| 详细介绍： 水隔离泵配高浓度高耐磨高扬程离心式排沙泵在尾矿输送中的应用
A. 第一代球隔离原理的隔离装置
第一代水隔离泵的隔离机理为球隔离，最早见于上世纪七十年代日本日立公司，他们提出的隔离机理结构为图13。隔离罐中有一浮球，其比重介于清水比重与浆体比重之间，浮球中间为一腰带，腰带与罐壁间隙为1.5～2mm。浮球为中空，里面放置水银，保证重心偏下，且易垂直。
这种隔离方式，我们简称为球隔离，由于浮球比重介于清水比重和矿浆比重之间，因此浮球既不向清水上浮，也不向矿浆下沉，它永远悬在清水与矿浆之间。
由于隔离罐中的清水和矿浆一直在做上升与下降的运动，其运动的紊流作用，特别是在速度突变，减速、加速运动中，以及运动方向的突变和压力交变的瞬间，作为一个单独的质量体浮球，都要产生二阶振荡状态，其周围流体亦为二阶振荡状态。这种运动造成混浆，回水浑浊，不能循环使用。清水泵需不停地加清水。回水通常回到浓缩池澄清或者制浆或者白白放掉。
正因为球隔离的水隔离泵浪费水资源，所以这个时期的水隔离泵没有推广起来。
B. 第二代水封隔离原理的隔离装置
第二代水隔离泵的机理为水封隔离，水封隔离机理，是让浮球的比重小于1，在清水中，浮球依靠比重小于1的浮力，自动向上漂浮。在有机玻璃的模型实验时，由于浮球上浮，腰带周边有水封水下流，如图14。
在实践中，采用水封隔离机理的水隔离泵，回水水质较好，回水可循环使用。
水封隔离机理的浮球与隔离罐壁的间隙为3～4mm，浮球在清水中上浮速度为每秒1.5～3mm，在静态中水耗约为额定流量的3～5%。3～5%的水耗在人们可以接受的范围之内，仅仅比渣浆泵的水封水略高一点。
水封隔离机理，一直持续了二十年。这期间，其隔离装置做了不少改进。比如浮球下部加装了滚动导向轮，防止浮球倾斜其腰带对角线卡罐，后来又有在浮球上、下都加滚动导向轮的结构，以及隔离罐上、下出口加装球座和上出口加装橡胶密封环等。
这些改进虽然完善了水封隔离装置。但水封隔离的固有缺点仍无法克服。水封隔离虽然在静态时水耗为3～5%，但在动态中往往超过这个指标。特别是操作不当或者浮球腰带磨损，腰带与罐壁间隙加大之后，水耗常常超过10%，甚至达到20%。
水封隔离与球隔离，还有一个缺点，就是常常发生浮球腰带与罐壁相刮的运动状态，此时有刺耳的噪声，还易产生爬行造成混浆，影响清水泵寿命。
C. 第三代柔性水垫隔离原理的隔离装置
第三代水隔离泵的隔离机理为柔性水垫隔离，这个隔离机理的隔离装置在工业运行实践中，表现出十分优异的性能。在腰带上、下两侧，各有一个支撑板，支撑板上、下各有一片或数片柔性密封片，然后用压环与螺栓固定。这样在浮球中部由柔性密封片围成一个或数个相互连通的环形水垫，这个水垫有数百毫米高。水垫把浮球上部清水与下部矿浆隔离，由多个柔性密封片围成多个密封水垫环，组成一个迷宫式密封，并且液体密封是最有效的密封，如图15所示。实验室试验表明，柔性片与隔离罐无间隙密封效果最好，过盈密封与有间隙密封效果均不如无间隙密封的效果。
此外，柔性水垫隔离装置的浮球腰带，其主要作用已不是隔离而是主要用于检测浮球位置的信号源。柔性水垫隔离机理的应用以及这种隔离装置的成功设计，使水隔离泵综合性能有了显著提升，克服了以往水隔离泵存在的问题：
实现了水隔离泵无水耗或极少的水耗，回水水质更为清澈；
有效降低了噪声；
减弱了由于压力急剧变化带来的振动；
性能可靠，维护成本低。
此外，该柔性水垫隔离装置可有效吸收由于进浆与排浆高低压力的交变造成的振动。
该柔性水垫隔离机理的结构形式，由沈阳维扬浆体输送有限公司于长和、于威、于洋申报了专利。
板城矿业是最先应用柔性水垫隔离装置的，应用柔性水垫后，由于回水水质改善，清水泵维修次数减少了5～6倍。此外，柔性水垫隔离装置彻底消除了前两种隔离装置造成的浮球腰带与罐壁相刮的刺耳噪声。
振动问题及相应的解决方案
A.存在的问题
水隔离泵的工作原理决定了水隔离泵存在振动源，如何降低振动源和如何减振就成为水隔离泵降低噪声的攻关方向。水隔离泵的振动源主要是流体运动方向与速度的频繁突变，高低压液体频繁突然接通以及高压状态下，液体与罐体储存能量的频繁突然释放。如三个罐交替进浆和排浆时，进浆与排浆高低压力的交变，隔离罐与管道中的清水与矿浆流动速度与流动方向的突变都会引起压力与流量的脉动和水锤，从而产生振动甚至共振。消除振动又是水隔离泵的一个难题。
B.解决方法
由于第三代隔离装置采用了如下改进设计，使得第三代水隔离泵克服了以往水隔离泵的振动和噪声问题：
三个罐交替吸排浆时，采用正开口控制程序。即在一个罐的吸、排浆停止之前，接替的另一个罐提前数秒开始接续吸、排浆、这样既防止了吸、排浆交替时产生死点，又使提前开始吸排浆的罐高低压接通时，冲击减少。这种程序设计，减少了三个罐交替吸、排浆时的流量、压力脉动。
在隔离罐总进水管和总回水管上加装稳压罐，利用稳压罐中气体的可压缩性、吸收因高低压交变及流动方向、流动速度的突变而引起的流量、压力脉动和水锤。
变相延长清水阀启闭时间。清水阀为截止阀形式，开启时不象闸阀通流面积逐渐增大，而是有一个很大的面积梯度，一旦接通，通流面积增加有一个很大的阶跃如图16。为了减小这个现象，在阀芯上，加圆锥面，让开启时，通流面积逐渐增大如图17，亦相当于延长了启闭的时间，有助减弱水锤。
另外，柔性水垫隔离装置，在实践中也有助于减小压力脉动。这可能是柔性片与罐壁形成无间隙密封所形成的阻尼，减小了浮球在高低压交变及突然换向时产生的二阶振荡。实际观察中，用柔性水垫隔离装置，在高低压交变时，压力表指针，偏移幅度减小，偏移速度减慢，清水泵平衡盘寿命显著增长。
工作原理：水隔离浆体泵是由高位矿浆池（浓缩池或高浓度高耐磨高扬程离心式排沙泵喂料）向隔离罐中浮球下部喂矿浆，如果矿浆池不能高位，可直接使用高浓度高耐磨高扬程离心式排沙泵喂矿浆；再用高压清水泵向浮球上部供高压清水，再通过浮球将压力传递给矿浆，并把矿浆推到外管线输送到指定地点。由微机控制的液压站驱动六台清水阀，使三个隔离罐交替排浆、喂浆，实现均匀稳定输送。通过传感器反馈的信号，微机对系统进行实时监控，并由故障诊断专家系统对故障进行分析、判断，再通过可视化系统提示给操作者。该产品的总体思路与原理具有创新性。它利用高效率、长寿命的离心式清水泵作动力源采用巧妙的隔离装置——浮球，把工作介质（清水）与被传输介质（矿浆）隔离开。隔离装置即将清水动力传递给浆体，还将离心泵的旋转运动方式转变成了容积泵的往复运动方式。使本产品兼具离心泵流量大，往复泵扬程高的双重特点。
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