杂质泵的结构特点

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摘要:离心杂质泵主要有填料密封、副叶轮密封和机械密封等轴封形式。副叶轮密封的大优点是运行可靠,但在设计中要求副叶轮的进口压力控制在一定范围内,沃曼泵规定应小于10%的泵出口压力。这种轴封形式不加轴封水,但使用副叶轮将增加功率消耗,一般为额定功率的5%左右。副叶轮必须与停车密封配合使用,常用的停车密封也为也为填料密封。

杂质泵是用于输送含有固体颗粒的液体,要求泵的过流部件耐腐蚀,为防止固相结晶堵塞,叶轮的叶片数较少,通常在2~8片之间。泵体常采用较宽的流道。为防止固体颗粒进入轴封和防止外部空气流入,轴封处采用清夜作为封液,并要求轴封结构可靠。泵的转速一般不高,通常为1000~1500r/min。相应地,泵的效率也较低。

一、叶轮和泵体设计

一般杂质泵的叶轮用平行盖板,浆体进入叶轮后,在出口处由中心向两侧形成外旋涡,使叶轮的前后盖板和内衬严重磨损,这是造成过流部件寿命短的主要原因。沃曼泵设计的叶轮在出口处凹形,使叶轮两侧前后盖板处的速度大于中间速度,浆体在出口处分成两股流体,向中心旋转,迫使颗粒向中心流动造成内旋涡状,使两侧的浓度降低,从而减轻了泵体流道和两侧壁的磨损。

二、密封

离心杂质泵主要有填料密封、副叶轮密封和机械密封等轴封形式。副叶轮密封的大优点是运行可靠,但在设计中要求副叶轮的进口压力控制在一定范围内,沃曼泵规定应小于10%的泵出口压力。这种轴封形式不加轴封水,但使用副叶轮将增加功率消耗,一般为额定功率的5%左右。副叶轮必须与停车密封配合使用,常用的停车密封也为也为填料密封。
填料密封价格便宜,可靠性高,但在输送含固体颗粒液体时,必须加轴封水冲洗。一般轴封水压等于泵出口压力加35Kpa。
机械密封虽是一种广泛应用的密封形式,但在防止固体颗粒进入摩擦副及摩擦副材质的选择等方面,有些问题一时难以解决。在大多数应用场合,效果也不理想。
从国外引进的磷酸装置用的轴封,采用副叶轮密封加离心块停车密封,运转时由于叶轮背叶片、副叶轮均在旋转,液体在离心力作用下形成液环,在副叶轮轮毂处产生负压,使液体不会外泄。与此同时,离心块在离心力作用下像伞一样打开,推动执行器使之产生轴向位移。使密封环与静环座脱开,静密封不起作用,但弹簧被压缩。当泵停车时,离心块复位,执行器、密封环与静环座在弹簧力作用下紧密接触,使静密封处闭合封住液体,使液体不外泄。这套轴封装置虽然要消耗功率,使泵效率下降1%~2%,但它允许采用较大的密封间隙,在密封含有固体颗粒的介质时,能做到无泄漏,使用时间长,密封可靠。

三、材料

杂质泵过流部件可选用的材料较多,应根据输送浆体的物理性质(颗粒组成、粒径、形状、硬度、浓度等)和化学性质(酸、碱、油)而定。研究表明:金属的磨损与固体颗粒(磨粒)的速度成正比;金属的磨损率随磨粒尺寸的增加而增加,即磨粒愈细,则磨蚀性愈小。金属的磨损率还随着磨粒硬度和浓度的增加而增大。
对于强腐蚀性浆液,可选用其它不锈钢,如304、316和20号合金等,需与泵厂协商解决。

四、传动方式

杂质泵的传动方式有直联(弹性联轴器、液力偶合器)和间接传动(V带、减速机),此外还可通过变频装置及可控硅装置调速。其中弹性联轴器和V带传动拆装方便,价格便宜,可优先采用。

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