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潜水渣浆泵技术设计时注意的几个问题

潜水渣浆泵技术设计时注意的几个问题

水力设计和结构设计考虑的问题

a.磨损和水力性能的问题:为了减少磨损,应该使转动部件和流体的流速保持足够低, 泵体硬质合金衬里或弹性润滑材料截面厚度应增加,以满足实际运行的需要。叶轮的径向剖面一般接近矩形,且在垂直面上使用前端密封减少轴向旋转面积,泵壳一 般设计为半螺旋型或者环形,使得在最高效率点附近较宽的范围内保持较小的磨损量。当需要输送大颗粒的固体时,内置闭式叶轮的宽度通常较大,叶片数量也减少 到2-3片,在提高泵的磨损的前提下,泵的水力性能会有不同程度的降低。

为了使泵在最高效率流量的不同工况范围内具有最小的磨损量,渣浆泵的蜗壳结构从螺旋型蜗壳到半螺旋型蜗壳,再到环形蜗壳以及OB型的结构。叶轮的类型有径向截面为矩形的RV型,扭曲叶片且径向为圆滑矩形截面的ME型,以及最常见的HE型。

叶轮和蜗壳的不同组合具有不同的水力性能和磨损特性。一般有:

1.HE/T组合,具有良好的水力性能,但磨损性能较差;

2.ME/C组合,具有良好的水力性能和磨损性能;

3.A或者OB型蜗壳与叶轮的不同组合,可以用于磨损较为严重的场合。

b.材料的问题:渣浆泵的叶轮和蜗壳材料,例如橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯树脂等弹性材料,一般用于叶轮出口速度低于23m/s的场合,这样可以提高泵的有效汽蚀余量。

c.机械设计(轴、轴承、密封、泵体等)

轴和轴承必须具有更高的强度和刚度以及可靠性。梯形螺钉连接的叶轮一般能够承受重载荷,在重载荷情况下使用滑动止推轴承,而滚珠轴承一般使用于轻载荷条件。

渣浆泵无径向密封,所以允许轴的偏斜度比普通泵要大,这样会限制填料函和机械密封的寿命。所以一般选用较短的轴,允许的偏斜度也较小,可以提高填料函的寿 命。一般应向密封内腔注入高压水,以稀释物料,延长泵的使用寿命;如果无法对物料稀释时,可以采用推出式密封,一般用于单级渣浆泵里,但效率会有3%的降 低。

机械密封一般采用部分平衡结构,这时候可以用输送流体进行冷却;在有些情况下泵可能会发生空转,此时必须采用双机械密封。在轻负荷工况下,采用一般机械密封;在重负荷条件下,必须采用特殊的机械密封结构。

一般采用弹性材料制成的泵壳强度可能太小,不能承受较大的压力载荷,所以应该加一层泵壳,称为双壁结构,材料一般选用硬质金属、橡胶或聚氨酯树脂。对于大型泵,考虑到体积和成本的限制,可以采用螺栓紧固结构。

d.固体颗粒对离心泵的影响

渣浆泵的流量—扬程曲线变化较为平缓,而输送管道的流动阻力损失会随着流量的增加而缓慢增加,管路特性曲线和性能曲线的夹角很小,使得扬程的一个微小变化会引起流量的大幅度变化。

渣浆泵的磨损一般很严重,零件的寿命有时只有一个月。所以采用正确的材料是泵设计的关键因素。磨损的主要原因是滑动侵蚀和颗粒撞击。

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