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液压渣浆泵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液压渣浆泵。
为了使泵在高效率流量的不同工况范围内具有较小的磨损量,液压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,以及较常见的HE型液压渣浆泵。
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;
/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液压渣浆泵。
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。
液压渣浆泵无径向密封,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,厂家供应液压渣浆泵,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,液压渣浆泵哪家好,必须采用特殊的机械密封结构液压渣浆泵。
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,液压渣浆泵,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
液压渣浆泵的流量-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液压渣浆泵。
液压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。
液压渣浆泵从工作原理上讲属于离心泵,从概念上讲指通过借助离心力(泵的叶轮的旋转)的作用使固、液混合介质能量增加的一种机械,将电能转换成介质的动能和势能的设备。
液压渣浆泵是从另外一个角度来划分泵的,即从输送介质来划分的。顾名思义,渣浆泵输送的是含有渣滓的固体颗粒与水的混合物。但从原理上讲渣浆泵属于离心泵的一种。
离心泵的主要工作部件是叶轮和机壳,机壳内的叶轮装置位于轴上,并与原动机连接形成一个整体。当原动机机带动叶轮旋转时,叶轮中的叶片迫使流体旋转,即叶片对流体沿它的运动方向做功,从而迫使流体的压力势能和动能增加。
与此同时,流体在惯性力的作用下,从中心向叶轮边缘流去,并以很高的的速度流出叶轮,进入压出室,再经扩散管排出,专业生产液压渣浆泵,这个过程称为压水过程。同时,由于叶轮中心的流体流向边缘,在叶轮中心形成低压区,当它具有足够的真空时,在吸入端压强的作用下(一般是大气压强),流体经吸入室进入叶轮,这个过程称为吸水过程液压渣浆泵。
由于叶轮连续的旋转,流体也就连续的排出、吸入,形成连续的工作。离心式的泵(包括渣浆泵)的工作过程,实际上是一个能量传递和转化的过程。它将电动机高速旋转的机械能,通过泵的叶片传递并转化为被抽升流体的压能和动能。