bqs140340315型矿用潜水排沙泵的研制

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1、2010年第2期小番柱采·l9·BQS140／340／315型矿用潜水排沙泵的研制郭仁惠潘波金树德(1一江苏大学，镇江，212013；2一山东星源矿山设备集团有限公司，鱼台，272300)摘要：介绍BQS14013401315型矿用潜水排沙泵的总体结构。分析了普能矿用潜水排沙泵叶轮寿命短的原因。介绍BQS系列潜水排沙泵叶轮的不同结构形式，叙述了泵的前置搅拌叶轮、后环迷宫平衡鼓、双机械密封的轴封、高性能防爆感应电机等部件的结构和优点，列述了该泵性能试验曲线和应用。关键词：固液混输泵潜水排沙泵矿渣颗粒叶轮研制表

2、1矿用潜水排沙泵的设计参数1概述流量扬程转速功率颗粒通过能力叶轮(m)(m)(r／niln)(kW)(mm)级数潜水泵为电机泵一体潜入水中工作，结构简14O3402950315124单，使用方便。潜水排沙泵适用于煤矿、冶金、电力、建材等领域，输送含有泥沙、矿渣颗粒等数见表1所示。固体颗粒的固液混合流体【lJ。随着我国能源和矿2．2泵的水力设计山建设的发展，对矿用潜水排沙泵的需求越来越大。但目前，国内大型排沙潜水泵还不多见，由2．2．1叶轮分析设计于煤矿生产的发展需要，开发大功率矿用潜水排由于固液混输介质中固

3、体颗粒的作用，改变沙泵成为热点。了流体的流态特性，矿渣颗粒进入叶片区时，颗在国外，潜水泵技术已经成熟，如德国里茨粒的速度方向与流体速度方向存在差异，矿渣颗(Ritz)公司、瑞典飞力(Sterbery—Flygt)公司、美粒以大角度与叶片的工作面相撞，冲击频率很高。国拜仑杰克逊(ByronJackson)公司以及日本荏原在叶片的出口区，沙粒具有更大的能量，叶片安制作所等在潜水排污泵、大型矿用排沙泵的结构放角与沙粒的相对速度呈现较大的角度差，叶片设计、耐磨材料和自动控制等方面都有可观的先的出口边必然受到沙粒的连

4、续磨损、切削，导致进技术。叶轮使用寿命短。一方面由于矿用潜水泵的使用条件恶劣，泵排沙泵比清水泵更容易产生汽蚀破坏。流体的过流部件易磨损，可靠性差。另一方面因泵的在叶轮中流动时，矿渣颗粒与叶轮的前后盖板、输送介质中含有大量固体颗粒杂质，以及泵出口颗粒与叶片碰撞均会使得矿渣颗粒与水流之间形与普通泵不同，使得该泵机组的效率明显低于普成速度差，从而形成局部高压区或低压区。低压通潜水泵。区诱导汽蚀产生和扩展，使得叶片材料表面受破坏，形成微小的针孔状或缝隙，运行一段时间后，2矿用潜水排沙泵的设计叶轮流道出现大幅度的凹凸

5、不平。总体上分析，叶片边缘是水流速度突变引起的冲击磨损，叶片出口边工作面受到高能量矿渣颗粒的相对速度冲2．1设计参数击，叶片出口边背面受到矿渣颗粒磨损与汽蚀的BQS140／340／315型矿用潜水排沙泵的设计参双重作用。·20·小番柱采2010年第2期图1高铬合金耐磨钢搅拌头叶片磨损严重区域在叶轮的进口边、叶片邻近出口边的工作面和背面。其中以邻近叶片出口边的背面磨损最为严重，也是导致叶轮失效的最主要原因。因此，改变按清水泵设计的叶片型线和选择耐磨材料至关重要。本课题研制的矿用潜水排沙泵，根据介质含有不同颗粒

6、的状况，采用不同形式的耐磨叶轮。对于输送颗粒较小、浓度不高的介质，采用闭式或半开式叶轮；对大颗粒矿浆液介质，采用流道式叶轮，流道式叶轮通过固体颗粒能力甚强，无图2矿用潜水排沙泵结构堵塞。用数值计算方法计算不同叶轮叶片形状的1．出线口2．出水口3．上轴承4．电机转子5．电机定子6．下轴承流体流动特性和泵的外特性，从而达到优化叶形。7．机械密封8卅轮9．导叶l0．搅拌轮子11．入水口12．卸压口2．2．2前置搅拌轮设置在泵叶轮人口设置了耐磨材料搅拌头，如图1为4级叶轮的多级泵，采用后环迷宫型平衡鼓，所示。用以搅

7、拌易沉淀物，以防止固体沙粒在泵双机械密封的轴封等结构，轴向力平衡效果好，叶轮人口沉淀堆积而影响泵的吸人能力。两套机械密封独立工作，确保密封性能。泵壳结构采用水平剖分设计，蜗壳衬板更换方便。3结构设计3．2后环迷宫型平衡鼓设计3．1总体方案矿用防爆型大功率潜水排沙泵由防爆型电动该泵由于级数多、扬程高，运行时轴向力很机与泵组成机泵一体结构，如图2所示【2】。该泵大，如果没有好的平衡轴向力装置，该泵将无法已平衡轴向力右端面轴向力左端面轴向力f(a)平衡鼓结构(b)平衡轴向力示意图图3后环迷宫型平衡鼓平衡轴向力示意

8、图2010年第2期小番柱采·2l·运行[3】。泵转子设置了后环迷宫型平衡鼓，以平铸件造型较笨重，容易错箱，飞边、毛刺多，加衡轴向力。后环迷宫型平衡鼓结构如图3(a)所工量大。后来经多种铸造对比，采用复膜沙机械示。当流体流过转子时，后环迷宫型平衡鼓的左造型，一次成型，工作效率高，成型率100％。避右端面上压力差很大，压力方向向左，此压力几免了普通砂型铸件出现的砂眼、气孔、错箱等缺乎能平衡叶轮盖板所有不平衡力，如图3