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
（石家莊永源泵業有限公司,石家莊 051430）

摘要：伴隨著人類社會的高度發達，世界經濟得到了快速發展，工業化也逐步趨于成熟，各類工業發展越來越好，工業規模越來越大，工業在社會經濟構成中占有著極大的比例，是現代國家發展的主力軍。渣漿泵作為固液混合物料管道運輸的主要設備，堪稱為固液混合物料管道運輸系統的心臟，因其功能和性質在眾多工業領域中應用廣泛。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據，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

在現代工業中，工業種類五花八門、各色各樣，而渣漿泵在工業中的應用領域也較為廣泛，主要應用領域大都是水利、冶金、煤炭等工業企業當中，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活動中有固液混合物料產生的工業部門當中，并且渣漿泵在現實應用中具有舉足輕重的地位。基于科技的發展進步，渣漿泵的設計和制造都在不斷的改革和創新，從傳統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，進行渣漿泵的創新，該設計具有可靠性高、壽命長，抗磨等優良特性。

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、環保等行業輸送含有磨蝕性固體顆粒的漿體的工業泵。并且是該類行業的生產活動中不可缺少的主要設備。水電、冶金等行業生產中不可避免的會產生固液混合物料，用普通的工業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，減少相關行業生產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，并且大多數工業泵也都是這種原理，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域，介質在大氣壓或者是水壓的作用下進入到運輸的料管內，并且通過對此的循環反復和動力的不間斷供應實現持續供料。

而本文中提及的雙向流理論則是對渣漿泵所運輸的物質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

葉輪是渣漿泵進行工作的一個主要部件，離心力的產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。經過綜合考慮并利用數學原理進行計算后得出了以下較為科學的參考數據：

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

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㎡等可供參考的數據。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。泵頭的設計和傳統渣漿泵的區別不大，均是由泵蓋、泵體、葉輪和護板四部分組成，區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，并且具有很穩定的運行性能。

參考文獻：

[1]陶藝,袁壽其,張金鳳,張帆,陶建平.渣漿泵葉輪磨損的數值模擬及試驗[J].農業工程學報,2014(21).

[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).