Equipo de transporte de lodo
1. Bomba de lodo centrífuga
(1) Principio de funcionamiento de la bomba de lodo centrífuga
La bomba de lodo centrífuga, también conocida como bomba de arena, es similar en estructura a bomba centrífuga, como se muestra en la Figura 6-7.
Figura 6-7 Bomba de lodo centrífuga
1 acoplamiento; asiento de 3 cojinetes; casquillo de 5 ejes; Caja de empaquetadura sellada con agua; placa de equilibrio de 8; buje trasero de 9; carcasa de bomba de lodo de 10; un impulsor 10 en el cuerpo, que está instalado en un eje principal giratorio conectado directamente al eje del motor o impulsado por un dispositivo de transmisión. Hay varias palas con formas especiales distribuidas uniformemente en el impulsor y se forman canales de lodo entre las palas. La carcasa de la bomba es una voluta en espiral. El tubo de entrada de lodo se instala en el eje del casco y el tubo de salida de lodo se instala en la dirección tangencial del casco.
Cuando el impulsor gira a alta velocidad con el eje principal, el lodo en la carcasa es empujado por las palas y gira en consecuencia, generando una gran fuerza centrífuga, y la presión de esta fuerza centrífuga es la presión dinámica. cabeza del lodo en el impulsor. Cuando el lodo fluye hacia la salida de la carcasa, el caudal de expansión del canal de flujo disminuye, por lo que parte de la carga de presión dinámica se convierte en carga de presión estática. Cuando esta altura de presión es mayor que la altura de presión del sistema fuera de la bomba, el lodo se descarga de la bomba.
A medida que se descarga el lodo de la bomba, la presión en el medio del impulsor cae gradualmente a presión negativa y el lodo fuera de la máquina es aspirado. Es así como la bomba de arena aspira y descarga lodo continuamente para realizar las labores de transporte.
Se puede ver en el principio de funcionamiento de una bomba centrífuga que la altura de presión de la bomba aumenta a medida que aumentan el diámetro y la velocidad del impulsor. Sin embargo, debido a la influencia de la resistencia del material de la bomba, la precisión de fabricación y el consumo de energía, el diámetro del impulsor de la bomba centrífuga no debe ser demasiado grande y la velocidad de rotación no debe ser demasiado alta. Por lo tanto, la presión de la bomba de lodo centrífuga no puede ser muy alta y la presión de una bomba de una sola etapa generalmente no excede los 0,2 MPa.
(2) Principales componentes estructurales y características
1. Impulsor
El impulsor 10 es un componente que actúa directamente sobre el lodo y requiere suficiente resistencia y desgaste. resistencia al sexo. Está hecho de materiales resistentes al desgaste como hierro fundido gris, hierro fundido con alto contenido de silicio, hierro fundido de níquel-cromo, acero fundido, aleación de titanio, caucho natural y caucho sintético. Generalmente se utilizan impulsores abiertos y semiabiertos. Para mejorar la rigidez y resistencia de las palas, también se pueden utilizar impulsores cerrados. El canal de flujo en el impulsor es ancho y liso, y las palas son cortas, gruesas y pocas (de 2 a 4 palas).
Las placas de cubierta delantera y trasera del impulsor también están equipadas con palas auxiliares que sobresalen en dirección radial o de rotación para evitar que partículas sólidas entren en el dispositivo de sellado del eje.
Se deben abrir de 4 a 6 orificios pequeños en la cubierta trasera del impulsor para que la presión detrás del impulsor sea lo más consistente posible con el puerto de succión para equilibrar la fuerza axial. Este método de abrir orificios de equilibrio es simple, pero provocará un reflujo del lodo y reducirá la eficiencia del bombeo. Al mismo tiempo, entre el 10 % y el 25 % de la fuerza axial todavía está desequilibrada. Instalando el disco 8, la fuerza axial se puede equilibrar aún más.
2. Carcasa
La curva interna de la carcasa de la bomba de lodo centrífuga es suave, el canal de flujo es ancho y el anillo de sellado en la carcasa (ha sido fabricado integralmente con la parte delantera). casquillo en la Figura 6-7) y el borde exterior de la entrada del impulsor tienen un espacio grande. Generalmente, la carcasa tiene una estructura dividida, es decir, está dividida en una carcasa delantera 12 y una carcasa trasera 13, lo cual es conveniente para la limpieza y el manejo de accidentes por congestión. Cuando se ensambla, la línea central de la carcasa coincide con la línea central de rotación del impulsor. En la superficie interior de la carcasa, hay casquillos de guardabarros de carcasa delantera 11 y casquillos de guardabarros de carcasa trasera 9 revestidos respectivamente. Estos revestimientos de guardabarros de goma son resistentes al desgaste y fáciles de reemplazar, protegiendo así la carcasa exterior.
La sección transversal del canal anular en la carcasa no cambia mucho y la forma es aproximadamente de disco, por lo que la eficiencia de bombeo es baja.
Para garantizar que la bomba de lodo no reduzca la eficiencia de entrega de lodo debido al desgaste de las piezas durante todo el período de uso, se puede instalar un mecanismo de ajuste para el espacio entre el impulsor y la carcasa.
Para eliminar la obstrucción a tiempo durante el uso de la bomba, se debe abrir un orificio de inspección en una posición adecuada de la carcasa. La carcasa dividida está conectada mediante un balancín, lo que facilita un rápido desmontaje y montaje.
3. Husillo y rodamientos
El husillo está hecho de acero al carbono y otros materiales, que tiene suficiente rigidez y resistencia. Si en el cierre del eje se monta un casquillo de material resistente al desgaste, se puede aumentar su vida útil. Un extremo del eje principal está conectado al eje del motor a través de un acoplamiento flexible de brida 1 y el otro extremo del eje principal está equipado con un impulsor 10. El cojinete 4 de todo el eje principal está instalado en la base 14 de la bomba de lodo.
Debido a que la bomba centrífuga tiene fuerza axial cuando funciona, el rodamiento instalado en el eje principal debe ser un rodamiento de empuje. Si la fuerza axial no es grande o la potencia de la bomba es pequeña, también se pueden usar rodamientos radiales o rodamientos deslizantes revestidos Babbitt.
4. Dispositivo de sellado del eje
Se debe instalar un dispositivo de sellado del eje en la conexión entre el eje principal giratorio y la carcasa fija, lo que tiene un gran impacto en el uso de la bomba. y eficiencia de bombeo. La mayoría de ellos utilizan un simple dispositivo de sellado del eje del prensaestopas con sellado de vapor. La estructura del prensaestopas con anillo de sello de agua es mejor.
El prensaestopas se instala sobre la carcasa o se fabrica integralmente con la carcasa. El relleno, también conocido como embalaje, es un relleno suave hecho de fibras de algodón y lino o fibras sintéticas empapadas en aceite lubricante, o un relleno semimetálico al que se agrega metal blando a la fibra, o un relleno hecho mezclando grafito y asbesto en el fibra. .
La estanqueidad del cierre del eje se garantiza mediante el método del prensaestopas elástico. El casquillo suele estar hecho de un material resistente al desgaste, como el bronce. Al inyectar agua limpia en el anillo de sello de agua, la caja de empaque se puede limpiar con frecuencia, de modo que incluso si entran partículas sólidas en la caja de empaque, se descargarán a tiempo, extendiendo así la vida útil de la empaquetadura y evitando el desgaste en el eje principal. superficie.
(3) Uso de bomba de lodo centrífuga
1. Este tipo de bomba funciona mediante el uso de un impulsor para hacer girar el lodo, provocando que genere fuerza centrífuga. La presión generada por el lodo bajo la acción de la fuerza centrífuga es
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En la fórmula, ρ es la densidad del lodo (g/cm3);
ω——Velocidad angular de rotación del lodo (rad);
R——Radio de rotación del lodo (metros).
Se puede observar que la presión generada por la fuerza centrífuga es proporcional a la densidad del fluido. Si el lodo contiene más aire, la presión generada al bombear el lodo será muy pequeña, e incluso puede resultar difícil expulsarlo. Este es el fenómeno de la "unión de aire". Por lo tanto, antes de arrancar la bomba, la bomba y el tubo de succión deben llenarse con lodo para excluir el aire. También puede colocar el cuerpo de la bomba debajo del nivel del líquido de absorción para permitir que el lodo fluya hacia la bomba por sí solo, eliminando así la necesidad de "cebar la bomba".
2. Asegure un buen sello del eje para evitar que entre aire en el cuerpo de la bomba. Apriete el prensaestopas para fortalecer la estanqueidad del sello del eje. Sin embargo, si el ajuste es demasiado apretado, la resistencia de fricción entre el relleno y el husillo aumentará bruscamente, haciendo imposible que el husillo gire.
3. Al instalar el tubo de succión, utilice la menor cantidad de codos y juntas posible para evitar afectar la altura de succión. Las uniones de las tuberías deben ser firmes y sin costuras, y no debe haber fugas de aire. Se puede utilizar agua con jabón para realizar pruebas de fugas. No habrá "bolsas de aire" con gas en el tubo de succión.
4. De acuerdo con la curva característica de la bomba centrífuga, la salida de lodo se puede ajustar a través de la válvula en la tubería de descarga de lodo.
5. La bomba de lodo centrífuga es una máquina giratoria de alta velocidad. El eje se puede conectar directamente al eje del motor, pero debe tenerse en cuenta que cuando los dos ejes están alineados, todo el dispositivo debe estar sobre la misma base y no conectado a otras bases para evitar * * * vibraciones.
6. Las tuberías (tuberías de succión, tuberías de entrega de lodo) deben estar soportadas por otros componentes para evitar cargas excesivas en la carcasa.
(4) Rendimiento principal
En la actualidad, entre los productos de bombas domésticas de este tipo se incluyen las bombas de lodo PN, que se utilizan para transportar lodo o mortero con una concentración máxima no superior al 50% ~ 60% en peso; Bomba de arena PS, que transporta líquidos sucios con contenido de arena o materia sólida no superior al 65%. Sus especificaciones y rendimiento se muestran en la Tabla 6-7 y la Tabla 6-8, y sus curvas de rendimiento se muestran en la Figura 6-8 y la Figura 6-9.
Dos. Bomba de lodo de diafragma alternativo
La bomba de lodo de diafragma alternativo se conoce como bomba de diafragma.
Una bomba de diafragma con una estructura ordinaria puede producir fluido con una presión de 0,8 ~ 1,2 MPa. En el procesamiento y producción de minerales no metálicos, las bombas de diafragma se utilizan a menudo para suministrar lodo a filtros prensa. Generalmente, cuanto mayor es la presión de bombeo, mayor es la eficiencia de filtración y menor es el contenido de agua del lodo exprimido. China puede fabricar bombas de diafragma con presiones de entrega superiores a 2 MPa.
(1) Estructura de la bomba de diafragma
Tabla 6-7 Especificaciones y rendimiento de la bomba de lodo PN (resumen)
Nota: 1, 2, 3, 4 es el valor entero obtenido al dividir el diámetro exterior en milímetros por 25; p es la bomba de impurezas n es la bomba de lodo;
Tabla 6-8 Rendimiento de la bomba de arena PS (resumen)
Nota: 4 es el valor entero obtenido al dividir el diámetro exterior en milímetros por 25 p es la bomba de impurezas; es la bomba de arena.
Figura 6-8 Curva de rendimiento de la bomba de lodo 2PN
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Las bombas de diafragma se dividen en bombas de un solo cilindro y bombas de doble cilindro. Bombas de cilindros según el número de cilindros. Bombas y bombas multicilíndricas. La capacidad de producción de la bomba de dos cilindros es mayor que la de la bomba de un solo cilindro, y la velocidad y presión de suministro del lodo son más uniformes, por lo que la carga sobre el motor también es más uniforme. Las bombas multicilíndricas tienen un mejor rendimiento, como una diferencia de fase de 120. El caudal mínimo instantáneo es aproximadamente el 87% del caudal promedio y el caudal máximo instantáneo es el 106% del caudal promedio. Sin embargo, la bomba multicilíndrica tiene una estructura compleja y un coste elevado. La más utilizada actualmente es la bomba de diafragma de doble cilindro, cuya estructura se muestra en la Figura 6-10.
Las bombas de doble cilindro se componen esencialmente de dos bombas de un solo cilindro. Los dos sistemas de bombeo están instalados simétricamente en ambos lados del bastidor, incluidos motores, mecanismos de transmisión mecánica, tuberías de entrada de lodo y tuberías de salida de lodo. Así que simplemente analice uno de los sistemas de bombeo.
Los componentes estructurales incluyen principalmente el marco, el sistema de transmisión mecánica, el émbolo y el cilindro del émbolo, el diafragma y la cámara del diafragma, la válvula y la cámara de válvulas, la cámara de aire, el regulador de presión, etc.
1. Portaequipajes
Es un componente que instala y soporta el sistema de transmisión mecánica y el sistema de transporte de lodo. Está hecho de hierro fundido o acero y requiere mecanizado de sus superficies de montaje. También se puede soldar con placas de acero o estructuras prefabricadas. La forma del bastidor se puede dividir en dos tipos: forma de trompeta vertical (Figura 6-10) y forma de prisma cuadrado vertical. Es necesario reducir el peso, ahorrar materiales y reducir el tamaño total del marco instalando tornillos de anclaje en la base de hormigón, garantizando al mismo tiempo suficiente rigidez y resistencia.
Figura 6-10 Bomba de diafragma de doble cilindro
1 manivela; 2 bielas; 4 prensaestopas; 6 tubos; cilindro de pistón; cámara de 8 diafragmas; válvula de entrada de 10 válvulas; válvula de salida de 12 válvulas; 17; 18-Pernos; 19-Barril de almacenamiento de aceite; 20-Válvula de seguridad; 21-Válvula de entrega de aceite
2. Sistema de transmisión mecánica
La función de transmisión de líquido de la bomba de diafragma pasa primero Se consigue el movimiento alternativo del émbolo 3 en el cuerpo de la bomba. Según el principio del movimiento mecánico, cuando el émbolo es impulsado por el mecanismo de biela y manivela para corresponder, la frecuencia del movimiento alternativo, o la velocidad de rotación del cigüeñal, está limitada hasta cierto punto. Para evitar que este movimiento alternativo cause un impacto inercial excesivo, generalmente se requiere que la velocidad del cigüeñal sea inferior a 60 r/min bajo carga pesada. Por lo tanto, el sistema de transmisión de la bomba de diafragma debe tener una cierta relación de reducción al transmitir potencia.
Existen dos tipos de sistemas de transmisión mecánica en las bombas de diafragma: transmisión reductora y transmisión por correa. La Figura 6-10 muestra el accionamiento reductor. El motor y el reductor están instalados en el bastidor del cuerpo de la bomba. El eje principal del motor 16 está conectado al eje de entrada del reductor. Se instala una manivela 1 en el eje de salida del reductor. Cuando la manivela gira, la biela 2 y el émbolo 3 oscilan hacia arriba y hacia abajo. Esta forma hace que todo el equipo tenga una estructura compacta y una apariencia hermosa. El mecanismo de transmisión por correa es un mecanismo en el que el motor acciona la manivela a través de la polea secundaria. La correa flexible tiene un cierto efecto de seguro sobre el equipo, y la polea de mayor diámetro y peso actúa como volante, lo que hace que la carga del motor sea más uniforme y tiene la ventaja de ser fácil de procesar. Sus desventajas son que el equipo es voluminoso, el tamaño total es grande y ocupa un área grande.
3. Émbolo y cilindro del émbolo
El émbolo cilíndrico 3 es una columna de acero (parte hueca de hierro fundido), que puede oscilar hacia arriba y hacia abajo en el cilindro del émbolo 7. El émbolo y La superficie de contacto del cilindro del émbolo está bien procesada de acuerdo con los requisitos correspondientes. Para fortalecer el ajuste perfecto entre ellos, se instala un prensaestopas y un dispositivo de sellado del prensaestopas en la parte superior del cilindro del émbolo, y los pernos de sujeción se ajustan de manera que el prensaestopas 4 pueda presionar firmemente la empaquetadura 5, aumentando así el sellado. en el rendimiento del cilindro. La parte inferior del cilindro del émbolo está ligeramente agrandada para almacenar aceite hidráulico. Un lado del cilindro del émbolo tiene un tubo 6 con orificio que se comunica con la parte inferior del cilindro 19 de almacenamiento de aceite del regulador de presión, y el otro lado tiene un orificio que se comunica con la mitad derecha de la cámara 8 del diafragma.
4. Diafragma y cámara de diafragma
El diafragma 9 en la cámara de diafragma 8 es una parte única de esta bomba de lodo alternativa. El diafragma suele ser de goma redonda con un espesor de 10 ~ 25 mm. Tiene buena resistencia y flexibilidad, resistencia al calor y resistencia al aceite. El caucho resistente al aceite de baja dureza debe seleccionarse del grupo ⅰ-1. Su resistencia a la rotura y la tracción no es inferior a 8 MPa, su alargamiento de rotura no es inferior al 350 % y su deformación permanente en la rotura no es superior al 30 %. El diafragma divide la cámara del diafragma en cámaras izquierda y derecha. La placa de orificio de diámetro de la cámara derecha está conectada con el cilindro del émbolo y la placa de orificio de diámetro de la cámara izquierda está conectada con la cámara de la válvula. Por lo tanto, el diafragma separa la parte mecánica móvil de la parte transportadora de lodo, dando a la bomba de diafragma las ventajas de resistencia al desgaste, larga vida útil, fácil limpieza y no es fácil de bloquear.
5. Válvula y cámara de válvula
La cámara de válvula 11 tiene una válvula de entrada de lodo 10 y una válvula de salida de lodo 12. La parte inferior de la válvula de entrada de pulpa está conectada al tubo de entrada de pulpa; la parte superior de la válvula de salida de pulpa está conectada al tubo de salida de pulpa 13 y a la cámara de aire 14. Los requisitos para la válvula son: ① La válvula tiene un área de flujo grande y una pequeña resistencia al flujo de líquido ② La válvula se puede abrir y cerrar de manera flexible; Cuando está cerrado, el cuerpo de la válvula y el asiento de la válvula están en estrecho contacto sin fugas. Cuando está abierto, la distancia entre el cuerpo de la válvula y el asiento de la válvula es apropiada y fácil de restablecer. ③ El cuerpo de la válvula en sí tiene un peso adecuado; Cae sobre el asiento de la válvula por su propio peso, la fuerza del impacto es pequeña. Al mismo tiempo, no saldrá fácilmente de su posición y la válvula se cerrará bien; ④ La válvula tiene buena resistencia, rigidez y resistencia al desgaste, y no se deformará ni dañará cuando soporta una presión considerable. Aún puede mantener su forma original después de haber sido impactado por el suelo muchas veces; ⑤La válvula de entrada de lodo y la válvula de salida de lodo son intercambiables.
Las válvulas comúnmente utilizadas en la actualidad incluyen válvulas de bola y válvulas planas, ambas válvulas unidireccionales. Se eleva mediante presión hidráulica y se baja por su propio peso. Algunas bombas tienen una cubierta en la cámara de la válvula encima del asiento de la válvula para limitar la distancia entre el cuerpo de la válvula y el asiento de la válvula. Para facilitar el mantenimiento, la instalación y la limpieza, la cámara de la válvula está equipada con una boca de hombre, que normalmente está cerrada con una tapa.
6. Bolsa de aire
La cámara de aire es una carcasa hueca esférica (o cilíndrica, etc.) llena de aire bajo una determinada presión (normalmente presión atmosférica). La parte inferior de la cámara de aire está conectada a la cámara de válvulas y al tubo de salida de pulpa, y la parte superior de la cámara de aire está equipada con un manómetro que indica la presión de entrega de pulpa.
Debido a que el movimiento alternativo del émbolo tiene una velocidad variable a lo largo de su carrera, la presión instantánea y el caudal del lodo bombeado por el diafragma fluctuarán con el tiempo. Esta infusión de pulso desigual indica que el líquido se acelera al pasar por el cuerpo de la bomba y las tuberías. La impedancia generada por la aceleración aumentará el consumo de energía del motor de la bomba, provocará un impacto en el flujo del líquido, aumentará el desgaste de las tuberías, acortará la vida útil del equipo y provocará vibraciones y ruidos en el cuerpo de la bomba y las tuberías. Para reducir esta pulsación se han tomado algunas medidas, como cambiar la bomba monocilíndrica por una bomba bicilíndrica o multicilíndrica, instalar un dispositivo amortiguador de resorte, etc. , y montar una cámara de aire es el método más sencillo y eficaz.
Cuando la carrera de descarga de la bomba y la presión en la tubería de descarga de lodo aumentan, el aire encerrado en la cámara de aire se comprime, absorbe parte de la energía de presión y almacena parte del líquido, de modo que la presión y el caudal en la tubería aumentan. No aumentarán demasiado; a medida que la presión en la tubería disminuye gradualmente, el gas comprimido se expande y libera energía de presión. El líquido almacenado se agrega al flujo de líquido en la tubería para que la presión y el caudal en la tubería de salida de lodo no caigan rápidamente.
Por lo tanto, la cámara de aire actúa como un filtro en el circuito, amortiguando las pulsaciones del flujo de líquido en la tubería.
Debido a la infusión pulsante de la bomba, el puntero del manómetro a menudo oscila mucho, lo que afecta la vida útil del manómetro. Para proteger el manómetro, se puede instalar un interruptor de manómetro que solo se puede abrir cuando se lee la presión. El tubo de conexión entre el manómetro y la cámara de aire es preferiblemente un tubo en espiral para evitar que se rocíe lodo directamente dentro del manómetro durante un funcionamiento descuidado, afectando la precisión.
7. Regulador de presión
El regulador de presión consta de un cilindro de almacenamiento de aceite 19 (Figura 6-10), una válvula de seguridad 20 y una válvula de suministro de aceite 21. El cilindro de almacenamiento de aceite se llena con el mismo aceite hidráulico que el cilindro de émbolo y su fondo se comunica con el cilindro de émbolo 7 a través del tubo 6. La válvula de seguridad 20 se presiona sobre el asiento de la válvula mediante un resorte de presión y la presión se puede ajustar con un tornillo 18. La válvula de suministro de aceite se tensa sobre el asiento de la válvula mediante un resorte tensor y la tensión se ajusta mediante el tornillo 17.
El proceso de ajuste de presión de la bomba de diafragma es el siguiente: cuando el émbolo 3 se mueve hacia arriba, la presión en el cilindro del émbolo disminuye, formando una presión negativa. Cuando la diferencia entre la presión atmosférica externa y la presión en el cilindro es lo suficientemente grande como para superar la tensión del resorte de tensión, la válvula de suministro de aceite 21 se abre hacia abajo y el aceite en el cilindro de almacenamiento de aceite fluye hacia el cilindro del émbolo a través de la tubería. 6, y la presión en el cilindro ya no cae; cuando el émbolo 3 se mueve hacia abajo, la presión en el cilindro aumenta, formando una presión positiva. Cuando la presión positiva es lo suficientemente grande como para superar la presión del resorte de presión, la válvula de seguridad 20 se abre y el aceite en el cilindro se descarga al tanque de almacenamiento de aceite a través del tubo 6, de modo que la presión en el cilindro del émbolo no aumentos más largos. La presión en el cilindro del émbolo se transmite al lodo en la cámara de la válvula a través del diafragma y la presión en el cilindro refleja la presión de infusión de la bomba de diafragma. Por lo tanto, siempre que se ajuste la presión del resorte de compresión, se puede controlar la presión del lodo bombeado.
Como se puede ver en la situación anterior, el regulador de presión no solo tiene las funciones de regulación y seguro de presión, sino que también tiene las funciones de suministro y reposición de aceite.
Ajuste el valor de tensión normal del resorte de tensión de acuerdo con los siguientes pasos:
Deje que el émbolo esté en la posición media de la carrera y conecte el cilindro del émbolo, la mitad derecha. de la cámara del diafragma, la tubería y el cilindro de almacenamiento de aceite. Llene con aceite y cierre la válvula de seguridad y la válvula de suministro de aceite. Luego arranque el motor para mover el émbolo hacia arriba y ajuste la tensión del resorte de tensión en la válvula de suministro de aceite de modo que cuando el émbolo se mueva hacia arriba hasta la posición extrema, la válvula de suministro de aceite aún no se abra. De esta manera, en operaciones futuras, si la cantidad de aceite en el cilindro se reduce debido a fugas u otras circunstancias, y se produce una gran presión negativa, la válvula de entrega de aceite se abrirá para reponer el aceite en el cilindro y evitar una baja presión excesiva. en el cilindro, lo que provoca que el diafragma fluya hacia el interior del cilindro. Doblez lateral excesiva y deformación.
La presión normal del resorte de compresión debe basarse en la presión máxima nominal de la bomba de diafragma para infusión o la presión máxima requerida por el sistema de infusión.
La presión de infusión real de una bomba de diafragma varía con la resistencia de la carga. Cuanto mayor sea la resistencia de la carga (como un filtro prensa), mayor será la presión de infusión. En teoría, puede proporcionar una presión infinita, pero en realidad está limitada por muchos factores, como el material del diafragma, la estructura del cuerpo de la bomba y la potencia de la bomba. Por lo tanto, durante la carrera de descarga del émbolo, la presión del resorte de presión debe ajustarse hasta que la presión del tubo de descarga de lodo (indicada por el manómetro) alcance el valor especificado y el aceite hidráulico en el cilindro del émbolo se abra. la válvula de seguridad y se descarga en el barril de almacenamiento de petróleo. Esto puede evitar que el cuerpo de la bomba se dañe debido a una presión excesiva y, al mismo tiempo, el lodo transportado también puede cumplir ciertos requisitos de presión.
(2) Principio de funcionamiento de la bomba de diafragma
El motor acciona mecánicamente el mecanismo de biela de manivela para hacer que el émbolo se mueva hacia arriba y hacia abajo. Cuando el émbolo sube, el volumen del cilindro del émbolo aumenta, provocando un vacío parcial y la presión en el cilindro cae. Cuando la presión en el cilindro disminuye a menos que la presión en la cámara de válvula 11, el diafragma 9 se dobla y deforma hacia el lado del cilindro del émbolo. En este momento, el volumen de la cámara de válvula aumenta gradualmente y la presión en la cámara de válvula también disminuye. Cuando ocurre un valor negativo grande, el lodo pasa a través del tubo de entrada de lodo bajo la acción de la presión atmosférica externa y abre la válvula de entrada de lodo 65438+. Cuando se presiona el émbolo, el volumen interno del cilindro disminuye y la presión aumenta gradualmente, que se transmite al diafragma a través del aceite. Cuando la presión en el cilindro es mayor que la presión en la cámara de la válvula, el diafragma se dobla y deforma hacia el lado de la cámara de la válvula, y el diafragma empuja el lodo lleno de la cámara de la válvula, presionando la válvula de entrada de lodo unidireccional 10. . Cuando el empuje es mayor que la presión en el tubo de salida de lodo, el lodo abre la válvula de salida de lodo unidireccional 12 y entra en el tubo de entrega de lodo para su descarga.
Mientras el émbolo siga moviéndose hacia arriba y hacia abajo, la bomba de diafragma seguirá aspirando y expulsando el lodo.
3. Cálculo del diseño de la bomba de diafragma
(1) Capacidad de producción
La capacidad de producción de la bomba de diafragma se refiere al caudal de líquido o lodo bombeado. la fórmula de cálculo es la siguiente:
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Donde m se refiere al número de cilindros de la bomba;
Q——El volumen caudal por unidad de tiempo (m3 /h);
A——Área de la sección transversal del émbolo (m2);
D——Diámetro del émbolo (metros);
S——Recorrido del tapón de la columna (metros); igual al doble de la longitud de la manivela;
N——la velocidad de rotación del cigüeñal (rev/min);
ηr——el coeficiente de volumen de la bomba de diafragma, η r = 0,65 ~ 0,85.
El significado del coeficiente de volumen de la bomba de diafragma es la relación entre el caudal real y el caudal teórico. (1-ηr) es causada por: ① Fuga continua causada por el cierre incompleto de la válvula de entrada de lodo; (2) Fuga continua de lodo debido al cierre incompleto de la válvula de salida de lodo; ③ Debido al cierre tardío de la válvula de entrada de lodo; , el émbolo Durante la carrera de descarga, la lechada en la cámara de la válvula fluye de regreso al tubo de entrada de la lechada; (4) Debido a que la válvula de salida de la lechada se cierra tarde, durante la carrera de succión del émbolo, la lechada en el tubo de salida de la lechada fluye; de regreso a la cámara de la válvula; ⑤ Debido al líquido (o lodo), la cantidad de líquido descargado se reduce.
Esta situación es más grave cuando se bombea lodo agitado por el flujo de aire, porque el lodo contiene más aire; ⑥ La conexión entre la tubería y el cuerpo de la bomba está mal sellada, lo que provoca fugas de líquido o entrada de aire en el sistema de bombeo; La calidad del diseño y la fabricación son malas.
(2) Potencia
La potencia de la bomba de diafragma se consume principalmente en el bombeo de lodo, seguido de la fricción de la transmisión mecánica, la cual se puede calcular según la siguiente fórmula:
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Donde n se refiere al consumo de energía (kW);
Q - capacidad de producción (metros cúbicos/hora);
P ——Presión de transporte de lodo (MPa);
η——La eficiencia total de la transmisión mecánica, η = 0,65 ~ 0,8.
La potencia del motor correspondiente es entre un 20% y un 30% mayor que el valor calculado mediante la fórmula (6-3) y luego seleccionado de acuerdo con el estándar.
(3) Volumen y espesor de la pared de la cámara de aire
En términos generales, cuanto mayor es el volumen de la cámara de aire, más fuerte es el efecto amortiguador. Pero es demasiado grande, lo que hace que el dispositivo sea voluminoso e innecesario. El volumen apropiado de la cámara de aire se puede determinar mediante la siguiente fórmula:
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En la fórmula, v es el volumen de la cámara de aire ( m3);
I——La tasa de cambio de desplazamiento de la bomba de diafragma, es decir, la relación entre la diferencia entre el desplazamiento máximo instantáneo y el desplazamiento promedio y el desplazamiento promedio del cilindro único es 0,55; el cilindro doble es 0,11; el tercer cilindro es 0,012;
A—Área de la sección transversal del émbolo (m2);
S—Recorrido del émbolo (metros);
K: tasa de cambio de pulsación permitida, es decir, pulsación La relación entre la amplitud de presión y la presión de infusión promedio de la bomba. Elija según los requisitos de la naturaleza del trabajo. Generalmente k = 0,01 ~ 0,05. Por ejemplo, cuando se suministra lodo a un filtro prensa, los requisitos de pulsación no son altos, por lo que es deseable k = 0,05.
El espesor de la pared de la cámara de aire se puede calcular según la fórmula de resistencia del contenedor de paredes delgadas:
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En la fórmula, δ es el espesor de la pared de la cámara de aire (mm);
P——La presión máxima que la cámara de aire puede soportar, determinada de acuerdo con la presión máxima nominal de la bomba de diafragma (MPa);
D——El diámetro interior de la cámara de aire, se determina de acuerdo con el volumen apropiado de la cámara de aire (mm);
σ-la tensión permitida del material de la cámara de aire, σb es el límite de resistencia a la tracción del material (MPa); n es el factor de seguridad, tome n = 5
C——El tamaño ampliado considerando el desgaste y la corrosión de la pared interior de la cámara de gas; por el barro, c = 2 ~ 6 mm.
Cuando se fabrica mediante el método de fundición, se requiere un espesor de pared δ > 6 mm.
(4) Diseño del mecanismo de manivela
El movimiento alternativo del émbolo de la bomba de diafragma generalmente lo realiza el motor a través del mecanismo de reducción y el mecanismo de manivela.
El mecanismo de biela del cigüeñal se diseña de acuerdo con los siguientes pasos:
1. Según el modelo de motor seleccionado y la relación de velocidad de la transmisión reductora, determine la velocidad n del cigüeñal, requiriendo n <60 r/min.
2. Determine la longitud del cigüeñal a (m) en función del número de cilindros m, el diámetro del émbolo d y la capacidad de producción requerida q de la bomba de diafragma.
3. Determine la longitud b de la biela.
En cuarto lugar, el uso de bombas de diafragma
1. Antes de arrancar la máquina, compruebe si las piezas móviles están defectuosas, si la lubricación está en buenas condiciones y si hay fugas de aire. en la conexión entre el cuerpo de la bomba y la tubería.
2. El cilindro del émbolo y el cilindro de almacenamiento de aceite deben llenarse con aceite hidráulico. De acuerdo con los requisitos de presión de entrega de lodo y el método correcto, ajuste la fuerza elástica del resorte en el regulador de presión.
3. Verifique el estado de la válvula e inyecte lodo en la cámara de la válvula para facilitar la entrega oportuna de lodo.
4. Si se instala una válvula de cierre en el tubo de salida del purín, se debe abrir antes de poner en marcha la máquina. Para evitar problemas causados por una operación descuidada, se puede instalar una válvula de seguridad en la tubería de descarga de lodos. Cuando la presión en la tubería es demasiado alta, la válvula de seguridad se abre automáticamente y la presión en la tubería ya no aumenta.
5. La bomba de diafragma es un tipo de bomba alternativa. Cuando el número de movimientos alternativos n y las carreras s del émbolo permanecen sin cambios, el caudal Q de la bomba también permanece sin cambios. Si desea cambiar Q, debe cambiar N o S, lo que complicará la estructura de la bomba en el uso real. Por lo tanto, la forma habitual de ajustar el caudal es instalar un ramal de derivación en el tubo de salida de lodo. Nunca utilice la válvula del tubo de salida para ajustar, de lo contrario podría provocar un accidente.
6. La bomba de diafragma tiene capacidad autocebante. Para evitar que el lodo en el tubo de entrada de lodo se asiente por sí solo cuando la bomba deja de funcionar y bloquee la válvula inferior del tubo de entrada de lodo, dificultando el arranque la segunda vez, no se permite instalar la válvula inferior. .
5. Comparación entre bombas de diafragma y bombas de arena
La comparación entre bombas de diafragma y bombas de arena se muestra en la Tabla 6-9.
Tabla 6-9 Comparación entre bombas de diafragma y bombas de arena
El rendimiento técnico de las bombas de diafragma se enumera en la Tabla 6-10.
Tabla 6-10 Especificaciones y rendimiento técnico de las bombas de diafragma domésticas
6. Bomba de tornillo
La bomba de tornillo, también conocida como bomba simple, es adecuada para el transporte. suspensión. Dependiendo del número de tornillos, existen varias formas estructurales, como varilla simple, varilla doble y varilla triple. La Figura 6-11 muestra la estructura de una bomba de tornillo de varilla única.
Los principales componentes estructurales de la bomba de tornillo son el estator 1 con una cavidad roscada de doble arranque y el rotor 2 con una superficie roscada de un solo arranque. El paso del estator es la mitad del del rotor.
Se forma una cavidad curva 7 entre la superficie interior del estator y la superficie exterior del rotor, que están hechas de caucho resistente al desgaste.
Cuando el rotor gira, la forma de la cavidad continúa cambiando, de modo que la suspensión es succionada desde la entrada de pulpa A y expulsada por la salida de pulpa B bajo la presión del rotor.
Figura 6 - Esquema estructural de bomba de tornillo 11
1-Estator; 3-Organismo; 5-Biela; Cámara de siete orificios
El eje giratorio hueco 6 de la bomba está conectado directamente al motor. En el centro del orificio del eje está prevista una biela 5. Un extremo de la biela está conectado al eje giratorio a través de una estructura de bisagra móvil, y el otro extremo está conectado a un extremo del rotor 2 a través de un pasador 4 y una estructura de bisagra móvil. Cuando el motor hace girar el eje giratorio hueco, el rotor 2 gira a través de la transmisión de la biela. La velocidad de rotación es de 1500 ~ 3000 rpm.
Este tipo de bomba tiene las ventajas de una estructura liviana, tamaño pequeño, suministro de lodo estable y gran adaptabilidad. Se puede utilizar con filtros prensa, secadores por aspersión, líneas de producción de moldeo de lechada, etc. con buenos resultados. Dependiendo de las especificaciones de la bomba, la capacidad de producción de la bomba de varilla única es de 10 ~ 500 L/min; la presión de suministro de lodo es de 0,14 ~ 1 MPa. Cuanto más largo es el tornillo, mayor es la presión.
El rendimiento técnico de las bombas de tornillo monovástago domésticas se muestra en la Tabla 6-11.
Tabla 6-11 Rendimiento técnico de algunas bombas de tornillo