压滤机用加料泵的选择与优化

引言

在现代工业生产中，对于固液两相混合物，为了获取其中有价值的固相，或获取其中有价值的液相，或同时获取固、液两相；以及为了环保目的将固液两相分开，均可以使用压滤机。

压滤机是十九世纪发展起来的过滤设备.它因具备以下优点而得到广泛应用：①单位过滤面积占地少，②对物料适应性强，③过滤压力高，滤饼含湿量低，④结构简单，操作容易⑤滤液澄清度高。压滤机工作过程，往往是以系统为基本单位完成的，其系统组成包括压滤机、加料泵、滤液泵、贮罐、阀门、管线等•若想获取最佳分离效果，就必须对与之匹配的各部分进行很好的选择与优化・

加料泵是向压滤机输送固液混合物，并提高其压力作为过滤推动力的机械对它的正确选择是对整个系统进行优化设计的重要环节。下面就讨论几种压滤机系统的常用泵。

2.离心泵

2.1基本特性

离心泵是通过高速旋转的叶轮，连续地给液体施加能量，使液体的速度増加，并在能置转化装置中转变为静压力的提高的机器，它是叶片式泵或速度式泵的一种离心泵是用来输送料浆应用最为广泛的一种.因为它结构简单，紧凑，造价低，维护费用低，具有均匀平稳的液流，并且由于它具有多种规格、多种结构材料和结构型式，所以流暈范围广（10X10f/min〜200m7min）»泵输出压力较（可达到5MPa以上）。

2.2离心泵的流调节方法

当整个过滤系统需要流量调节时，可釆用下列方法之一进行调节

（1）改变泵出口调节阀的开启度，这种方法的实质是改变管路特性曲线，使泵的流量依调节阀的

开度变化而改变。这种方法简单、方便，但会使泵的运转效率降低。同时值得特别强调的是，不要在泵的吸入口安装调节阀，否则可能会造成泵的汽蚀。

（2）改变泵的工作转速调节，这种方法的实质是通过改变泵的工作转速而改变泵的性能曲线，从而改变泵的流量。

（3）切割叶轮调节，通过切割叶轮改变泵的性能曲线，从而改变泵的流量，但它不适于经常需要调节的情况。

2.3输送料浆时的特定结构

由于过滤的料浆是由固液两相组成，因此，选用开式叶轮或半开式叶轮，以便降低与料浆的磨损。并且，当固体颗粒为易碎时（如硅藻土），应该使用低速泵（转速为1800r/min以下）。离心泵在启动之前应灌泵，为了避免泵在工作中频繁启停造成的麻烦，广泛采用自灌型，它利用一个特殊的吸入腔，在泵停车时，在腔内存下液体，准备下一次启动用。

单螺杆泵

3.1基本特性

它利用金属螺杆转子与弹性定子之间容积的变化来输送液体。工作时，液体吸入后就进入螺纹与泵壳所围的密封空间，当螺杆旋转时，密封容积在螺牙的挤压下提高其压力，并沿轴向移动。

单螺杆泵的特点是流量和压力稳定，噪声低，振动小，具有较强的自吸能力，结构简单、紧凑。排放压力为0〜4仰流量为0・3〜260『/h,所输送料浆温度为80C以下，粘度为0.2m7s以下，最高可达i.5

3.2流童调节与启动

它通常可以通过改变转子转速来调节（流量近似与工作转速成正比），或通过旁路管线或再循环管线来调节。

这种泵为自启动型，但由于干启动可能会损坏弹性体转子（天然橡胶；腊橡胶、尿脂人造橡胶、氟橡胶等），•因此，在启动时，向泵内喷入少量的液体。且在启动前，先打开所有进、出口管路阀门，不可闭阀启动.

3.3适用物料

螺杆泵几乎可用于任何粘度的液体，允许料浆中含有小固体颗粒，也允许料浆具有一定的腐蚀性,尤其适用于高粘度和非牛顿型流体，如纸浆、泥浆、淀粉糊、果肉、陶土等。

.罗茨泵

4.1基本特性

罗茨泵具有两个特殊形状的转子，该转子带有两个或多个瓣。工作时，两转子由同步齿轮传动反向旋转，液体自入口处被带到出口处，其操作循环如图1所示。罗茨泵的几种常用转子形状如图2。罗茨泵是自吸收式泵，可以提供排放压力在L2MPa以下的平稳非脉动流，流量范围为0,5〜400m³/h。

4.2流量调节

罗茨泵的流量调节既可以通过改变转子的转速调节，又可以通过旁路调节，或通过再循环管线加以控制。

4.3适用物料

这种泵适用于粘度小的液体，可以成功的用来处理所含颗粒不太大或具有过大磨损性的料浆°由于更换磨损转子的容易性和造价低廉，使其在恶劣的条件下也有竞争力，在低剪切条件下,特别是在低工作转速情况下，特别适合于敏感性物料。

隔膜泵

5.1基本特性

隔膜泵为直动式机械作用，它通过配气（液）阀切换压缩介质的不同通道，使压缩介质直接作用于隔膜一侧，通过连接使对置的两隔膜同时做挠曲变形，产生容积变化，配合泵阀的启闭排送料浆.

这种泵既不外泄漏，也不内泄漏，不污染环境，无需工作介质的补偿系统，结构简单。

隔膜的形状有薄圆环、筒状或波纹管状，其材料可以是金属的，也可以是非金属的.

5.2适用物料

隔膜泵可以用来输送固体粒度小于3mm,固相体积含量低于60%的料浆，流量为20〜500n?/h,排放压力为1.6-15MPa。

6.1基本特性

利用往复运动的柱塞，将能童直接以静压力形式传给液体。

在柱塞密封函中间设有高压喷水环，用高压清水泵注入与主泵排出压力相近的清水，以阻止固相颗粒进入软填料密封，从而减小固相颗粒对柱塞与密封的磨损，延长其使用寿命。

6.2适用物料

可以用于渣浆中固相粒度小于1mm,固相体积百分比低于65%的物料。

6.3特定结构

需要特别加以提出的是带有液压控制的Willett泵，它具有液压活塞，推动垂直安装在其侧面的泵的柱塞’通过控制喷入液压缸的流量，调节柱塞的运动，从而达到调节泵的输出特性的目的，排放压力可达2.1MPa。

泵的一个特殊优点是，在操作期间，通过调节液压流体压力，可按要求改变所输送料浆的压力，以便在一个循环的每一阶段均达到最佳匹配，例如，在压榨过滤糖渣膏时，初始时选为较小的流量，以便使滤饼的初始层具有低流动阻力的开放结构，进而提高过滤效率。

对以上各种类型压滤机用加料泵的比较，见表

特性	离心泵	单螺杆泵	罗茨泵	隔臟泵	柱塞泵
固相颗粒破碎或分解	如果选用的泵规格不当或使用再循环系统，则非常明显.特别是对于絮凝状料浆，可能会使絮状物变得很碎，使后面的过	低	低	低	低

过以上的分析可以看岀，对于一般的固液混合物料浆，大多采用离心泵，次之为单螺杆泵，再次之为罗茨泵，最后为隔膜泵和柱塞泵。对于高粘度料浆，或必须降低泵输送过程中固相破碎和分解的情况，应考虑使用单螺杆泵&当泵用来输送非磨损物料时，可以用罗茨泵代替单螺杆泵来输送粘的、难处理的物料.对于必须减少产品泄晶的情况一般可考虑使用隔膜泵。

需要特别指出的是，压滤机用加料泵的选择，不单是泵本身造价、寿命、维护费用的问题，更主要的是它直接影响着滤饼的湿含量、滤液精度、产量.因此，必须引起足够的重视。

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