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渣漿泵理論與設計篇 概論
離心式渣漿泵在現代工業中應用極為廣泛。
離心式渣漿泵主要是指輸送的 介質中含有固體顆粒的固液兩相混合物的泵。
由于泵所輸送的介質中往往含有大量的酸性 或堿性介質和硬質顆粒。
泵在工作過程當中。其具有酸堿性的介質對泵的過流件有強烈的 腐蝕作用，而硬質顆粒對泵過流件又有沖刷破壞作用。
而所有過流件中磨損嚴重的則為葉輪。
從漿體性質、 粒子粒徑、硬度、形狀與密度、固體顆粒
在流道內的運動軌跡、運行工況以及葉輪材質等方面
對渣漿泵的磨損影響以及影響規律進行了系統的研究分析。
研究指出：當渣漿泵輸送顆粒粒徑較小或密度較小的兩相流體時，且氣蝕發生時，葉片出口處磨損較嚴重。
當渣漿泵 輸送顆粒粒徑較大或密度較大的兩相流體時，葉片進口磨損較嚴重。
而后通過分析氣蝕各階段對葉片及泵體的影響，結合近似場勢的方程。
對離心式渣漿泵葉片設計進行相關參數 的優化設計，并用三維軟件繪制優化后的立體效果圖。
最后以優化后的葉片為主體，進行有限元分析，驗證優化后各點受力情況。
并得出優化后，葉片泵磨損較傳統的葉片要小，應力分布也較均勻，可有效提高泵的壽命。
對渣漿泵進行有限元分析時，建立了葉輪的有限元模型，確定了葉輪的應力、 應變大小和分布狀況。
并分別在葉輪空轉與工作時對其進行有限元強度分析。
結果指出： 離心式渣漿泵在工作時應力出現在葉輪輪轂與輪體的結合部位和葉片與輪盤結合部位 (即葉片根部)。
為葉輪的設計提供了理論依據。
渣漿泵理論與設計渣漿泵結構
·渣漿泵主要由泵軸、葉輪、吸入室(進水段)、蝸殼(出水段)等過流部件以及密封環、填料箱和平衡盤等主要的輔助部件構成。
渣漿泵
1、泵軸泵軸是傳遞扭矩(機械能)的主要部件。制造中、低壓水泵的軸的材料一般為碳鋼，大型高壓泵則采用鉻釩鋼或鉻鋁釩鋼。泵軸經鍛造后精加工制成的。泵軸的形式可以分為光軸和階梯軸兩種。
2、葉輪
葉輪的作用是將電動機的機械能傳遞給液體，使液側的壓能和動能均有所提高。
葉輪材料有鎢系耐磨鑄鐵(VII 1 } VV Z }、硬鎳耐磨鑄鐵(NAB、鉻15鑰3耐磨合金鑄鐵(Cr15Mo3)和高鉻耐磨合金鑄鐵(CrZ4, CrZ7)以及其他耐磨合金鑄鐵等。
葉輪一般由前護板、葉片、后護板和輪毅所構成。a_輪可分為三種:開式葉輪、半開式葉輪、閉式葉輪。
1)開式葉輪:內部漏泄損失大，效率低，只適用于吸取粘性較大的液體，一般情況下不采用。
2)半開式葉輪:內部漏泄也不小，適用于吸取易于沉淀和含有灰砂的液體。
3)閉式葉輪:兩邊都有護板，漏泄少，效率高，一般渣漿泵都采用這種葉輪。
3、吸入室
吸入室的作用是使液體以最小的損失均勻地進入葉輪。吸入室主要有三種結構型式:錐形管吸入室、圓環形吸入室、半螺旋形吸入室。。
4、蝸殼
蝸殼的作用是以最小、的損失，將從葉輪，均勻地引至泵的這個過程中，還將為壓能。來在化起，轉集輪能收葉動體級分液次部的或一出口的流水體中出液，蝸殼主要有以下幾種結構形式。
螺旋形、蝸殼、環形蝸殼、徑向導葉、流道式導葉、扭曲葉片式導葉。
5、軸封
為了保證渣漿泵正常運轉和高效率工作，轉子與泵殼之間必須設密封裝置。密封的目的是在吸水端防止空氣漏入造成真空破壞中斷吸水;在高壓端是防止高壓水漏出。常用的軸封有副葉輪密封(副葉輪+填料組合密封)、填料密封以及機械密封三種形式。
副葉輪+填料組合密封由填料箱、副葉輪、水封環、填料、填料壓蓋、軸套組成，這種軸封方式具有不需軸封水、不稀釋礦漿、密封效果好等優點。
填料密封分為倒灌式和吸入式兩種結構形式。填料密封由水封環、盤根、盤根壓蓋、擋圈、水封管組成。這種密封結構簡單、維修方便，但需用軸封水，且水封管要對準水封環的中間位置，以保證水封效果。機械密封由填料箱、間隔套、機械密封、壓蓋、軸套組成。
渣漿泵理論與設計渣漿泵的分類
渣漿泵理論與設計節 固液混合物(漿體)分類
一般渣漿泵的工作原理大致相同都是將原動機的能量轉變為所輸送介質的動能和壓能。
但是渣漿泵的種類多種多樣，而且在不同的行業也應用著不同種類的渣漿泵。
根據其不同行業的應用有不同的名稱，其結構形式也多樣。
一般可根據泵的作用原理、結構形式、 所輸送介質和過流件材質以及葉輪數目等方面來進行分類 。
1、依據渣漿泵的結構形式進行分類 離心式渣漿泵的工作環境比較惡劣，其結構形式也極為復雜，
（1）一般按照渣漿泵的結構 形式來進行分類時可將其分為立式渣漿泵、臥式渣漿泵和潛水式渣漿泵三大類型。
立式渣漿泵通常也可以稱之為液下渣漿泵。
這種泵的電動機一般要放置在比較高的位置，而渣漿泵則要放置在低處并且要浸入到漿體中。
兩者之間用一根長形圓管相連接，要是電動機與渣漿泵的距離過長，則還要用幾段長管相聯。
臥式渣漿泵就是我們通常所見到的渣漿泵也稱之為普通渣在漿泵。
目前市場上大多數的泵都采用這種結構形式。這種渣漿泵的泵軸與水平面平行。
而臥式渣漿泵又可以分為重型渣漿泵和輕型渣漿泵（漿體的重量濃度 Cw>20%，固體相對密度 Ss>20，固體顆粒，d>0.05mm ）則稱之為強磨蝕漿體， 其它的則為弱磨蝕漿體。
目前也已經成為我國以及世界工業領域不可替代的漿料輸送設備。
重型與輕型離心式渣漿泵的結構形式與使用功能也不盡相同。
渣漿泵理論與設計第二節 固液混合物泵
重型離心式渣漿泵一般都是由兩個泵體組成的即所謂的 雙泵體結構。所輸送的漿料常具有強腐蝕性。
輕型離心式渣漿泵一般只有一個泵體組成 也就是所謂的單泵體結構，其輸送的漿體一般也是弱腐蝕性。
（漿體的重量濃度 Cw>20%，固體相對密度 Ss>20，固體顆粒，d>0.05mm ）則稱之為強磨蝕漿體即重型渣漿泵， 其它的則為弱磨蝕漿體即輕型查漿泵。
潛水渣漿泵的結構形式緊湊，體積也比較小，
在使用時一般都將整個機體全部浸入漿體中，這種泵不允許液體流入到電機內部，因此對該種渣漿泵的密封有著的要求。
（2）按輸送介質的性質分類
根據渣漿泵所輸送介質性質的不同，可把渣漿泵分為泥漿泵、砂礫泵、砂泵等。
根據其輸送介質磨蝕性的不同，可把漿體分為強磨蝕漿體和弱磨蝕漿體。
（漿體的重量濃度 Cw>20%，固體相對密度 Ss>20，固體顆粒，d>0.05mm ）則稱之為強磨蝕漿體， 其它的則為弱磨蝕漿體。
而強磨蝕漿體的泵稱為重型渣漿泵，弱磨蝕漿體的泵稱為輕型查漿泵
（3）按葉輪數目來分類
根據葉輪數目的多少同可以劃分為單級泵與多級泵，
單級泵只有一個葉輪，所以此類泵結構簡單，揚程低；
多級泵有二個及二個以上的葉輪。它的功率與揚程就是各個單級泵的總和。
多級泵的揚程很多，能達到上百米。
缺點：結構復雜， 體積重量大。不易于檢修與安裝。
如今隨著我國重工業的發展，多級泵的用途越來越廣。
2、除了上述分類之外，我們還可以按過流件的材質、葉輪的進水方式、壓水室型式、泵軸的位置的不同來劃分。
（1）根據渣漿泵過流件材質的不同來劃分。
通常可以把離心式渣漿泵分為金屬與非金屬兩種不同類型的渣漿泵。
由于鎳硬鑄鐵和高鉻合金等金屬材料都具有很好的耐磨性能。金屬渣漿泵的過流件其材料通常也是采用這種類型的金屬材料；
非金屬渣漿泵的過流件是由非金屬材料制造，一般常用的非金屬材料有玻璃、陶瓷、塑 3 料、石墨和橡膠等；
渣漿泵在實際中的運用
由于渣漿泵自身的優點，渣漿泵在當前國民經濟中的應用越來越廣泛，其作用也越來越大。
把渣漿泵作為一種通用輸送設備，具有安全、高效、成本低等多種優點。
特別是近 年來隨著科學技術的發展，人們對渣漿泵更加合理的設計，大大延長了其使用壽命，提高 了企業的生產效率從而也相應的減小了企業的生產成本。
渣漿泵理論與設計渣漿泵的用途
離心式渣漿泵的應用范圍非常廣泛，目前主要應用適用于：礦山、冶金、煤炭、建材、電廠、化工、石油、清沙疏浚、煙氣脫硫等行業部分輸送尾礦，精礦砂、灰渣、煤泥、砂礫等介質。
下面主要從渣漿泵在煤炭、電 力、冶金、能源等行業的應用作簡單介紹
（1） 煤炭、冶金行業 煤炭、冶金部門主要采用水力輸送礦漿(煤漿)的泵。此泵往往工作在濃度較大的漿體中。
我們通常把應用在煤炭行業的渣漿泵一般稱之為煤水泵，其主要作用是為在采煤 和選煤中輸送煤水。
由于在采煤與輸煤工況的復雜性也對渣漿泵提出了很高的要求。
目前應用在在煤炭行業的渣漿泵多為多級泵與重型號泵。
（2）水利和電力行業
渣漿泵在農業中的應用也極為廣泛。
例如在農業灌溉中，渣漿泵可用于抽河水進行農業灌溉，如果河水為清水則可以用清水泵進行抽送。
我國西南地區發 生嚴重的旱災，我們就會用到渣漿泵進行水資源的輸送。
在河流清淤中，其作用更加突出。
我國水資源豐富，含沙河流也很多，我們可以用渣漿泵來抽排河底的泥沙，疏通河流。
比如我國黃河、長江兩大水系, 由于近年來水土流失情況比較嚴重，即使在非汛期含沙情況 亦很顯著。這時就需要渣漿泵完成全工程的1/4。
在電力行業中，火電廠灰渣的輸送主要是用渣漿泵來完成，這種泵通常被定義為灰泵。
由于我國工業起步比較晚發展也比較緩慢，所以泵業生產技術還是比較落后。
與國外一些發達國家相比較還有很大差距，基于種種原因也最后導致對渣漿泵的研究也比較滯后 。
但是由于在改革開放以后我國在農田水利建設，礦山建設、水電站建設和石油化學 等工業部門的迅猛發展。
國內市場對離心式渣漿泵的需求越來越大，為了適應需要并縮小與國外的差距。
早在六七年代，國內就涌現科研愛好者對渣漿泵進行了深入的研究。
比如早期有沈陽水泵研究所、中國礦業大學泵業研究院就為我國對渣漿泵的研究注入了寶貴的動力。
目前，國內外對渣漿泵的研究也是從理論和實驗兩個方面進行；先通過理論分析。
然后再通過具體的實驗來分析探討固體顆粒在泵內的實際運動情況以及對泵的性能影響。
由理論作前導，再用實驗進行分析認證。
第三節、渣漿泵發展趨勢和五大常見故障排除
一是：由于發展煤礦泵具有簡化泵結構和節省抽沙平臺建設投資的有點，不僅可以降低成本，還可以 縮短工期。因此，未來將會在市政、工礦、環保和工農業給排水等方面得到越來越廣泛的應用。預估其需 求量將會與日遞增。
二是：國內抽送顆粒雜質的泵、帶有切割裝置的泵、多級泵、抽送腐蝕性介質的煤礦泵等多功能多用 途潛水電泵產品與國外相比還不夠多。然而，多功能多用途潛水電泵需求量又很大，在一些化工，造紙， 礦井等行業需求量大、應用廣，因此具有很大的發展前景。
三是：目前國內煤礦泵的關鍵部分是開發高可靠性機械密封，而采用兩道單端面機械密封，這樣介質 的壓力可以作用到端面，泄漏方向為內流型，這些都是有利的，但結構稍復雜。因此，還應進一步在結構 和材料方面進行研究，提高煤礦泵可靠性和壽命。
四是：各種新材料新技術將會引用到煤礦上，耐腐耐磨材質的研制開發應用在煤礦泵泵中。而計算機 輔助設計、輔助制造和輔助測試等新技術、新工藝的應用也勢在必行。事實證明，新技術、新材料、新工 藝的應用，不但解放勞動生產力，而且還可以保證產品質量穩定可靠。
常見[2] 五大故障排除 1、水泵不吸水或不排水。造成這種故障多數是由于底閥卡死、濾水部分淤塞，吸水高度太高或吸水管 漏氣等。應逐一進行檢查，分別采取修理底閥、清除淤塞物、糾正轉向等進行處理。
2、管道漏水或漏氣。多是由于螺帽沒擰緊。如果滲漏不嚴重，可以在滲漏處涂抹水泥漿、濕泥或軟肥 皂；如果接頭處漏水，可用扳手擰緊螺帽。嚴重漏水、漏氣時，必須重新拆裝。
3、水泵劇烈震動。可能是電動轉子不平衡或聯軸器結合不良。有時軸承磨損、彎曲，轉動部位零件松 弛、破裂，管路支架不牢也會引起震動。應分別調整、加固、檢查或更換。
4、葉輪打壞。損壞不大時，可以進行修補。損壞嚴重時應當更換或鍍上硬質合金。損壞的，應拆 下葉輪，送維修廠修理。
5、泵軸彎曲。多是由于受沖擊負荷，皮帶拉得過緊、安裝不正確等造成的。如果彎的不嚴重，可用手 動螺桿器進行矯正，但用力不可過猛，以防折斷。
參考文獻
參考資料
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