[发明专利]输送含固体颗粒的粘稠液体的装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及高压泵技术领域，具体涉及一种输送粘稠悬浮液的高压齿轮泵装置。

技术背景

在科研单位的实验室、企业研发部门、煤炭、精细化工、环保等各个领域均涉及到高压反应及其相应装置。在进行常规的液相原料反应时现有的高压泵基本可以满足要求，但是处理高粘度物料(如煤焦油、重质油)、高熔点物料(如费托蜡)等含固态颗粒的粘稠液时常规的增压泵料装置是很难实现的。现有高压泵主要有齿轮泵、柱塞泵、隔膜泵、离心泵等。柱塞泵因精准，连续性好、具有较高的输送压力而被广泛使用，但是在输送高粘度物料时，由于粘度值较大、有些原料是常温固态原料在加热后常伴有固态颗粒，在这种情况下会损坏柱塞杆及其密封圈、在泵入高压系统过程时高粘物料粘连单向阀内宝石球致使单向阀失效。隔膜泵的工作原理与柱塞泵类似，均属于往复泵，面临同样的技术难题。离心泵输送高粘度液体对性能的影响是很大的，通常离心泵输送高粘度液体需选用低转速的离心泵，常需要多级才能达到设定压力。

齿轮泵是运用极其广泛的高压泵，它具有结构紧凑、体积小、使用可靠、维修方便等特点。它的工作原理决定了它更适合于输送粘稠液体，对于粘度或密度在工艺中有变化的流体，齿轮泵不会受到太多影响，并且具有输送流量小、输送压力高的特点。但是也存在低流量脉动和机械密封工艺难度的问题。

因此，设计一种用于输送含固体颗粒的粘稠液体的高压泵装置是非常必要的。

发明内容

本发明提供的装置特别涉及针对高粘度、高熔点物料在预混催化剂或含有少量固体颗粒的情况下的高压输送。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种输送含固体颗粒的粘稠液体的装置，包括储罐a、储罐b、二位三通阀(a、b、c、d)、高压泵、连接管路以及电子天平。储罐a和储罐b均为密闭中空结构；高压泵为外啮合齿轮泵，齿轮泵由泵体和泵盖两部分构成，均为不锈钢材料加工而成，泵体上插接从动齿轮，并设有主动齿轮。主动齿轮和从动齿轮的齿数相同，并采用双圆弧正弦曲线齿形。改良后的高压齿轮泵解决了低流量时的稳定进料问题，高粘度物料以及少量的固体颗粒没有影响泵的有效运行，并且高压泵结构简单能达到更高的预设压力。耐压储罐的交替使用实现了连续输送物料，同时可增压的耐压储罐又提高高压泵的吸入性。

装置连接方法为：储罐a和储罐b上部的进气口分别经阀门通过管路与气源相连，储罐a和储罐b底部的出料口分别经管路与二位三通阀b的第一个接口和第二个接口连接，二位三通阀b的第三个接口与二位三通阀c的第一个接口连接，二位三通阀c的第二个接口作为排气口、第三个接口与高压泵入口连接,高压泵出口与二位三通阀d的第一个接口连接，二位三通阀d的第二个接口作为排空口、第三个接口作为输送含固体颗粒的粘稠液体的装置的出料口。

所述气源为用于向储罐a和储罐b中充入惰性气体的装置，为与惰性气体源相连的气体压缩机或装有惰性气体的惰性气体储罐，所述惰性气体为氮气或氦气。

连接管路的材质为聚四氟乙烯、硅橡胶、树脂、PV尼龙、不锈钢中的一种或二种以上。

所述储罐、二位三通阀、高压泵、连接管路上均不配有或设有加热装置。

所述加热装置为电加热丝、电加热带、电加热套或电加热块；加热装置设置于被加热元件的外壁面上。

高压泵为外啮合齿轮泵，齿轮泵由泵体和泵盖两部分构成，均为不锈钢材料加工而成，泵体上插接从动齿轮，并设有主动齿轮。泵体配有加热套，优选加热温度为17℃-120℃。主动齿轮和从动齿轮的齿数相同，优选齿数范围为29-71，直径范围为10-35mm，并采用双圆弧正弦曲线齿形。

高压泵可以与变频电机连接，储罐a和储罐b处设有电子天平对储罐称量以计量含固体颗粒的粘稠液体，通过变频电机校正高压泵的泵流量以控制储罐内的液体量。

本发明提供的装置可以应用于含固体颗粒的粘稠液体输送。