Меню

Струйный насос для перекачки цемента

5.3. Струйные насосы

Струйные насосы применяются для транспортирования порошкообразных и мелкозернистых материалов на сравнительно небольшие расстояния. Струйные насосы можно разделить на две основные группы: с центральным соплом и с кольцевым. Насосы с кольцевым соплом, несмотря на эффективный способ загрузки, осуществляемой вдоль оси насоса, не нашли широкого применения на складах цемента. При установке их под силосами необходимо большое расстояние для плавного перехода трубопроводов из вертикального в горизонтальное положение, а при отсутствии обратного клапана сжатый воздух может прорваться в силос.

Основные достоинства струйных насосов – простота конструкции, небольшие габариты и отсутствие трущихся и вращающихся частей. Недостатки сравнительно низкий КПД. зависимость производительности насоса от высоты столба материала в силосе, ограниченная дальность подами материала (до 150 м). Нормальная эксплуатация насоса обеспечивается при условии, что аэродинамическое сопротивление в магистральном трубопроводе не должно превышать сопротивления слоя материала в силосе. В противном случае происходит прорыв сжатого воздуха из насоса в силос, что ухудшает условия поступления материала в насос и увеличивает расход воздуха.

Наиболее целесообразно для внутризаводского пневмотранспортирования цемента применять струйный насос с центральным соплом и интенсифицирующей камерой. Подобный насос конструкции ЦНИИОМТП (рис. 5.10), выполненный на базе смесительной камеры пневмовинтового насоса ТА-14А, состоит из загрузочного патрубка 1, интенсифицирующей камеры 3, смесительной камеры 6, диффузора 7 и регулируемого сопла 9. Аэрирующее устройство 10 загрузочного патрубка устраняет возможность залегания материала в патрубке.

Рис. 5.10. Струйный насос с интенсифицирующей камерой

Интенсифицирующая камера оборудована обратным клапаном 2, который препятствует прорыву сжатого воздуха в силос, и лотком 4 криволинейной формы, расчлененным на несколько отдельных желобов. Конструкция обратного клапана аналогична конструкции обратного клапана пневмовинтового насоса ТА-14А. Лоток криволинейной формы в струйном насосе создает возможность подачи материала непосредственно к соплу в направлении, близком к направлению струи транспортирующего сжатого воздуха, и равномерно распределяет подаваемый материал вокруг поперечного сечения воздушной струи. В нижней части камеры смонтировано аэроднище 8, которое способствует разрыхлению поступившего в насос цемента и подготавливает его для транспортирования в материалотрубопроводе. Заканчивается камера конфузором 5, который является начальной частью транспортного трубопровода. Смесительная камера с помощью фланцев крепится к конфузору и диффузору, повышающему КПД насоса примерно в 1.7 раза по сравнению с аппаратами без диффузора.

На производительность насоса существенно влияет скорость истечения цемента из силоса. С наибольшей скоростью цемент поступает в насос, если он находится в аэрированном состоянии. При этом истечение материала происходит по законам, близким к законам гидравлики, т. е. поступление цемента в струйный насос зависит от высоты столба аэрированного цемента в силосе (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Схема зависимости производительности струйного насоса с интенсифицирующей камерой от высоты столба аэрированного цемента в силосе

Струйный насос для цемента ПСН-40 конструкции Волгоградского проектного отдела института «Гидропроект» им. С. Я. Жука (рис. 5.12) состоит из корпуса 1. в верхней части которого установлен затвор барабанного типа 4, обратного клапана 7 с диафрагменным приводом 3 и сопла 2 с запорным устройством. При помощи верхнего фланца 5 насос крепится к силосу 6, а фланцем 8 – к транспортному трубопроводу 9. При открытии барабанного затвора материал своей массой открывает обратный клапан и транспортируется струей сжатого воздуха по трубопроводу. При повышении противодавления в корпусе насоса (это возможно, например, при забивании материалом транспортного трубопровода) силовая диафрагма под его воздействием закрывает обратный клапан, независимо от высоты столба материала над ним, и способствует его открытию при восстановлении давления. Сопло с запорным устройством в случае резкого падения давления сжатого воздуха в системе или прекращения его подачи предотвращает попадание цемента в воздухонагнетательную систему.

Читайте также:  Стеклохолст для изоляции трубы

Рис. 5.12. Струйный насос ПСН-40

Фирма Franz Seifert (ФРГ) выпускает струйные насосы, предназначенные для транспортирования пылевидных материалов (рис. 5.13. а). Насос имеет приемную воронку 2, регулируемое сопло 1 и конфузор 3 с диффузором 4, соединяющимся фланцем 5 с транспортным трубопроводом 6.

Рис. 5.13. Пневматические струйные насосы фирм Franz Seifert (а), Lambern (б) и Holler (в)

Фирма Lambent (США) выпускает струйный насос с насадками (рис. 5.13. б). Насос состоит из камеры 2, которая крепится к бункеру 1, неподвижного сопла 3 и трех насадок 4. Насадки с крыльями и пазами предотвращают прорывы воздуха из трубопровода в бункер. Однако расчленение трубопровода насадками на три части значительно увеличивает его аэродинамическое сопротивление, что вызывает необходимость повышения давления сжатого воздуха.

Насос (рис. 5.13. в) фирмы Bolter (ФРГ) имеет кольцевое сопло. Отличительная особенность насоса – подача сжатого воздуха в предварительную камеру 1, из которой сжатый воздух через прорезь в подпорном кольце 2 поступает в сопловую камеру 3 и далее через кольцевую щель, конфузор 5, смесительный участок 6 и диффузор 1 в транспортный трубопровод. По данным фирмы, такая конструкция насоса обеспечивает высокую эффективность транспортирования кусковых материалов крупностью до 40 мм. В конструкции насоса предусмотрена возможность подачи воды через штуцер 4 для смачивания транспортируемого материала. Струйные насосы фирмы Claudius Peters Technologies выпускаются пяти модификаций с производительностью до 5 т/ч при дальности подачи до 50 м. высотой подачи до 10 м и давлением сжатого воздуха до 0,02 МПа. Фирма Devisrtal (США) выпускает струйные насосы для транспортирования цемента, монтируемые на переносных бункерах. В этих насосах положение центрального сопла регулируется в зависимости от длины транспортного трубопровода и степени наполнения бункера материалом, что позволяет ликвидировать прорывы сжатого воздуха в бункер.

Источник

Принцип работы и области применения струйных насосов

Струйные насосы являются самыми простыми по принципу действия и конструкции среди напорной техники. Такой агрегат является динамичным, то есть не имеющим в своем составе двигающихся частей. Это плюс такого устройства, поскольку предотвращает его изнашивание.

Первый струйный насос был использован в конце XIX века как инструмент для отсасывания воздуха и воды из пробирок. Затем его стали применять для откачивания воды из шахт. В СССР такие насосы начали широко использоваться только в середине прошлого века.

Читайте также:  Отделка штукатуркой оконного проема

1 Принцип работы

Конструкция струйного насоса достаточно проста и практически не требует технического обслуживания. При работающем насосе вода, пар или газ движутся по трубе с сужающимся соплом. Благодаря такой конструкции сопла скорость движущейся массы возрастает.

Маленький струйный насос

Внутри подводящей камеры давление воды снижается и становится ниже атмосферного, в результате чего в камере создается вакуум.

Всасывание происходит из трубопровода, соединенного с камерой. В процессе работы рабочая жидкость смешивается с перекачиваемой жидкостью. Затем эта масса попадает в диффузор, а потом в резервуар.

Таким образом, в работе струйного насоса используется принцип нагнетания.
к меню ↑

1.1 Принцип работы (видео)

2 разновидности

В зависимости от типа перекачиваемой и рабочей жидкости, различают три типа струйных насосов. К ним относятся:

  1. Эжектор. Этой вид струйных насосов применяется только для перекачивания жидкости. Механизм работы заключается в отсасывании жидких веществ. Рабочая жидкость – вода.
  2. Инжектор. Работает по принципу нагнетания жидких веществ. Рабочее вещество – пар.
  3. Элеватор. Используется для понижения температуры теплоносителя за счет смешивания с рабочей жидкостью.

В общем, струйные насосы могут перекачивать жидкость, газ и пар. Могут применяться как жидкоструйные агрегаты (для смешивания и транспортировки рабочей и пассивной жидкости с разницей давления) и аэрлифтовые/эрлифтовые (выполняет функцию подъема жидкостей).

Если насос используется только для перекачки воды, его называют водоструйным. Он может иметь две модификации: вакуумный насос (работающий для использования в лабораториях) и гидроэлеватор (используется для скважин с глубиной до 16 метров).
к меню ↑

2.1 Области использования

Насосы струйные широко применяются в разных сферах промышленности. Причем они могут использоваться как самостоятельные установки или вместе с другими насосными установками. Благодаря простоте конструкции и высокой надежности такие агрегаты незаменимы в работе на реакторах, в аварийных ситуациях с отключением воды, при пожаротушении.

Струйный насос дозатор

Такие конструкции часто применяются в сферах, где работа лопастных насосов не может быть эффективной (например, при перекачивании химически агрессивных веществ), или в системе с лопастными насосами для повышения эффективности их работы.

Кроме этого, эти насосы используются в системах кондиционирования, канализации, для водоотлива и водопонижения.

Одним из важнейших показателей для этой техники является коэффициент подсоса. Эта величина являет собой соотношение расхода рабочей жидкости и перекачиваемого вещества.

Несмотря на простоту конструкции и низкий КПД этот тип механизмов часто применяется в случаях, когда невозможно использовать никакой другой тип насосов. Они легко устанавливаются в трубопроводную систему. Часто выпускаются с изменяемым соплом.

Особенности струйных насосов:

  • высокая надежность;
  • отсутствие необходимости в регулярном техобслуживании;
  • широкая сфера применения;
  • простая конструкция.
  • низкий уровень КПД (не более 30%).

2.2 модель для цемента

Данная техника широко применяется для транспортировки цемента. При воздействии сжатого воздуха сыпучие материалы транспортируются из бункеров в машины для перевозки.

Струйный насос для цемента

Механизм действия здесь такой: под большим давлением воздуха частицы цемента рассыпаются настолько, что становятся летучими. В результате воздушные потоки могут перемещать их в заданном направлении.

Читайте также:  Штукатурка вредные факторы для человека

Следует отметить, что процесс такой перекачки цемента проходит под большим давлением, поэтому расстояние подачи этого материала ограничено в пространстве. Например, максимальное расстояние, на которое механизм подает цемент по вертикальной оси – не более 50 метров. По горизонтальной оси это расстояние не может превышать 400 метров.

Для транспортировки цемента, а также других сыпучих материалов можно использовать струйный насос CH 2 с интенсифицирующей камерой. Для перемещения масс по трубопроводам используется сжатый воздух.

Технические характеристики CH 2:

  • производительность: 25 т/ч;
  • масса – 200 кг.
  • подъем в высоту: 25м;
  • протяженность подачи по горизонтали: 150м;
  • давление сжатого воздуха: 0,2-0,3 МПа;
  • расход сжатого воздуха: 3 м³ /мин.

2.3 Бытовые модели

Данные агрегаты, особенно используемые в быту, имеют невысокие производственные характеристики. Установленный в домашней скважине насос перекачивает только 15-17 литров в секунду. Более профессиональный (и соответственно дорогой) аппарат может перекачать 30-50 литров за секунду.

Бытовой струйный насос

Высота подъема воды бытовым струйным насосом колеблется в пределах 15 метров. Некоторые аппараты могут поднять жидкость на 20 метров, но при этом КПД будет соответственно снижаться. Более мощное и профессиональное оборудование может поднять воду из глубины 50 м.
к меню ↑

2.4 для нефтяной промышленности

Струйный насос для добычи нефти состоит из таких частей: канал для подведения рабочей жидкости, активное сопло, канал подвода инжектируемой жидкости, камера смещения и диффузор.

В данной сфере промышленности такие агрегаты ценятся за простоту устройства, высокую надежность и функционирование даже в экстремальных условиях, таких как высокая концентрация свободных газов или механических соединений в добываемой массе.

Струйные насосы обеспечивают эффективное применение свободных газов, быстрый приток нефти, свободную регуляцию забойного давления, быстрое остывание погружных электродвигателей и др.
к меню ↑

3 Расчет параметров

Эта процедура являет собой поиск оптимальных параметров, при которых коэффициент полезного действия будет иметь максимальное значение. При этом нужно учесть такие параметры как форма сопла, входной участок пассивного потока, представляющий собой поток, который подсасывается к основному, длина смесительного отсека, расстояние между отсеком и соплом, угол раскрытия и расширения диффузора.

Принцип работы струйного аппарата

Расчеты проводятся по формуле:

  • Q3 – подача в камеру диффузора;
  • Q1 – расходное количество рабочей жидкости;
  • Q2 – расходное количество вещества для эжектирования.

Для того, чтобы рассчитать кoличество жидкости для эжектирования, нужно кoличество литров в секунду жидкости для эжектирования разделить на количество литров в секунду рабочей жидкости.

Также при расчетах стоит учитывать вид насосов и область применения, поскольку они могут иметь дополнительные параметры. Например, для насосов, используемых при пожаротушении, учитываются состояния их рабочего материала – пена, вода, газ – и возможная высота струи, необходимая для эффективного пожаротушения. В нефтяной промышленности берутся во внимание вязкость материала, загазованность среды и т.п.

Источник

Adblock
detector