淺析離心式渣漿泵的設計理論與應用

王惠娟（石家莊永源泵業(yè)有限公司,石家莊 051430）

淺析離心式渣漿泵的設計理論與應用

王惠娟
（石家莊永源泵業(yè)有限公司,石家莊 051430）

摘要：伴隨著人類社會的高度發(fā)達，世界經(jīng)濟得到了快速發(fā)展，工業(yè)化也逐步趨于成熟，各類工業(yè)發(fā)展越來越好，工業(yè)規(guī)模越來越大，工業(yè)在社會經(jīng)濟構成中占有著極大的比例，是現(xiàn)代國家發(fā)展的主力軍。渣漿泵作為固液混合物料管道運輸?shù)闹饕O備，堪稱為固液混合物料管道運輸系統(tǒng)的心臟，因其功能和性質在眾多工業(yè)領域中應用廣泛。本文主要對渣漿泵的設計理論進行了一個淺顯的剖析，并運用該理論進行設計分析得到了一定的參考數(shù)據(jù)，最后進行一個簡單的設計介紹和總結。

關鍵詞：離心式渣漿泵；設計；應用

在現(xiàn)代工業(yè)中，工業(yè)種類五花八門、各色各樣，而渣漿泵在工業(yè)中的應用領域也較為廣泛，主要應用領域大都是水利、冶金、煤炭等工業(yè)企業(yè)當中，因其主要功能是進行運輸固液混合物料，因此多半都用于在生產(chǎn)活動中有固液混合物料產(chǎn)生的工業(yè)部門當中，并且渣漿泵在現(xiàn)實應用中具有舉足輕重的地位?；诳萍嫉陌l(fā)展進步，渣漿泵的設計和制造都在不斷的改革和創(chuàng)新，從傳統(tǒng)的單相流理論逐漸演變成為雙相流，彌補了單相流理論生產(chǎn)出的渣漿泵中泄露比較嚴重的情況，并且由于雙相流設計理論符合了渣漿泵運作中的兩流體特性，使得渣漿泵的工作效率得到了提高，使用壽命也得到了延長。因此，本文首先對雙相流設計理論進行闡述后應用于設計之中，進行渣漿泵的創(chuàng)新，該設計具有可靠性高、壽命長，抗磨等優(yōu)良特性。

1　渣漿泵的相關概念

渣漿泵是廣泛用于礦山，電力、冶金、煤炭、環(huán)保等行業(yè)輸送含有磨蝕性固體顆粒的漿體的工業(yè)泵。并且是該類行業(yè)的生產(chǎn)活動中不可缺少的主要設備。水電、冶金等行業(yè)生產(chǎn)中不可避免的會產(chǎn)生固液混合物料，用普通的工業(yè)泵無法對這種含有懸浮物顆粒的液體進行運輸，因此，就有了渣漿泵這種耐磨型的工業(yè)泵，能將固液混合物料抽入運輸管道之中，完成固液混合物料的機械運輸工作，減少相關行業(yè)生產(chǎn)中的人力資源的投入，并提高了固液混合物料的運輸效率。

2　渣漿泵的設計理論

渣漿泵的類型按照不同原則可以分為單級和多級、單吸和雙吸、懸臂、臥式和立式等，分法多樣化，基本結構主要是葉輪、泵殼、泵軸、軸承及托架等。機械的運作必不可少的就是動力了，渣漿泵的動力是由電動機組成，各類型的渣漿泵在結構和外形上可能會有一定的出入，但其工作原理都是一致的，并且大多數(shù)工業(yè)泵也都是這種原理，即是通過電動機提供動力，致使葉輪在動力作用下高速旋轉，形成一種離心力，將葉輪的中心部分打造成真空區(qū)域，介質在大氣壓或者是水壓的作用下進入到運輸?shù)牧瞎軆?，并且通過對此的循環(huán)反復和動力的不間斷供應實現(xiàn)持續(xù)供料。

而本文中提及的雙向流理論則是對渣漿泵所運輸?shù)奈镔|中的兩相物料的性質不同，由于固液混合物料中的固體和液體受力情況不同，所以其流動速度也應該有所差別，并且固相物料在渣漿泵中的運動情況和受力情況特性非常復雜，因此，根據(jù)兩相流中的“畸變速度設計法”對于水流的畸變速度場進行求解后進行設計。

2.1渣漿泵葉輪的設計參數(shù)

葉輪是渣漿泵進行工作的一個主要部件，離心力的產(chǎn)生主要是依靠葉輪的高速運轉，最后形成中心部分的真空區(qū)域，通過氣壓或者水壓差對固液混合物料進行運輸。葉輪的設計主要包括進口部分的直徑1和2、出口部分的直徑、葉片進口部分的寬度和出口部分的寬度。

根據(jù)兩相流體的模型，并且結合渣漿泵中的物質的兩相流體的最小水力損失原則進行考慮，而固體在液體中具有一個沉降過程以及繞流阻力，并且固體顆粒在葉輪進口處容易形成堵塞等種種因素，可以得出在葉輪的進口部門水流速度大，出口部分是固相顆粒的流速大。經(jīng)過綜合考慮并利用數(shù)學原理進行計算后得出了以下較為科學的參考數(shù)據(jù)：

葉輪：進口部分的直徑1=7cm；進口部分的直徑2=6.6cm；出口部分的直徑=20cm

葉片：進口部分的直徑=3.7cm;出口部分的直徑=3.2cm

2.2渣漿泵壓出室的設計參數(shù)

壓出室是渣漿泵工作的一個重要部分，壓出室的設計是否科學對于渣漿泵的整體性能有著很大的影響，壓出室決定了渣漿泵的運輸下效率和耐磨性質。為了得到較高的運輸效率和較好的耐磨功能，筆者選擇了渦式斷面為矩形的螺旋形壓出室。并且通過考慮各項因素后得出了基圓直徑=22cm;進口部分的寬度=7.6cm；隔舌與水平面形成的安放角=45°以及VIII斷面的面積=34.62㎡等可供參考的數(shù)據(jù)。并且由于基圓直徑與葉輪的出口部分的直徑有著一定的關系，因此渣漿泵的實際大小進行具體化的取值。

3　渣漿泵整體結構概述

在渣漿泵的具體結構上，本文選擇了臥式單級懸臂的離心式渣漿泵結構類型，主要的部件有泵頭、軸封部分以及動力傳送部件。泵頭的設計和傳統(tǒng)渣漿泵的區(qū)別不大，均是由泵蓋、泵體、葉輪和護板四部分組成，區(qū)別主要在于采用了雙泵殼結構，泵蓋和泵體均屬于外殼部分，材料上選用球墨鑄鐵制造。而內殼部分包括了護板和壓出室，壓出室的材料可以選擇使用碳化硅材料進行制作。當然，由于碳化硅這類材料具有很高的耐磨性，因此也可以用來制作葉輪，對于葉輪的前盤和前護板之間的密封方法，可以采用斜面密封方式。

軸封在離心式渣漿泵中是一項重要的工作，軸封的密封程度關系到渣漿泵工作時的水封壓力是否達到標準，因此采用填料密封的方式進行，并且要確保水封壓力的水柱能達到22米的標準，軸封部件的工作方式要小心，要采用泵壓入式的方式進行。

4　總結

運用兩相流理論設計的渣漿泵具有效率高和耐磨性能好的特點，并且其密封性也很好，能有效的防止固液混合物料的泄露，并且具有很穩(wěn)定的運行性能。

參考文獻：

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[2]蔡丹云.離心式渣漿泵的設計理論研究與應用[J].科技資訊,2013(15).