чего колеса с корпусом и бронедисками, способствует снижению тангенциальной скорости движения пульпы в наиболее отдаленных точках проходного сечения.

326

Интенсивность износа проточной части пульповых насосов про­ порциональна кубу скорости движения пульпы. Поэтому и ограни­ чивают число оборотов и величину напора. Для создания более высо­ ких напоров последовательно соединяют одноступенчатые насосы. Двухступенчатые насосы для перекачки абразивных пульп приме­ нения не находят, что объясняется интенсивным износом уплотнений между ступенями.

Наиболее быстрому износу подвергаются рабочие детали в местах сопряжений (зазорах) вращающихся и неподвижных поверхностей, а также в местах изменения направления потока пульпы, в зонах вихреобразования и высоких скоростей перемещения.

В рабочих колесах интенсивность и характер износа зависят от формы меридианного сечения, формы и расположения входной кромки лопаток, угла выхода лопаток: крутой поворот потока пульпы при параллельных дисках колеса способствует ускорению износа входных кромок лопастей и дисков. С увеличением угла лопастей на выходе также повышается степень износа их в этом месте. Для колес с коэффициентом быстроходности 60—140 рекомендуется принимать углы лопастей на выходе 20—23°. Меньшие величины относятся к на­ сосам с большей быстроходностью. Отводы, как правило, изнаши­ ваются примерно в 1,5—2 раза медленнее рабочих колес. На их износ основное влияние оказывают размеры расчетного сечения и форма очертания — наиболее рациональными считаются отводы с неполно выраженной спиралью. Отводы кольцевой формы с постоянным сече­ нием проточного канала имеют низкий к. п. д. и высокую степень

двумя резиновыми износостойкими вкладышами 3 и 5. Вкладыши за­

жаты фланцами и торцами корпуса.

Уплотнение вала осуществляется автоматическим сальником цен­ тробежного типа. Во время работы экспеллер 10 и торцовые лопатки 6

колеса снижают давление пульпы перед сальником и тем самым пре­ пятствуют попаданию пульпы в зону резиновых манжет 12, располо­ женных в камере 11. При остановке насоса герметичность создается

резиновыми износостойкими манжетами, которые плотно охватывают защитную втулку вала 7. Уплотнительное устройство работает без гидрозатвора.

Вал установлен на конических подшипниках 8, которые рассчи­

таны на восприятие осевого усилия. Места выхода вала из стакана уплотнены гребенчатыми лабиринтными уплотнениями 9 и 13. На­

сосы в диапазоне диаметров патрубка 25—250 мм выпускают с клино­ ременной передачей.

Насосы с центральным приводом широко используются для пере­ качивания агрессивных и агрессивно-абразивных пульп и растворов в гидрометаллургических производствах. Рабочее колесо 4 этих на­ сосов (рис. 174) — полуоткрытого типа. Внутри отвода 3 между коле-

327

Рис. 173. Гуммированный насос с автоматическим сальником

сом и крышкой 2 установлен промежуточный диск 1. Сальник 6 с мяг­

кой набивкой расположенный в зоне высокого давления и работаю­ щий без гидрозатвора, имеет очень малый срок службы (7— 10 суток), несмотря на наличие торцовых лопаток и разгрузочных отверстий на диске рабочего колеса. Прокладочным кольцом 5 регулируют по­

ложение колеса при его установке. Шарикоподшипники установлены в станине (кронштейне) 7.

Установка полуоткрытого колеса обусловлена необходимостью очистки от налипших твердых включений (кеков и др.). Отливают его из кислотостойкой стали марки Х18Н9Т. Продолжительность службы находится в пределах 1,5—2 месяца. Из этой же стали отли­ вают отвод, крышку и диск.

Насосы этой конструкции имеют низкий к. п. д. (30—50%), что объясняется недостатками геометрии проточной части (каналов), наличием отверстий в диске колеса, вызывающих интенсивные пере­ токи гидросмеси из напорной полости во всасывающую, а тем самым— быстрый износ проточной части.

На рис. 175 показан насос, отличающийся только проточной частью, отлитой из титана. Впервые титановые насосы сварной кон­ струкции были разработаны, изготовлены и широко внедрены на комбинате «Североникель» в 1961 г.; их использовали для перекачки растворов в гидрометаллургических никелевых процессах. Более чем десятилетний опыт эксплуатации показал весьма высокую химиче­ скую стойкость титана, в десятки раз превышающую стойкость

329

проточной части из хромоникелевой стали Х18Н9Т. Вместе стемна титан разрушающе действуют концентрированная серная и азотная кислоты и твердая абразивная фракция. Поэтому титановые насосы пока (до изыскания износостойкого сплава титана) не пригодны для

транспортирования абразивных пульп. Сравнительно слабым местом насосов сварной конструкции является низкая стойкостьсварных швов. Титановые насосы сейчас находят широкое применение и в других гидрометаллургнческих процессах. Техническая характеристика се­ рийно изготавливаемых насосов приведена в табл. 27.

ТАБ Л И Ц А 27

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТИТАНОВЫХ НАСОСОВ

§59. Центробежные вертикальные

идиафрагмовые насосы

Вертикальные центробежные насосы используются во вспомога­ тельных процессах для перекачки из зумпфов промежуточных про­ дуктов, различных пульп, собирающихся от переливов, утечек и смы-

330

b o b помещений. По принципу действия и общему конструктивному устройству эти насосы сходны с горизонтальными насосами. Обычно их выполняют переносными и устанавливают на бортах зумпфов.

Насос (рис. 176) марки НПВ-ЗР имеет гуммированные рабочие детали. Рабочее колесо 4 — полуоткрытого типа. Корпус составлен из двух частей: нижней 2 и верхней 3. Всасывающий патрубок 1 может

быть удлинен соответствующим патрубком с защитной сеткой до 6 м. Сальник 5 — обычной конструкции с мягкой набивкой. Корпус

соединен с электродвигателем через чугунную трубу 6 и корпусный стакан 8. Вал насоса вращается в двух шарикоподшипниках 7 и соединяется с ротором электродвигателя эластичной муфтой 9. Насос п напорная труба 12 закреплены на опорной раме 11, при помощи

которой насосный агрегат устанавливают над зумпфом и транспорти­ руют на ремонт или к другим зумпфам.

В сальник для создания гидрозатвора по трубе 10 постоянно

подается промывочная вода под давлением 15—20 Н/сма (1,5— 2 кгс/см2). Нижняя опора вала защищена от попадания пульпы за­ кладным уплотнением 13 и отбойным резиновым кольцом.

Насос (рис. 177) отличается от рассмотренного выше отсутствием сальника и конструкцией проточной части. Проточная часть, состоя­ щая из закрытого рабочего колеса 1, корпуса 2 и защитного диска 3,

отлита из износостойкого высокохромистого чугуна типа ИЧХ28Н2. Подвод 4 состоит из трубы и двух фланцев. Защитные сегки 5 предо­

храняют насос от попадания крупных кусков и посторонних предме­ тов.

332

Этот насос имеет лучшую техническую и эксплуатационную ха­ рактеристики (отсутствие сальника, закрытая конструкция колеса, более надежный привод), но в то же время — более сложную и доро­ гую конструкцию.

Диафрагмовые насосы бывают двух типов: всасывающие и нагне­

тательные. Всасывающие насосы работают только на свободный слив перекачиваемой пульпы и используются главным образом для пере­ качивания сгущенного материала из сгустителей обогатительных фабрик и для откачивания грязных жидкостей из зумпфов. Этими насосами также можно перекачивать пульпы, содержащие до 60% твердых включений (от общей массы пульпы), при полной высоте всасывания до 4,25 м.

Насосы бывают одинарные и сдвоенные с общим приводом (рис. 178). Рабочая часть насоса состоит из корпуса 12 чашеобразной формы, резиновой диафрагмы 2, нижнего 1 и верхнего 3 шаровых гум­ мированных клапанов и обоймы 4, закрепленной на штоке 5. Шток приводится в движение электродвигателем 9 через ременную пере­ дачу 8, редуктор 7 и кривошип 6. Привод установлен на массивной литой стойке 13, которая вместе с корпусами насосов 12 закреплена на чугунной плите 14. Кривошипы посажены на концы выходного

вала редуктора 7.

Работа насоса протекает следующим образом. При движении штока вверх обойма 4 также поднимается вверх вместе с закреплен­ ной на ней диафрагмой 2, при этом внутри корпуса создается разре­

жение. Пульпа под действием атмосферного давления поднимает нижний шаровой клапан и устремляется внутрь корпуса. Во время обратного хода штока обойма опускается, диафрагма давит на пульпу, верхний клапан поднимается (а нижний в этот момент закрывается),

ипульпа через отверстие в обойме выбрасывается из насоса наружу

ивытекает через порог в сливной желоб или трубу. Фартук 10 пред­

отвращает разбрызгивание пульпы.

Производительность насоса регулируют изменением величины хода штока соответствующей перестановкой пальца кривошипа. Для равномерной работы насоса кривошипы закрепляют на валу враз­ бежку под углом 180 или 90° друг к другу.

Достоинства диафрагмовых насосов: возможность работать при высоте всасывания до 4,25 м, что обусловлено хорошей герметич­ ностью клапанов и диафрагмы; простая и надежная конструкция проточной части, без сальникового устройства, с деталями; легко доступными для осмотра и замены; возможность регулировать производительность в широких пределах; спокойная бесшумная работа, так как клапаны гуммированы и опираются на резиновые седла.

Недостатки насосов: сравнительно низкая агрегатная производи' тельность вследствие малого числа ходов (в пределах 25—60 в 1 мин), ограниченных наличием клапанов и кривошипным механизмом; не­ равномерная подача пульпы насосом, вызванная возвратно-посту­ пательным движением штока и диафрагмы; большая металлоемкость конструкции, в несколько раз превышающая металлоемкость центро-

ззз

бежных насосов. Поэтому днафрагмовые насосы не нашли широкого

применения.

При работе насоса воздушный кран на трубке 11 держат немного

открытым, чтобы избежать гидравлических толчков. В момент пуска

его закрывают. Ставить обратный клапан или задвижку на всасыва­ ющей трубе не рекомендуется. При замене диафрагмы необходимо точно согласовать длину штока (ее регулируют гайками) с размером прогиба диафрагмы в ее крайних положениях, чтобы избежать раз­ рыва диафрагмы. В процессе эксплуатации необходимо следить за герметичностью всасывающей трубы, плотностью прилегания клапа­ нов к седлам, исправностью диафрагмы и ее креплением.

334

Диафрагмовые насосы Уфимского завода имеют производитель­ ность 2—20 м3/ч при наибольшем содержании твердых включений до 60%, числе двойных ходов 50 в 1 мин и мощности электродвига­ теля 0,6—1,7 кВт. Масса насосов с электродвигателем 200—600 кг.

§ 60. Эксплуатация насосов

Для уменьшения вредных сопротивлений и улучшения работы насосы размещают как можно ближе к приемному резервуару, с ми­ нимальным числом изгибов и фланцевых соединений на всасывающей трубе. Насос устанавливают строго горизонтально. Напорная труба не должна опираться всем своим весом на корпус насоса. Для этого пульпопровод закрепляют на отдельных опорах или несущих кон­ струкциях цеха. Во избежание быстрого износа пульпопроводы вы­ полняют с максимально возможным радиусом закругления в местах переходов. Стальные трубы гуммируют. При работе на очень абразив­ ных пульпах колена отливают утолщенными из высокохромистого износостойкого сплава или применяют резиновые колена. Не допу­ скается установка в магистраль труб разного диаметра, а особенно меньше номинального. Сильное провисание, перехваты и вмятины способствуют забиванию труб щепой и твердыми включениями. При работе на пульпах, засоренных щепой, устанавливают в местах поворотов особый патрубок для подвода промывочной воды. Во флан­ цевых соединениях должны быть установлены качественные про­ кладки и болты одного диаметра.

Перед пуском в работу насос и всасывающую трубу заполняют водой или пульпой, предварительно провернув вал насоса вручную и убедившись в отсутствии внутри него посторонних предметов. Последние в виде изношенных дробящих шаров попадают в насос через неисправные решетки в измельчительном отделении.

Емкость приемного резервуара должна соответствовать произво­ дительности насоса. При недостаточной емкости и неравномерном поступлении пульпы в резервуар насос быстро выхватывает пульпу и начинает работать ненормально, с подсосом воздуха.

На обогатительных фабриках насосы устанавливают главным образом на нижних уступах здания, поэтому для предотвращения заливания двигателей пульпой и водой фундаменты насосов должны возвышаться над уровнем пола. В этих условиях целесообразна уста­ новка насосов с ременным приводом от двигателя, расположенного над насосом. Насосный агрегат должен быть надежно заземлен во избежание несчастных случаев.

Для механизации обслуживания и ремонта над насосами обяза­ тельно устанавливают соответствующие грузоподъемные средства: ручные краны, тельферы, кошки. В насосном отделении должны постоянно находиться необходимый набор инструмента, прокладоч­ ные и набивочные материалы.

Эксплуатация насосного хозяйства связана с большими расхо­ дами, особенно на крупных предприятиях, насчитывающих до 700— 800 пульповых насосов. Большой расход средств и трудовые затраты

335