ГИДРОПРИВОДНОЙ НАСОС Российский патент 1996 года по МПК F04B43/06 

Изобретение относится к технике перекачивания абразивно-щелочных суспензий и может быть использовано, например, в глиноземном производстве для транспорта бокситовых пульп через автоклавную батарею.

Известен гидроприводной поршневой насос для перекачивания абразивных суспензий, в котором устранен указанный недостаток. Насос состоит из цилиндра с поршнем, насосной и приводной камер с гибким разделителем между ними в виде мембраны из фильтрующего материала, а также всасывающего материала, а также всасывающего и нагнетательного патрубков с клапанами. Приводная камера заполнена приводной (рабочей) жидкостью, в качестве которой используется основная жидкая фаза перекачиваемой суспензии. В процессе работы насоса жидкая фаза проникает через мембрану в цилиндр и играет роль "жидкого поршня" /1/.

Недостатком насоса является его неприспособленность для перекачки бокситовой пульпы, что обусловлено следующим. Бокситовая пульпа обладает большой вязкостью и содержит твердые частицы разного диаметра, причем весьма широкого диапазона, поэтому в процессе ее перекачки происходит быстрая забивка пор мембраны, что ограничивает применимость насоса по виду перекачиваемых жидкостей.

Известен поршневой насос для перекачивания абразивных суспензий (пульпы), состоящий из цилиндра с поршнем, двух приводных камер (компенсаторов) для каждого хода поршня, клапанной коробки с патрубками и соединительных трубопроводов. Для устранения возможности попадания абразивных частиц перекачиваемой пульпы в полость цилиндра и исключения быстрого износа поршня и цилиндра, последний заполнен рабочей жидкостью водой, играющей роль "жидкого поршня". Водой заполнены и приводные камеры, примерно наполовину, соединенные с полостью цилиндра трубопроводами. Другая часть камер заполнена пульпой, поступающей из клапанной коробки. Таким образом, между пульпой и цилиндром с поршнем имеется водяная прослойка.

Недостатком насоса является то, что при перекачке автоклавной бокситовой пульпы происходит ее разбавление, т.к. она постоянно контактирует с водой /"жидким поршнем" /II/. Это ухудшает технологию выщелачивания боксита в автоклавной батарее, через которую бокситовая пульпа прокачивается поршневым насосом, и снижает эффективность работы последнего.

Задачей изобретения является расширение применимости насоса по виду перекачиваемых жидкостей, т.е. обеспечение возможности перекачивания насосом любых жидкостей, в том числе и бокситовой пульпы, без снижения эффективности его работы.

Техническим результатом изобретения является:
во-первых, обеспечение функциональной надежности эластичного разделителя (мембраны) в условиях перекачки абразивных и вязких жидкостей путем устранения забивки его пор;
во-вторых, предотвращение скопления неконденсирующихся газов в верхней части приводных камер и емкостных разделителей и сохранение таким образом их полезного объема, обеспечивающего полноценную подпитку насоса рабочей жидкостью (водой) в процессе его работы.

Технический результат достигается тем, что в описанном гидроприводном насосе приводные камеры и эластичные разделители, выполненные в виде емкости, в верхней своей части снабжены патрубками для отвода неконденсирующихся газов, а разделители в приводных камерах установлены с герметичным разделением рабочей и перекачиваемой жидкостей.

Неконденсирующиеся газы всегда выделяются из жидкостей (т.е. из воды, находящейся внутри емкостных разделителей, и из пульпы, заполняющей приводные камеры насоса) при их сжатии или при снижении наружного давления (т.е. в процессе работы насоса).

На чертеже дана принципиальная схема конструкции предлагаемого гидроприводного насоса.

Насос состоит из цилиндра 1 с поршнем 2, клапанной коробкой 3 с патрубками 4,5 и 6,7 и двух приводных камер 8,9. Последние сообщаются с полостью цилиндра 1 при помощи соединительных трубопроводов 10,11, на конце каждого из которых установлен эластичный непроницаемый разделитель 12, выполненный в виде емкости и снабженный в верхней своей части стаканом 13. В верхнюю часть полости разделителей 12 введены патрубки 14,15 для отвода неконденсирующихся газов, а патрубки 16,17 служат для отвода неконденсирующихся газов из верхней части приводных камер 8,9.

Насос работает следующим образом.

Перекачиваемая жидкость, например, бокситовая пульпа, из мешалки поступает, при ходе поршня 2 влево, в клапанную коробку 3 через патрубок 4 и далее через патрубок 7 в камеру 9, где под давлением пульпы начинается сжатие разделителя 12. В это же время поршень 2 выдавливает рабочую жидкость воду - из цилиндра 1 через соединительный трубопровод 10 внутрь разделителя 12 в камере 8, который, увеличиваясь в объеме (этот момент показан на чертеже), в свою очередь выдавливает из камеры 8 пульпу через патрубок 6 в клапанную коробку 3 и далее через патрубок 5 в автоклавную установку.

При обратном ходе поршня 2 в цилиндре 1 вправо происходит всасывание пульпы сначала в коробку 3 через патрубок 4, далее через патрубок 6 в камеру 8. Вода в этот момент из полости разделителя 12 в камере 8 всасывается через трубопровод 10 в цилиндр 1, и начинается сжатие разделителя 12. Заполнение камеры 8 пульпой происходит до тех пор, пока поршень 2 не достигнет крайнего положения в правой части цилиндра 1. В этот момент разделитель 12 в камере 8 максимально сжимается, а сама камера 8 максимально заполняется пульпой. При этом конец патрубка 14 войдет в стакан 13 и, если кран на патрубке 14 будет открыт, неконденсирующиеся газы будут выходить из полости разделителя 12 наружу. В камере 9 в это время (при ходе поршня 2 вправо) происходит тот же процесс, что и в камере 8 в предыдущем цикле: вода выдавливается из цилиндра 1 через соединительный трубопровод 11 в полость разделителя 12 камеры 9, а пульпа выдавливается через патрубок 7 в коробку 3 и далее через патрубок 5 в автоклавную установку.

Периодический отвод газов, скапливающихся в верхней части разделителя 12, позволяет осуществить качественную подпитку полости цилиндра 1 водой. Такая подпитка необходима из-за утечек через уплотнение штока поршня 2 (патрубки подпитки на чертеже не показаны).

Неконденсирующиеся газы скапливаются также и в верхней части камер 8,9, откуда они отводятся через патрубки 16,17 при периодическом открывании крана. При сдувке газов из полостей разделителей 12 и верхней части камер 8,9 частично выходят вода и пульпа, количество которых восстанавливается при всасе; клапан подачи воды в цилиндр 1 при этом открывается, а пульпа заполняет весь объем той или иной из камер 8,9.

Наличие стакана 13 в верхней части разделителя 12 позволяет газам скапливаться именно в нем, а не в полости разделителя 12. Это препятствует уменьшению полезного объема разделителя и таким образом способствует сохранению производительности насоса на необходимом уровне (уменьшение полезного объема разделителя уменьшает производительность насоса).

Для упрощения и дешевизны эластичные разделители 12 могут быть изготовлены, например, из двух покрышек для мотороллера или автомобиля, бывших в употреблении. Стакан 15 выполнен из металла.

Таким образом, в описываемом гидроприводном насосе:
установка эластичных разделителей в приводных камерах с герметичным разделением "жидкого поршня" (воды) от перекачиваемой пульпы позволяет предотвратить забивание пор разделителя и обеспечить выполнение им своей "разделительной" функции при перекачке абразивных и вязких жидкостей, каковой и является бокситовая пульпа;
выполнение эластичного разделителя в виде емкости и установка газоотводящего патрубка в верхней его части (для чего емкость разделителя выполнена замкнутой в верхней своей части и открытой в нижней для ввода в полость разделителя упомянутого газоотводящего патрубка), а также установка аналогичного патрубка в верхней части каждой приводной камеры позволяют осуществить на должном уровне подпитку водой рабочего цилиндра насоса и пульпой приводных камер, что способствует повышению эффективности работы насоса.

Использование: в глиноземном производстве для перекачивания автоклавной бокситовой пульпы. Сущность изобретения: содержит цилиндр с поршнем, клапанную коробку с патрубками подвода и отвода перекачиваемой жидкости и две привозные камеры. В каждой камере установлен эластичный разделитель, выполненный в виде емкости. В верхней своей части приводные камеры и эластичные емкостные разделители снабжены патрубками для отвода неконденсирующихся газов, выделяющихся из пульпы и воды в процессе работы насоса. Разделители установлены с герметичным разделением рабочей (приводной) и перекачиваемой жидкостей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидроприводной насос для перекачивания абразивных и вязких жидкостей, например бокситовой пульпы, содержащий цилиндр с поршнем, клапанную коробку с патрубками и две приводные камеры с установленным в каждой из них эластичным разделителем, отличающийся тем, что приводные камеры и разделители выполнены в виде емкости, в верхней своей части снабжены патрубками для отвода неконденсирующихся газов, а разделители установлены с герметичным разделением рабочей и перекачиваемой жидкостей. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что в верхней части разделителя установлен состыкованный с ним стакан для сбора неконденсирующихся газов.