Сравнение промышленных насосов для передачи обезвоженного шлама

Концепция использования поршневого насоса для передачи обезвоженных твердых веществ биологического происхождения, обычно называемый шлам торт, не нова. Тем не менее, конструкции насосов, используемых эволюционировали, чтобы увеличить их полезность и надежность, и упали в и в немилость к целому ряду причин.


Использование насосов передать осадка торт предлагает многочисленные преимущества по сравнению с использованием конвейеров для той же цели. Потому что насосы могут двигаться торт через вертикальные участки труб, то они могут потреблять гораздо меньше объема здания, чем конвейер, который ограничен в своих степень наклона. Заключение торт в трубе также намного чище и устраняет все подшипники и другие точки износ связан с конвейера.


Практика показывает, что типичный насос более технически сложными в применении и обслуживании, чем конвейер. Насос скорость должна быть согласована с выходом обезвоживания устройство, которое может либо потребовать дополнительного труда, увеличение инвестиций в автоматизированные системы и / или увеличению эксплуатационных навыков.


Благодаря вязкости, волокнистый характер и высокое давление, связанное с перекачивания шлама торт, только объемные насосы могут быть рассмотрены. Все объемные насосы захват жидкости в определенной полости. В связи с высокой кажущейся вязкости шлама торт, два основных соображения играют важную роль в любой конструкции насоса:

Конструкция должна включать механизм подача материала в полости насоса, так как атмосферное давление не будет достаточным, чтобы переместить торт через ограничения, которые обычно блокируют вход в полость.
Внутренних механизмов в насосе должны быть относительно свободными от ограничений, которые увеличивают противодавления при движении таких вязких продуктов.
Наиболее распространенный поршневой конструкции типа поршневой насос адаптирован из конструкции обычно используются для перекачивания бетона. Эти насосы требуют какой-то винт устройства подачи и без ограничительного клапана системы для размещения двух требований, перечисленных выше.

Из центробежных насосов PD, наиболее часто используется прогрессивная полости (PC) дизайн. С ПК насосы имеют полости, которые запечатаны сжатия соответствие между ротором и статором, без клапанов существуют ограничения разряда. Различные механизмы корма используются на входы этих насосов.


Подача винта используется для питания обоих этих проектов действительно есть две функции: нажать на торт в полость и снизить кажущейся вязкости торт.

Шлам тортов, как и большинство водной суспензии и шламы, которые неньютоновских жидкостей и разжижения при сдвиге. Они, как правило, считаются "тиксотропный", то есть вязкость редеет и с количеством сдвига сил и времени, что поперечная сила применяется.

Естественно, чем тоньше жидкости, тем быстрее он может проходить через ограничения, которые блокируют вход в полости насоса. Подходящая аналогия бы сравнить вход в полость поршневой насос с отверстием в дне чашки Зан, который измеряет вязкость краски, разбавленной для использования в аэрозольной пистолета. Чем тоньше жидкости, тем быстрее она проходит через отверстие. Нижняя измерения вязкости будет зарегистрирован в СБУ (секунды Saybolt Universal).

Схема устройства винт корма использовать на любом ПК или поршневые типа торт насоса. Двигатель, редуктор, сроки передачи, четыре комплекта подшипников и, как минимум, два комплекта сальники не требуется. Устройство действительно один насос предназначен для подачи другого насоса с высоким давлением возможностей.


Насос не может двигаться жидкость внутренне быстрее, чем атмосферное давление позволит жидкости течь через ограничения на входной стороне полости. Если вязкость может быть снижена, то количество времени, чтобы заполнить полости насоса может быть уменьшена, и езда на велосипеде деятельность заполнения полостей может быть увеличена.


Функционально это означает, что скорость насоса может быть увеличен и меньший, менее дорогой насос может быть использован, если торт кажущейся вязкости может быть уменьшена. Опять же, канал устройства, используемые на эти насосы могут иметь две функции: для заполнения полости и снижения вязкости пирога. Это большая разница между функцией винты в поршневой насос и их функции в ПК насоса.


Поршневые насосы обычно используют корма винты, чтобы заполнить цилиндр, не создавая большой сдвиг, в то время как PC насосы обычно используют устройства, которые стараются свести к минимуму вязкости торт. Увеличение диаметра полости и сокращение потребления ограничений проще и зачастую более выгодно для производителей, чем поршневой насос для OEM насос ПК. Наоборот, добавив, подающего шнека к уже вращающийся стержень связи на входе в насос легче производителем насосов ПК. Для OEM-поршневой насос, отдельный вращающийся шнек механизм должен быть добавлен в корм поршневой механизм накачки.


Компромисс здесь является то, что поршневой насос почти всегда дороже и больше движущихся частей, но торт выписки из этого насоса, как правило, более высокой вязкостью. Типичная жалоба с ПК насоса является то, что торт выглядит жидкий и действует скорее как жидкость, чем торт. Имейте в виду, что процент твердых веществ не снижается. Вода не была добавлена. Через несколько часов, осадок вернется к более торт, как состояние.


Но без мер предосторожности, торт с ПК насос может вызвать больше хозяйства проблемы. Для некоторых пользователей, это преимущество: при заполнении любой контейнер, в том числе самосвалы, более жидким видам продукции имеет меньше воздушных карманов и потоки легче, чем в углах истинный торт. Тем не менее, некоторые свалки операторам может понадобиться более торт, как продукт.


Еще одна большая разница между PC насосы и поршневые насосы проявляется в системе давление. PC насосы производят потока на постоянной основе. В теории, они не должны пульсировать. На практике, воздушные карманы часто захваченных в торт, как он падает с пресс-центрифуга или ремень в насос. Воздух сжимается, а иногда и собирает прежде чем он может быть выслан, что делает его часто выглядят так, как будто насос пульсировать. Насос на самом деле не пульсирует, оно постоянно насосов.


Поршневые насосы пульсировать. Каждый цилиндр должны быть эвакуированы. Поршень необходимо восстановить всю ее длину, то баллон должен быть заполнен. Большинство поршневые насосы поршневые с гидравлическим приводом. Они часто остаются в открытом положении, чтобы заполнение в течение длительного периода, по сравнению с механическим приводом поршневого насоса, где поршни одновременно качать и восстановиться.


Это приводит к относительно спорадической разряде с конца насоса. Винт занимает некоторое время, чтобы накормить и заполнить поршня. Поршень должен разгоняться до середины, замедляется до полной остановки и восстановления в противоположном направлении, но с тем же профилем скорости. Это не только приводит к спорадическим потока, но пик скорость должна быть как минимум вдвое превышает средний постоянного профиля потока - и они могут достичь в три раза больше постоянной скорости насоса за счет заполнения времени.


Поршневые насосы должны изначально создать два-три раза давление PC насос для производства того же расход в минуту или в час, что и PC насос для одного приложения. Поршневые насосы, несомненно, могут произвести больше давления, чем ПК насоса и восемь или девять этап-этап PC насос обычно не рекомендуется для любого запуска трубы больше, чем 450 погонных метров, если введение пограничного слоя используется система.


Обычно производитель ПК насос пытается размер выпускной трубы только для 1-psi/ft трубы и использовать больший диаметр трубы, чем производитель поршневой насос. Производитель поршневой насос может рекомендовать 2-psi/ft труб потери на трение и меньший размер трубы, потому что они могут создавать еще большее давление.


У меня есть твердая позиция относительно диаметра трубы размеров. В насос PD (GPM пси х) / 1714 = HP, так что любое снижение давления приводит к экономии электроэнергии, а также меньше износ насоса.


Дизайнер должен принимать любую возможность, чтобы уменьшить износ и потребление энергии, так что выбор большой диаметр трубы всегда дают долгосрочных сбережений. Отправляясь в больших размерах трубы, конечно, уменьшается отдача, но это простое упражнение для проведения и должно быть сделано на каждое приложение насос торт.


Номограммы оценить потери на трение для грязи торт в трубе, но некоторые быстрые правила эмпирическое также может быть использован для оценки первоначально потери на трение. По размерам винтовых насосов, я рекомендую, по оценкам, кажущейся вязкости 250000 сП, на 20 процентов твердых веществ и 450 000 гц на 30 процентов твердых тел с простой компьютерной программы использования известных Hazen Williams и формул.


Это правило оказалось довольно успешным с течением времени в первоначальной оценке. Большинство производителей насосов предлагаем демонстрацию или судебного разбирательства оборудование, и это всегда желательно (если это возможно), чтобы запустить суда длиной прямой трубы для измерения потерь на трение и вывести кажущейся вязкости.


Кормление механизмов винтовых насосов существенно изменились за последние два десятилетия, и возглавляются по крайней мере в двух различных направлениях. Одно направление в сторону более положительных кормления. Другой в сторону более высоких поперечных сил для дальнейшего сокращения очевидны вязкости.


Оригинальные насосы, используемые от 40 до 50 лет назад были простые открытые входы с шнек приварен к эксцентрично вращающийся стержень связь между валом и ротором. Основные открытые насос PC бункера (рис. 4) имеет шнек на шток, без расширения трубы и чугунные фиксированной жилья входе измерение. Этот проект предназначен для выделения из тяжести загустители и твердых веществ не более чем на 10 процентов.


Следующее поколение насосов ПК (см. рисунок 5) обычно включен удлинитель, который заключен шнека в зоне между бункером входе и полости создается ротора и статора. Бур предназначен для подачи в размере около 30 процентов больше, чем мощность насосной полости, чтобы обеспечить более позитивный кормления. Циркуляция торт в расширение трубы придает дополнительный сдвиг, который помогает уменьшить кажущейся вязкости торт и способствовать лучшему заполнения полости.


Эта конструкция часто снабжены изготовленный корпус, который позволяет осадка торт падать вертикально в насос, вместо создания по бокам мелкий наклонный бункер перехода в стандартный корпус. Такая конструкция может справиться осадков около 17 процентов, и очень хорошо работает на освобождение от тяжести загустителей.


Counter-вращающийся бара с веслами были добавлены к насосам для предотвращения преодоления осадка торт выше подающего шнека. Без этого моста выключателей, оно было общим для шнека просверлить отверстие в пироге. Однако при помещении в непосредственной близости от шнека, это мост выключатели могут генерировать значительное количество дополнительной энергии сдвига, которые могли бы значительно снизить кажущейся вязкости шлама торт.


Эта конструкция в целом оказалась эффективной в работе центрифуг в разряд более 35 процентов твердых веществ. Он также успешно применяется для смешивания оксида кальция (CaO) в ил, чтобы произвести экзотермической реакции в осадок, или увеличивать рН существенно для получения класса B и класса твердых веществ биологического происхождения. Сухой остаток может превышать 52 процентов.


Наиболее эффективны эти проекты включают отдельный преобразователь частоты для моста выключателей (так как их основная роль заключается в создании сдвига), а скорость работы насоса можно регулировать в соответствии разряда от обезвоживания устройства.


Пока около десяти лет назад, все производители ПК насос был аналогичных проектов пока некоторые из них решили адаптировать систему используется производителями поршневого насоса. Преимущество такого подхода заключается в том, что механизм винт подачи можно удобно расположен прямо под разряд обезвоживания устройство и насос, как поршень насоса, могут быть помещены в более подходящем месте.


К сожалению аспект этой конструкции является то теперь пользователь на самом деле состоит из двух насосов в эксплуатации. Шнековый питатель теперь должны создать избыточное давление, что не только толкает пирог в насосной полости, но и преодолевает любые потери на трение в камере перехода или труб между шнековый питатель и насос. Это трудная работа для простого винтового питания устройства.


В результате этих двухвинтовой подачи стали весьма сложными в эксплуатации и надежной. Каждая шахта должна быть усилена с подшипниками, приводом с двигателем и механизмов и опечатаны, чтобы предотвратить утечку. Естественно, подшипники как правило, не предназначены для работы в среде под давлением ил, чтобы они стали постоянными точки обслуживания беспокойство.


Винтовые насосы имеют множество уникальных характеристик. Полости, созданные между ротором и статором не меняет свою форму, как она движется через насос. Он не имеет клапанов. Он по своей природе не пульсируют. Она имеет относительно низкие внутренние скорости, так как вращающиеся части имеют сравнительно небольшого диаметра, и это насос, с подшипником на каждом конце. На конец с мотором, насос имеет традиционные конические роликовые подшипники, смазывать маслом или жиром, как и любой другой роторный насос.


С другой стороны, полированной и закаленной винтовой ротор вращается внутри резиной трубку. В других приложениях, эта конфигурация легко узнать, как морской, свидетельствующий, что часто встречается в морских судов от 21 футов внутрь лыжные лодки Dallas-класс подводных лодок. Резина, с водой в качестве пограничного слоя, удивительно скользкий. Все прогрессивные производители полости насоса, по крайней мере в первые годы своего существования, приобрели статоров от производителей морских подшипников.


Как таковой, этот подшипник обеспечивает отличную поддержку для питания и / или сдвига шнек, который позволяет компьютеру насос для обработки осадка торт и других вязких продуктов, без добавления дополнительных изнашиваемых частей и технического обслуживания точек. Хотя он содержит до 40 процентов твердых веществ, осадка торт по-прежнему главным образом воду и сохраняет смазочные свойства, которые позволяют статора для работы в морской подшипника.


Торт обработки возможностей ПК насос легко улучшить с помощью вращающихся эксцентрично связи стержня и вложения (например, шнек) для более эффективного снижения кажущейся вязкости пирог так, что более высокие вязкости и твердые проценты можно прокачивать.


При увеличении диаметра шнека и расширение трубы так, чтобы она перекормил в размере 200 процентов вместо 30 процентов, торт распространяется и обрезается много до вступления в насосных элементов. За последние десять лет, это общий дизайн оказалось вполне приемлемым и надежным для обработки выписки из пояса фильтр-прессов на твердые проценты приближается к 30 процентов.


Увеличенный шнека прикреплен к эксцентрично вращающийся стержень связи и увеличенный трубкой позволит подача на шнек, который в три раза больше, чем возможность накачки элементов (см. рисунок 7). Тираж торт в расширение трубы значительно снижает кажущейся вязкости тортов до 30 процентов твердых тел, чтобы они могли быть легко накачкой. Тем не менее, этот насос требует только одного сальника и один комплект подшипников, как подвергается только атмосферное давление.


Тем не менее, отрасль постоянно требует более эффективные устройства для обезвоживания, чтобы уменьшить количество воды, которое необходимо транспортировать в ил торт, требуя механизм подачи в насосе быть все более эффективными и действенными.


Поскольку ротор насоса должна вращаться эксцентрично, не метод действительно существует, чтобы приложить к шнек шток и создать по-настоящему положительного давления в расширение трубы. Здесь система шнека кормов, используемых в поршневой насос имеет явное преимущество. Последние разработки для винтовых насосов преодолевает это ограничение.
 
Путем добавления ленты шнека, который прилагается к пластине крепится к валу насоса, за концентрически вращающимися совместного универсальна, истинный механизм шнека корм теперь может быть доступно в ПК насос без добавления дорого, обслуживание склонны отдельных шнека кормов системы. Это устройство позволяет компьютеру насос легко обрабатывать твердые вещества биологического происхождения до 40 процентов.


Опять же, насос может быть изготовлен таким образом, бункер соответствующий разряд размеры устройства обезвоживания. Шнек питается почти в пять раз превышает емкость ротора и статора. Толстый лайнер уретана в бункер насоса поддерживает его. На сегодняшний день ни один из лайнеров, при установке более четырех лет в эксплуатации, когда-либо требуется замена.


Вариант торта насос с вращающимся шнеком концентрически имеет отдельный привод с переменной скоростью посвященный шнека. Бур может быть использован не только кормить материала в насосной полости, но она может быть также использован в качестве отдельного вызывающие сдвиг или смесительного устройства.


Этот проект может быть использован для добавления оксида кальция или гидроксида кальция для лечения твердых веществ биологического происхождения. В промышленности он используется для обработки пигментов выписан из пластины и рамы фильтр-прессов, что превышает 75 процентов твердых и смешать измельченный зерна с горячей водой, чтобы подготовить "сусло" в пивоваренных заводов и заводов. Он также используется для обработки зерна провел выписан из центрифуг в этанол растений.


Другой распространенной принадлежности использовались при перекачивании обезвоженного твердых веществ биологического происхождения является введение пограничного слоя системы, которая состоит из топливного насоса и фланец инъекции предназначены для вставки слоя жидкости между стенкой трубы и пули осадков, проходящий через трубу.


Эти системы обычно может снизить потери на трение связано с перекачивания шлама торта до половины или даже меньше. В некоторых случаях, особенно когда сильно разбавленный раствор флокулянта полимер используется как пограничный слой, потери на трение может быть уменьшено на целых 85 процентов. Они могут быть использованы на самом деле на любой вид пирога насоса, так как она влияет на систему трубопроводов и не насос. За исключением случаев, упомянутых выше, снижает перепад давления, который в свою очередь, снижает операционные необходимую мощность и износ системы в целом.


Торт насосы требуют некоторого типа корма устройства нажмите обезвоженного твердого тела в насосной полости или поршневой или PC-типа торт насоса. Устройство может помочь уменьшить кажущейся вязкости торт, а также кормить его в насосной полости.


Эффективности и характеристиками этот канал устройство может определить характер торт, который сбрасывается в устройство хранения или транспортировки. Высокий сдвиг устройств кормов будет производить торт, который временно низкой вязкости, которая может быть эстетически нежелательным. Используя оборудование, которое предназначено для большей емкостью, и будет работать на низкой скорости и скорости сдвига может уменьшить этот эффект.


Поршневые насосы предназначены для работы с более высоких давлениях и качать торт на большие расстояния через трубы меньшего диаметра, чем ПК насосов. Сравнение исключительно на давление возможности двух конструкций не подходит, так как компьютер производит насосы с постоянным выходом давления является одной половины до одной трети скачков давления, которые происходят в зависимости от различных скоростей и потоки, связанные с возвратно-поступательным насосы.


Питание систем, используемых на всех этих насосов меняться очень многое. Некоторые из них достаточно сложны и торговли некоторые проблемы, связанные с высокой стриженой, низкой вязкостью торт разряда сложных, техническому обслуживанию систем подачи склонны эту сумму с использованием двух насосов, где один насос может быть эффективно использован.


Используя соответствующий сдвиг и питание устройства, а также с системами границы впрыска, давление может быть сведено к минимуму и торт можно закачать на существенно большие расстояния (более 2000 футов) с относительно недорогой, эффективной и надежной техники.