Strona główna / Aktualności / Metso / Hydrauliczny transport ciał stałych – zasada działania

Hydrauliczny transport ciał stałych – zasada działania

We wszystkich “mokrych” procesach przemysłowych transport hydrauliczny ciał stałych jest technologią służącą do transportu mediów w takich procesach, jak: mieszanie – ciało stałe / ciecz; separacja – ciało stałe / ciało stałe; separacja – ciało stałe / ciecz itp. Ciała stałe mogą być: twarde, chropowate, ciężkie, ścieralne, krystaliczne, ostre, lepkie, płatkowate, włókniste, pieniste, wszystkie one mogą być transportowane hydraulicznie! W większości zastosowań ciecz jest tylko “nośnikiem”. W 98 % zastosowań przemysłowych cieczą jest woda. Innymi rodzajami cieczy mogą być roztwory chemiczne, takie jak: kwasy, substancje żrące, alkohol, wyroby naftowe, itp.

Zazwyczaj szlamem określana jest mieszanina ciał stałych i cieczy. Szlam może być także określony jako czynnik dwufazowy (ciecz /ciała stałe). Szlam zmieszany z powietrzem (występujący zazwyczaj w procesach chemicznych) określany jest jako płynny czynnik trójfazowy (ciecz / ciało stałe / gaz).

Ograniczenia przepływu

Teoretycznie nie ma ograniczeń, co do substancji, które mogą być transportowane hydraulicznie. Jednym z przykładów może być transport kamieni polodowcowych z dna rzek. W praktyce wielkość przepływu w instalacjach pomp szlamowych ogranicza się do zakresu: 1 – 20.000 m3/h. Dolne ograniczenie wynika z bardzo niskiej sprawności małych agregatów pompowych. Górne ograniczenie wynika z drastycznego wzrostu kosztów eksploatacji dużych pomp szlamowych (w porównaniu z zastosowaniem wielostopniowych układów pompowych).

Ograniczenia w transporcie hydraulicznym ciał stałych

Ze względu na niebezpieczeństwo blokowania pompy, ograniczenia dotyczące transportu ciał stałych wynikają z ich wielkości oraz kształtu. Praktycznie maksymalna wielkość ciał stałych, mogących być masowo transportowanych pompami szlamowymi wynosi ok. 200 mm. Jednak pojedyncze bryły transportowane przez duże pompy pogłębiające mogą osiągać do 350 mm (zależnie od konstrukcji układu hydraulicznego).

Pompy szlamowe jako pojęcie handlowe

Spośród wszystkich pomp odśrodkowych instalowanych na wydziałach przeróbczych zakładów przemysłowych, stosunek pomp szlamowych do pozostałych pomp do transportu cieczy wynosi 5 : 95. Biorąc pod uwagę koszty eksploatacji, stosunek jest w przybliżeniu odwrotny 80 : 20. Fakt ten czyni pompy szlamowe urządzeniami specjalnymi i jest przyczynkiem do sformułowania poniższej koncepcji rynkowej: Zainstaluj pompę do transportu cieczy czystej i zapomnij o niej!

Zainstaluj pompę do transportu szlamu i będzie ona wymagać serwisu i wymiany części do końca swej żywotności! Powyższe ma znaczenie zarówno dla użytkowników, jak i dostawców.

Pompy szlamowe

Pompami szlamowymi określa się trwałe i mocne konstrukcyjnie wersje pomp odśrodkowych, zdolnych do pracy w trudnych i korozyjnych warunkach. Pompa szlamowa powinna być także traktowana jako ogólne, odrębne pojęcie, które odróżnia ją od innych pomp odśrodkowych, przeznaczonych głównie do cieczy czystych.

Pompa szlamowa – nazwa odnośnie rodzaju pracy

Określenie pompa szlamowa dotyczy różnych typów pracujących w ciężkich warunkach pomp odśrodkowych wykorzystywanych w transporcie hydraulicznym ciał stałych. Bardziej precyzyjne określenia odnoszą się do rodzaju ciał stałych, transportowanych podczas poszczególnych zadań. Pompy szlamowe zapewniają pompowanie mułu/gliny, iłu i piasku o wielkości ciał stałych do 2 mm.

Wielkości określa się następująco:

Pompy do piasku i żwiru zapewniają pompowanie gruboziarnistego żwiru i piasku o wielkości 2 – 8 mm. Pompy żwirowe zapewniają pompowanie ciał stałych o wielkości do 50 mm. Pompy pogłębiarkowe zapewniają pompowanie ciał stałych o wielkości powyżej 50 mm.

Pompa szlamowa – nazwa odnośnie zastosowania

Do przetłaczania piany szlamowej, głównie w procesie flotacji, służą pompy pianowe. Do hydraulicznego transportu ciał stałych w postaci pulpy lub szlamu służą poziome pompy szlamowe. Nazwa pompy do rząpi określa typowe pompy do studzienek podpodłogowych, z zanurzonymi układami hydraulicznymi, ale mające “suche” układy łożyskowania i napędu. Pompy zanurzalne to kompletne układy pompowe, zanurzone całkowicie wraz z napędem.

Pompa szlamowa – zabudowa “sucha” czy “mokra”?

Instalacje suche

Większość poziomych pomp szlamowych, instalowanych jest jako “suche”. Układy napędu i łożyskowania nie mają kontaktu ze szlamem, a układ hydrauliczny jest zamknięty. Pompy instalowane są jako wolnostojące. W pionowych pompach zbiornikowych, pompa zintegrowana jest ze zbiornikiem.

Wspornik wału z układem łożyskowania i napędu zamontowany jest w górnej części zbiornika, a wirnik znajduje się w obudowie pompy w dolnej jego części. Szlam ze zbiornika grawitacyjnie doprowadzany jest wokół wału do układu hydraulicznego pompy i transportowany poziomo na zewnątrz. Konstrukcja taka eliminuje konieczność stosowania uszczelnień wału i zabezpiecza łożyska przed kontaktem z transportowanym medium.

Instalacje półsuche

Dla potrzeb pogłębiania lub czyszczenia dna zbiorników może być stosowany specjalny układ, w którym pompy poziome z zanurzonym układem

hydraulicznych (oraz łożyskiem) napędzane są poprzez silnik zainstalowany “na sucho”. Wymagany jest specjalny układ uszczelniający dla łożysk. W pompach do rząpi, zanurzony układ hydrauliczny mocowany jest na końcu wspornika wału (łożyska nie są zanurzone), podczas kiedy układ napędu pozostaje “suchy”.

Instalacje mokre

W pewnych warunkach, w celu umożliwienia sprawnej pracy pompy szlamowej zachodzi potrzeba całkowitego jej zanurzenia, na przykład podczas podnoszenia szlamu ze zbiorników, w których występują duże, swobodne wahania poziomu szlamu. W pompach tych, zarówno obudowa jak i układ napędu pozostają zanurzone, co wymaga specjalnej konstrukcji pompy oraz układu uszczelnień.