杂质泵结构及密封形式

　　杂质泵的结构

　　杂质泵是用于输送含有固体颗粒的液体，要求泵的过流部件耐磨蚀、为防止固相结晶堵塞，叶轮的叶片数较少，通常在2-8片之间。泵体常采用较宽的流道。为防止固体颗粒进入轴封和防止外部空气流入，轴封处采用清液作为封液，并要求轴封结构可靠。泵的转速一般不高，通常为1000-1500r/min。相应地，泵的效率也较低。

　　(1)叶轮和泵体设计

　　一般杂质泵的叶轮用平行盖板，浆体进入叶轮后，在出口处由中心向两侧形成外旋涡，使叶轮的前后盖板和内衬严重磨损，这是造成过流部件寿命短的主要原因。沃曼泵设计的叶轮在出口处形成凹形，使叶轮两侧前后盖板处的速度大于中间速度，浆体在出口处分成两股流体，向中心旋转，迫使颗粒向中心流动造成内旋涡状，使两侧的浓度降低，从而减轻了泵体流道和两侧壁的磨损。

　　(2)液下泵

　　液下泵的特点是占地小，无轴封，不会产生泄漏。该泵设有液下轴承，轴可以设计得较长。液下轴承通常采用泵送液体自身润滑。当介质含固体颗粒时，会产生磨蚀，使轴承的间隙加大引起振动，所以仅适用于输送清液的场合。当输送含固体颗粒液体时，会降低使用时间。合理的结构是在泵底板上，采用两个轴承支撑，取消液下轴承。磷酸料浆泵即采用这种悬臂式结构。由于叶轮磨蚀不均匀，转子不平衡度增加，通常在设计轴时，其强度和刚度都要取得较富裕些，将轴径设计得粗一些。悬臂式液下泵常采用刚性轴，为避开轴的临界转速，悬臂泵轴一般不宜过长，否则需加粗。此外液下泵的转速也选用低速型较好。

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　　(3)密封

　　离心杂质泵主要有填料密封、副叶轮密封和机械密封等轴封型式。副叶轮密封的最大优点是运行可靠，但在设计中要求副叶轮的进口压力控制在一定范围内，沃曼泵规定应小于10%的泵出口压力。这种轴封型式不加轴封水，但使用副叶轮将增加功率消耗，一般为额定功率的5%左右。副叶轮必须与停车密封配合使用，常用的停车密封也为填料密封。

　　填料密封价格便宜，可靠性高，但在输送含固体颗粒液体时，必须加轴封水冲洗。一般轴封水压等于泵出口压力加35kPa。

　　机械密封虽是一种广泛应用的密封形式，但在防止固体颗粒进入摩擦副及摩擦副材质的选择等方面，有些问题一时难以解决。在大多数应用场合，效果也不理想。

　　为从国外引进的磷酸装置用泵的轴封，采用副叶轮密封加离心块停车密封，运转时由于叶轮背叶片、副叶轮均在旋转，液体在离心力作用下形成液环，在副叶轮轮毂处产生负压，使液体不会外泄。与此同时，离心块8在离心力作用下像伞一样打开，推动执行器4使之产生轴向位移。使密封环6与静环座5脱开，静密封不起作用，但弹簧3被压缩。当泵停车时，离心块复位，执行器4、密封环6与静环座5在弹簧力作用下紧密接触，使静密封处闭合封住液体，使液体不外漏。这套密封装置虽然要消耗功率，使泵效率下降1%"-2%，但它允许采用较大的密封间隙，在密封含有固体颗粒的介质时，能做到无泄漏，使用时间长，密封可靠。

　　(4)材料

　　杂质泵过流部件可选用的材料较多，应根据输送浆体的物理性质(颗粒组成、粒径、形状、硬度、浓度等)和化学性质(酸、碱、油)而定。研究表明：金属的磨损与固体颗粒(磨粒)的速度成正比;金属的磨损率随磨粒尺寸的增加而增加，即磨粒愈细，则磨蚀性愈小。金属的磨损率还随着磨粒硬度和浓度的增加而增大。

　　N型泵用材为：硬镍l号、2号，适用于粗颗粒，有较好的抗磨蚀性;硬镍4号对大颗粒、高应力抗冲击磨蚀能力较强;Cr26、Cr28有较好的抗磨蚀、抗腐蚀能力;高碳15—2、低碳15-2属Crl5M03的改良品种，其抗磨蚀能力更强。

　　耐磨蚀泵的金属材料有：硬镍l#，硬镍4#，铬27耐磨铸铁及Cr15M03。衬胶泵有最大速度的限制，超过此速度，磨粒就要切割橡胶，主要适用于无尖锐棱角的细微粒。橡胶有良好的耐磨蚀、耐腐蚀性能，常用的有天然橡胶和氯丁橡胶等。

　　对于强腐蚀性浆液，还可选用其它不锈钢，如304、316和20号合金等，需与泵厂协商解决。