本質安全型驅動原理
氣動驅動無電火花:區(qū)別于電動泵,氣動隔膜泵通過壓縮空氣(0.4-0.7MPa)驅動,無電機、電纜等電氣部件,從根源上杜絕電火花引燃瓦斯、粉塵的風險,符合《煤礦安全規(guī)程》第 457 條對井下防爆設備的要求。
防爆認證標準:主流型號通過 Ex d IMB(礦用隔爆型)或 Ex ia IIC T4(本安型)認證,可在瓦斯?jié)舛取?.5%、粉塵爆炸環(huán)境(21 區(qū) / 22 區(qū))中安全運行。
防爆結構細節(jié)
泵體與氣缸采用全金屬隔爆設計,接縫處間隙≤0.15mm,阻止爆炸火焰蔓延;
氣動馬達內置過載保護閥,氣壓異常時自動切斷氣源,避免部件摩擦生熱。
核心部件的耐磨材料體系
部件
常規(guī)材料
礦用耐磨升級材料
耐磨性能提升倍數(shù)
隔膜 丁腈橡膠 碳化鎢涂層氟橡膠 / 聚四氟乙烯 3-5 倍
進出口閥 鑄鐵 陶瓷 / 碳化硅復合材料 5-8 倍
泵體 鑄鋼 高鉻合金(Cr 含量≥25%) 2-3 倍
抗磨損結構設計
采用 “無軸封” 設計,避免傳統(tǒng)泵軸封磨損導致的介質泄漏;
流道優(yōu)化為大弧度圓角,減少礦漿中固體顆粒(如石英砂、鐵礦粉)的沖刷磨損,實測在含 30% 粒徑≤2mm 顆粒的礦漿中,壽命比普通泵延長 2 年以上。
免維護的技術邏輯
無復雜傳動部件:相比離心泵(需維護軸承、葉輪)和螺桿泵(需潤滑螺桿),氣動隔膜泵僅含隔膜、閥球等少數(shù)易損件,結構簡化 70%;
自清潔功能:停機時壓縮空氣可反向吹掃泵腔,防止礦漿干結堵塞,減少拆機清理需求。
運維成本對比(以年運行 8000 小時為例)
泵類型
年維護工時
易損件更換成本
停機損失
氣動隔膜泵 ≤20 小時 ≤5000 元 無(可在線檢修)
電動離心泵 120-150 小時 1.2-1.8 萬元 3-5 次 / 年(每次損失 2 萬元)
螺桿泵 80-100 小時 8000-1.2 萬元 2-3 次 / 年(每次損失 1.5 萬元)
煤礦井下瓦斯抽采
防爆設計滿足瓦斯突出區(qū)域作業(yè)要求,耐磨隔膜可抵抗抽采液中的煤粉顆粒,免維護特性避免因維護停機導致的瓦斯超限風險。
金屬礦尾礦輸送
耐酸堿隔膜(pH 2-12)適配尾礦液腐蝕性,高耐磨閥球在輸送含重金屬離子礦漿時,更換周期從普通泵的 3 個月延長至 18 個月。
井下應急排水
免維護設計確保設備長期閑置后仍可立即啟動,氣動驅動無需外接電源,在停電事故中可作為備用排水設備,符合《礦山安全規(guī)程》第 312 條應急設備要求。
案例 1:陜西某煤礦掘進面排水
案例 2:內蒙古某銅礦精礦輸送
選型三要素
防爆等級:瓦斯礦井必須選擇 Ex d IMB 級,非瓦斯礦可選 Ex IIB 級;
隔膜材質:酸性介質選氟橡膠,含顆粒介質選碳化鎢涂層隔膜,食品級礦漿選聚四氟乙烯;
流量揚程:按實際需求預留 20% 余量(如需求 50m3/h?50 米,選 60m3/h?60 米型號)。
省心使用技巧
配置空氣干燥器,避免壓縮空氣中的水分導致氣缸銹蝕;
每 5000 小時目視檢查隔膜(無需拆機),發(fā)現(xiàn)褶皺或裂紋立即更換;
長期停用時,用清水沖洗泵腔并通入干燥空氣保存。
原使用電動離心泵,每月需停機維護 4 次,年均維護成本 8 萬元,且因電火花風險被限制使用。更換防爆氣動隔膜泵后,2 年內僅更換 2 次隔膜,維護成本降至 1.2 萬元,同時通過礦方安全驗收。
精礦漿含銅離子(濃度 15%)且 pH=1.8,傳統(tǒng)泵每 2 個月需更換葉輪和軸封。采用碳化鎢涂層隔膜泵后,連續(xù)運行 16 個月未停機,泵體磨損量<0.1mm,節(jié)省運維費用 15 萬元 / 年。