CN204283903U - 一种泡沫泵消泡槽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种泡沫泵消泡槽，包括锥形槽和设置所述的锥形槽上方的进浆口，所述的锥形槽的底部设有出浆口，所述的锥形槽的内壁上设有若干条用于降低流体水平分速度并且增加流体垂直分速度的导流板。本实用新型旨在提供一种有利于解决现有泡沫泵消泡槽消泡效果差、难以输送高稳定性泡沫浆料、抗汽蚀性能差等问题的泡沫泵消泡槽。
Description
技术领域
本实用新型涉及回转动力泵设备输送领域，特别是一种输送含有泡沫的矿浆的泡沫泵辅助设备，尤其为一种泡沫泵的消泡槽。
背景技术
泡沫泵在选矿厂输送有含有泡沫的矿浆时较为常用，其输送的介质中含有固相、液相和气相。泡沫泵按泵轴的设置状态分为立式泡沫泵和卧式泡沫泵两种，目前有代表性的泡沫泵主要有澳大利亚沃曼(WARMAN)公司的AF系列泡沫泵。不论是立式泡沫泵还是卧式泡沫泵，消泡槽均是非常重要的部件。立式泡沫泵泵头安装在消泡槽底部，而卧式泡沫泵的泵头安装在消泡槽侧部，泵头的进料口和消泡槽的底部用管道联接。CN 103382940 A、CN103372502 A、CN 203408791 U、CN 203374493 U公开了相关的技术方案。消泡槽的消泡原理是：含泡沫的矿浆从消泡槽的切向进入后，在重力作用下沿消泡槽的圆锥形内壁作螺线运动，在此过程中，部分泡沫被粉碎，其气相部分进入大气，液相、固相和剩余部分的气相从消泡槽的锥底进入泵头并被送出。
这些公开的技术在实践中普遍存在以下问题：其一，难以实现大流量，这是由于在大流量工况下，矿浆从消泡槽的切向进料口进入的速度同比增大，由于矿浆的运行螺线的半径是越来越小的，而矿浆的运行线速度几乎不变，因此矿浆的旋转角速度是越来越快的，并在锥形底部形成强烈的旋流，使矿浆出现了分级现场，即小比重的泡沫会浮在矿浆上部，而大比重的固相物被离心力甩到外沿，无法到达叶轮入口；其二，难以输送高稳定性泡沫矿浆，现有技术过份强调旋流产生的消泡作用，而不注重采取措施加强泡沫和矿浆的混合，事实上，高稳定性的泡沫矿浆，如萤石浮选精矿泡沫等，稳定性好，泡沫不易破裂，在旋流过程中对其产生的消泡较果是很有限的，一旦此过程中泡沫未能破碎，泡沫就会在消泡槽中累积，并最终从槽中溢出；其三，抗汽蚀性能较差，众所周知，如果矿浆在叶轮入口处产生较大的旋流会导致泵的抗汽蚀性能下降，为降低叶轮处的进口旋流，现有技术在设计时将消泡槽的锥底夹角设置得较小(沃曼公司的AF系列立式泡沫泵的锥底夹角在70度左右)，这样可以使矿浆能以较大的坡度流入到叶轮入口，从而减少叶轮入口处的旋流，但这种做法导致消泡槽的容积减少，使泡沫泵更难以实现大流量，现有技术还有在消泡槽底部设置三头左旋螺纹阻碍矿浆旋流的方法，实践表明，由于受空间限制，螺纹不能设置得较高，不但其效果有限，而且还导致泵的抗汽蚀性能下降。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种有利于解决现有泡沫泵消泡槽消泡效果差、难以输送高稳定性泡沫浆料、抗汽蚀性能差等问题的泡沫泵消泡槽。
本实用新型提供的技术方案为：一种泡沫泵消泡槽，包括锥形槽和设置所述的锥形槽上方的进浆口，所述的锥形槽的底部设有出浆口，所述的锥形槽的内壁上设有若干条用于降低流体水平分速度并且增加流体垂直分速度的导流板。
在上述的泡沫泵消泡槽中，所述的导流板的平均高度为锥形槽大端直径的0.03～0.3倍。
在上述的泡沫泵消泡槽中，所述的导流板在水平方向上的投影为直线或曲线。
在上述的泡沫泵消泡槽中，所述的导流板的偏移角α小于60°，优选为10°～50°，更加优选为10°～20°。需要说明的是，在本实用新型中，偏移角α为导流板上下端部的连线的水平面投影线L1与导流板上端部与锥形槽中心连线的水平面投影线L2的夹角。
在上述的泡沫泵消泡槽中，所述的导流板与锥形槽的内壁垂直，所述的导流板的平均高度为锥形槽大端直径的0.04～0.2倍，优选为0.12、0.15、0.18倍。
在上述的泡沫泵消泡槽中，所述的导流板与锥形槽的内壁的倾斜角β小于45°，优选为10°～40°，更加优选为20°～35°，所述的导流板的平均高度为锥形槽大端直径的0.04～0.4倍，优选为0.15、0.25、0.35倍。需要说明的是，在本方案中倾斜角β为导流板偏离垂直于导流槽内壁的角度，更加具体的来说，导流板上任一点到导流板与导流槽内壁的交线具有垂线L3，垂线L3对应有垂足D，导流槽内壁在垂足D的位置具有切线L5，该切线L5沿垂直于导流槽内壁的方向具有垂线L4，垂线L3与垂线L4之间的夹角即为倾斜角β。
在上述的泡沫泵消泡槽中，所述的锥形槽的大端的上方连接有与所述锥形槽的大端直径匹配的第一柱形端，所述的锥形槽的出浆口的下方连接有与所述出浆口直径匹配的第二柱形端，所述的进浆口上连接有用于使流体沿第一柱形端内壁流动的进浆管。
在上述的泡沫泵消泡槽中，所述的第二柱形端的内部设有若干将所述的第二柱形端的内部空间分为若干部分的板状阻旋板。
在上述的泡沫泵消泡槽中，所述的锥形槽为圆锥形，所述的锥形槽的锥角为70°～140°。
在上述的泡沫泵消泡槽中，所述的锥形槽的大端直径和出浆口的直径的比例为3～12，优选为4～10，更优选为5～9，所述的导流板为不锈钢板或者表面为橡胶的板体，所述的导流板的数量为1～12个，优选为4个、6个、8个、12个，所述的导流板以单层方式均匀分布在所述的锥形槽内壁内，或者以上下多层方式上下交错分布在所述的锥形槽内壁上。
本实用新型通过合理设置的导流板可以将沿螺线运行的矿浆的水平速度分量转换成为垂直方向的速度分量，因此可以显著抑制叶轮入口的旋流强度，并提高泵的抗汽蚀性能，导流板的存在不但可以避免矿浆出现分级现象，还可以促进泡沫的破碎，同时还可以促进未破碎的泡沫与矿浆的混合，使泡沫随同矿浆进入泵头一同排出，避免稳定性强的泡沫在消泡槽内累积，因此有利于泡沫泵实现大流量，易于输送含高稳定性泡沫的矿浆。
附图说明
图1是本实用新型的实施例1的俯视图；
图2是本实用新型的实施例1的A-A剖视图；
图3是本实用新型的实施例1的流体流动示意图；
图4是本实用新型的实施例1的偏移角α的示意图；
图5是本实用新型的实施例1的当导流板与锥形槽的内壁呈非垂直状态时，倾斜角β的示意图
图6是本实用新型的实施例2的俯视图；
图7是本实用新型的实施例2的流体流动示意图；
图8是本实用新型的实施例2的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本实用新型的任何限制。
实施例1
如图1至图5所示，一种泡沫泵消泡槽，包括上粗下细的锥形槽1和设置所述的锥形槽1上方的进浆口2，所述的锥形槽1的底部设有出浆口3，所述的锥形槽1的内壁上设有若干条用于降低流体水平分速度并且增加流体垂直分速度的导流板4，所述的导流板为不锈钢板或者表面为橡胶的板体，以增强耐磨性能，该导流板的数量可以选择为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12条或者更多条，在本实施例中优选为4条，所述的导流板4的高度为锥形槽1大端直径的0.03～0.3倍，优选为0.1倍、0.2倍、0.15倍，其高度的选择与流体的流量、粘度、固含量等数据密切相关，一般情况下，流体流量越大、粘度越小、固含量越高其导流板4的高度越大。需要说明的是，本实施例中的锥形槽1可以选择为圆锥形的锥形槽，也可以选择为多棱锥的锥形槽或者椭圆锥形的锥形槽，如选择多棱锥的锥形槽，其棱的数量应至少大于6条，棱数越多、其形状越接近圆锥形效果越好，在本实施例中，优选为圆锥形的锥形槽1，所述的圆锥形的锥形槽1的锥角为70°～140°，优选为120°、130°和135°，所述的锥形槽1的大端直径和出浆口3的直径的比例为3～12，其比例优选为4～10，更优选为5～9。
作为本实施例的进一步具体和优选，所述的导流板4在水平方向上的投影为直线或曲线，也可以选择为不规则的线段，如多线段和曲线之间前后、多线段的前后连接所组成的不规则线段，对此本实施例不作过多限制，所述的导流板的偏移角α为30°，在本实施例中，所述的导流板与锥形槽的内壁垂直，所述的导流板的平均高度为锥形槽大端直径的0.12倍。当然，导流板4并不一定限制为与锥形槽的内壁垂直，在这种情况下，所述的导流板4与锥形槽1的内壁的倾斜角β小于45°，优选为10°～40°，更加优选为20°～35°，此时所述的导流板的平均高度为锥形槽大端直径的0.04～0.4倍，优选为0.15、0.25、0.35倍。需要说明的是，导流板4以焊接或者其他的方式固定在锥形槽1的内壁上，并切割矿浆的运行轨迹螺线。在此需要说明的是，在本实施例中偏移角α指的是导流板上下端部的连线的水平面投影线L1与导流板上端部与锥形槽中心连线的水平面投影线L2的夹角(如图4所示)，在本实施例中倾斜角β为导流板偏离垂直于导流槽内壁的角度，更加具体的来说，如图5所示，图5是导流板上任一点垂直于锥形槽1内壁剖切后的示意图，导流板4上任一点到导流板与导流槽1内壁的交线具有垂线L3，垂线L3对应有垂足D，导流槽内壁在垂足D的位置具有切线L5，该切线L5沿垂直于导流槽内壁的方向具有垂线L4，垂线L3与垂线L4之间的夹角即为倾斜角β。
当矿浆自进浆口2进入消泡槽时，在重力的作用下沿锥形槽1的内壁作螺旋运动，但由于导流板4切割曲线，部分矿浆在导流板4的引导下改变方向，沿曲线9流向第二柱形端6，在大流量时，有部分矿浆可能越第一块导流板4，继续作螺旋运动，在后面的导流板4的作用下直至全部矿浆全部导入第二柱形端6。所述的导流板4与锥形槽1的内壁的垂直或者以一定角度倾斜的主要目的是为了提高矿浆的垂直方向的分速度，倾斜角度越小对提高垂直分速度贡献越显著。
在本实施例中，所述的导流板4为4条，所述的导流板4均匀分布在所述的锥形槽1内，所述的锥形槽1的大端的上方连接有与所述锥形槽1的大端直径匹配的第一柱形端5，所述的锥形槽1的出浆口3的下方连接有与所述出浆口3直径匹配的第二柱形端6，在本实施例中，第一柱形端5和第二柱形端6均为圆柱形，所述的进浆口2上连接有用于使流体沿第一柱形端5内壁流动的进浆管7，优选地，所述的进浆管7与所述的第一柱形端5相切。所述的第二柱形端6的内部设有用于降低或消除流体旋转速度的阻旋板8，其可以选择为多块垂直的板状阻旋板8以平行或一定夹角固定在该第二柱形端6的内部空间内，优选地，所述的阻旋板8为将所述的第二柱形端6的内部空间一分为二的板状阻旋板8，更优选地，该板状阻旋板8设置在第二柱形端6的内部空间的中央，将第二柱形端6的内部空间分为对称的两个半圆柱空间。
在实际应用中，矿浆自进浆口2进入消泡槽时，在重力的作用下沿锥形槽1的内壁作螺旋运动，其运动方向如螺旋线10，但由于导流板4切割螺旋线10，部分矿浆在导流板4的引导下改变方向，沿曲线9流向第二柱形端6，在大流量时，有部分矿浆可能越过第一块导流板4，继续作螺旋运动，在后面的导流板4的作用下直至全部矿浆全部导入第二柱形端6。在第二柱形端6内通过阻旋板8使旋流速度降低甚至能够使旋流消失，降低机泵的汽蚀现象。
在本实施例中，矿浆在锥形槽1内的旋流并未消失，只是降低了其水平方向的分速度，在实际生产操作和研究中发现，相比于同样规格的未设置导流板4的锥形槽，对于萤石浮选精矿等高稳定性的泡沫，其消泡效果未明显降低，其原因在于，本实施例的方案强化了矿浆和泡沫的混合，锥形槽1内无泡沫累积和溢出，矿浆和泡沫不会产生分层现象。相比于传统的泡沫泵消泡槽，其锥角大，在未牺牲消泡能力的前提下，处理量显著增加，机泵使用寿命增长，降低了维修成本。
实施例2
如图6、图7和图8所示，一种泡沫泵消泡槽，与实施例1大体相同，不同的地方在于，所述的导流板4为8条，所述的8条导流板4以上下两层的方式排列，上下两层的导流板4交替分布在所述的锥形槽1内。这样可以使矿浆在锥形槽内的分布更为均匀，可以改善因矿浆不均匀而从消泡槽中溅出的情况。
以上所述的仅为本实用新型的较佳实施例，凡在本实用新型的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种泡沫泵消泡槽，包括锥形槽和设置所述的锥形槽上方的进浆口，所述的锥形槽的底部设有出浆口，其特征在于，所述的锥形槽的内壁上设有若干条用于降低流体水平分速度并且增加流体垂直分速度的导流板。
2.根据权利要求1所述的泡沫泵消泡槽，其特征在于，所述的导流板的高度为锥形槽大端直径的0.03～0.3倍。
3.根据权利要求1所述的泡沫泵消泡槽，其特征在于，所述的导流板在水平方向上的投影为直线或曲线。
4.根据权利要求3所述的泡沫泵消泡槽，其特征在于，所述的导流板的偏移角α小于60°。
5.根据权利要求1所述的泡沫泵消泡槽，其特征在于，所述的导流板与锥形槽的内壁垂直，所述的导流板的平均高度为锥形槽大端直径的0.08～0.2倍。
6.根据权利要求1所述的泡沫泵消泡槽，其特征在于，所述的导流板与锥形槽的内壁的倾斜角β小于45°，所述的导流板的平均高度为锥形槽大端直径的0.04～0.4倍。
7.根据权利要求1所述的泡沫泵消泡槽，其特征在于，所述的锥形槽的大端的上方连接有与所述锥形槽的大端直径匹配的第一柱形端，所述的锥形槽的出浆口的下方连接有与所述出浆口直径匹配的第二柱形端，所述的进浆口上连接有用于使流体沿第一柱形端内壁流动的进浆管。
8.根据权利要求7所述的泡沫泵消泡槽，其特征在于，所述的第二柱形端的内部设有至少一块将所述的第二柱形端的内部空间分为若干部分的板状阻旋板。
9.根据权利要求1～8任一所述的泡沫泵消泡槽，其特征在于，所述的锥形槽为圆锥形，所述的锥形槽的锥角为70°～140°。
10.根据权利要求9所述的泡沫泵消泡槽，其特征在于，所述的锥形槽的大端直径和出浆口的直径的比例为3～12，所述的导流板为不锈钢板或者表面为橡胶的板体，所述的导流板的数量为1～12个，所述的导流板以单层方式均匀分布在所述的锥形槽内壁内，或者以上下两层或多层方式上下交错分布在所述的锥形槽内壁上。
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| CN106984069A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-07-28 | 中国水利水电科学研究院 | 一种旋流式消泡方法 |
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