一、集合仓结构优化
(一)形状与尺寸设计
1. 渐缩式形状
集合仓在活塞泵出料端与挤压泵进料端之间,可以采用渐缩式形状。从活塞泵出料口一侧较大,逐渐缩小至挤压泵进料口的尺寸。这样可以使物料在流动过程中逐渐加速和汇聚,减少物料在仓内的停滞和漩涡现象。
例如,在水泥长距离输送系统中,当活塞泵将水泥浆体输出到集合仓时,渐缩式的集合仓可以促使水泥浆体更加有序地流向挤压泵。
2. 合理的容积设计
根据活塞泵和挤压泵的流量匹配确定集合仓的容积。容积过大可能导致物料在仓内停留时间过长,出现沉淀或分层现象;容积过小则无法起到缓冲和衔接的作用。
以输送混凝土为例,如果活塞泵的最大输出流量为10立方米/小时,挤压泵的进料速度为8 - 12立方米/小时,集合仓的容积可设计为活塞泵1 - 2分钟的输出量,即0.17 - 0.33立方米。
(二)内部结构优化
1. 导流板设置
在集合仓内部设置导流板,引导物料从活塞泵出料口顺畅地流向挤压泵进料口。导流板的角度应根据物料的流动特性进行设计,一般为与仓壁呈10 - 30度夹角。
对于粘性较大的物料,如膏状物料的输送,导流板可以采用表面光滑的金属材质,并设置加热装置,防止物料粘附在导流板上。
2. 搅拌装置
考虑在集合仓内安装小型搅拌装置。对于容易沉淀或离析的物料,如含有固体颗粒的浆液,搅拌装置可以保持物料的均匀性。
搅拌装置的转速应根据物料特性进行调整,例如对于含有细砂的水泥砂浆,搅拌转速可设置为10 - 20转/分钟。
二、物料转运方式优化
(一)转运管道设计
1. 管径匹配与渐变
连接活塞泵和集合仓以及集合仓和挤压泵的转运管道,管径要与两端设备的进出口管径相匹配。在管径不同的连接处,采用渐变管径的设计,避免突然的管径变化导致的压力损失和物料流动不畅。
如活塞泵出料口管径为100mm,挤压泵进料口管径为80mm,在两者之间的管道连接时,可设计一段从100mm渐变为80mm的过渡管道,渐变段长度可根据实际情况设置为0.5 - 1米。
2. 管道材质与光滑度
选择合适的管道材质,对于磨损性较大的物料,如矿石浆液的输送,可采用耐磨合金管道。同时,保证管道内壁的光滑度,减少物料与管道内壁的摩擦力。
可以对管道内壁进行抛光处理或采用内衬陶瓷等光滑材料,降低物料在管道内的流动阻力。
(二)转运速度控制
1. 流量匹配调节
通过传感器监测活塞泵的出料流量和挤压泵的进料流量,然后采用变频调速装置对两者的流量进行精确匹配。
例如,当活塞泵的流量出现波动时,控制系统可以根据传感器反馈的信息,调整挤压泵的转速,使其进料流量与活塞泵出料流量相适应,确保物料在转运过程中不会出现堆积或抽空现象。
2. 缓速与加速区域设置
在靠近活塞泵出料口和挤压泵进料口附近分别设置缓速区和加速区。在缓速区,物料的流速逐渐降低,避免高速物料对集合仓或挤压泵的冲击;在加速区,通过特殊的管道结构或辅助装置(如小型的气流助推装置),使物料加速进入挤压泵,提高进料效率。
(三)密封与防泄漏措施
1. 密封结构设计
在活塞泵、转运管道和挤压泵的连接处采用高质量的密封结构,如采用机械密封或多层密封垫片。
对于高压输送系统,密封结构应能承受较高的压力,防止物料泄漏。例如,在化工原料的高压输送中,密封结构的耐压等级应达到输送系统最高压力的1.2 - 1.5倍。
2. 泄漏检测与预警
安装泄漏检测传感器,实时监测转运环节中的物料泄漏情况。一旦检测到泄漏,立即发出预警信号,并采取相应的措施,如停止设备运行或切换到备用管道。
泄漏检测传感器可以采用红外线检测或电容式检测原理,能够及时准确地发现微小的泄漏点。
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