雜質(zhì)泵用于輸送含有固體顆粒的液體,要求泵的過流部件耐腐蝕,為防止固相結(jié)晶堵塞,葉輪的葉片數(shù)較少,通常在2~8片,泵體常采用較寬的流道。為防止固體顆粒進(jìn)入軸封和防止外部空氣流入,軸封處采用清液作為封液,并要求軸封結(jié)構(gòu)可靠。泵的轉(zhuǎn)速一般不高,通常為1000~ 1500r/min。相應(yīng)的,泵的效率也較低。
1、葉輪和泵體設(shè)計(jì)
一般雜質(zhì)泵的葉輪用平行蓋板,漿體進(jìn)入葉輪后,在出口處由中心向兩側(cè)形成外漩渦,使葉輪的前后蓋板和內(nèi)襯嚴(yán)重磨損,這是造成過流部件壽命短的主要原因。沃曼泵設(shè)計(jì)的葉輪在出口處形成凹形(參見圖1、圖2) ,使葉輪兩側(cè)前后蓋板處的速度大于中間速度,漿體在出口處分成兩股流體,向中心旋轉(zhuǎn),迫使顆粒向中心流動(dòng)造成內(nèi)漩渦狀,使兩側(cè)的濃度降低,從而減輕了泵體流道和兩側(cè)壁的磨損。
圖1 一般泵的外渦流
圖2 沃曼泵的內(nèi)渦流
2、液下泵
液下泵的特點(diǎn)是占地小,無軸封,不會(huì)產(chǎn)生泄漏。典型的液下泵見圖3。該泵設(shè)有液下軸承,軸可以設(shè)計(jì)得較長。液下軸承通常采用泵送液體自身潤滑。當(dāng)介質(zhì)含固體顆粒時(shí),會(huì)產(chǎn)生磨蝕,使軸承的間隙加大引起振動(dòng),所以僅適用于輸送清液的場合。當(dāng)輸送含固體顆粒液體時(shí),會(huì)降低使用時(shí)間。合理的結(jié)構(gòu)是在泵底板上,采用兩個(gè)軸承支撐,取消液下軸承。由于葉輪磨損不均勻,轉(zhuǎn)子不平衡度增加,通常在設(shè)計(jì)軸時(shí),其強(qiáng)度和剛度都要取得較富裕些,將軸徑設(shè)計(jì)得粗一些。懸臂式液下泵常采用剛性軸,為避開軸的臨界轉(zhuǎn)速,懸臂泵軸一般不宜過長,否則需加粗。此外液下泵的轉(zhuǎn)速也選用低速型較好。
圖3 液下泵
3、密封
離心雜質(zhì)泵主要有填料密封、副葉輪密封和機(jī)械密封等軸封型式。副葉輪密封的最大優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行可靠,但在設(shè)計(jì)中要求副葉輪的進(jìn)口壓力控制在一定范圍內(nèi),沃曼泵規(guī)定應(yīng)小于 10%的泵出口壓力。這種軸封型式不加軸封水,但使用副葉輪將增加功率消耗,一般為額定功率的5%左右。副葉輪必須與停車密封配合使用,常用的停車密封也為填料密封。
填料密封價(jià)格便宜,可靠性高,但在輸送含固體顆粒液體時(shí),必須加軸封水沖洗。一般軸封水壓等于泵出口壓力加35kPa。
機(jī)械密封雖是一種廣泛應(yīng)用的密封形式,但在防止固體顆粒進(jìn)入摩擦副及摩擦副材質(zhì)的選擇等方面,有些問題一時(shí)難以解決。在大多數(shù)應(yīng)用場合,效果也不理想。
4、材料
雜質(zhì)泵過流部件可選用的材料較多,應(yīng)根據(jù)輸送漿體的物理性質(zhì)(顆粒組成、粒徑、形狀、硬度、濃度等)和化學(xué)性質(zhì)(酸、堿、油)而定。研究表明:金屬的磨損與固體顆粒 (磨粒)的速度成正比;金屬的磨損率隨磨粒尺寸的增加而增加,即磨粒愈細(xì),則磨蝕性愈小。金屬的磨損率還隨著磨粒硬度和濃度的增加而增大。
5、傳動(dòng)方式
雜質(zhì)泵的傳動(dòng)方式有直聯(lián)(彈性聯(lián)軸器、液力偶合器)和間接傳動(dòng)(V帶、減速機(jī)),此外還可通過變頻裝置及可控硅裝置調(diào)速。其中彈性聯(lián)軸器和V帶傳動(dòng)拆裝方便,價(jià)格便宜,應(yīng)優(yōu)先考慮采用。