简易真空装置在离心式水泵上的应用

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1、简易真空装置在离心式水泵上的应用摘要：河台金矿井下排水系统使用简易真空箱替代多级离心式水泵的底阀装置，使离心式水泵达到真空效果，实现了水泵的无底阀排水。它具有性能可靠、结构简单、制作维护方便等特点，可大范围推广应用。关键词：矿井排水；离心式水泵；真空水箱；结构原理；应用效果中图分类号：文献标识码：文章编号1引言河台金矿高村矿区-230m水平中央水泵房由我矿工程技术人员自行设计。选用150D30×9型水泵三台，流量155m3/h，最大吸上真空高度6.6m。两路主排水管选用φ194×6.5mm的无缝钢管，φ219×6mm的无缝钢管作吸水管。排水管中水流实际速度1.95m/s；吸水

2、管中水流流速1.4m/s。泵的电机选用与泵配套的JR126—4/225kw电机，转速1480r/min。经河台金矿多年使用的经验，考虑底阀的一用多害，则以用真空水箱替代底阀进行无底阀排水。2真空水箱的结构要求及参教离心式水泵真空水箱由箱体、进水管、出水管、注水闸阀及注水杯等组成（如图1所示）。箱体采用δ8mm厚的A3钢板卷制焊接而成，依照经验要求，箱体容积以大于吸水管容积的4倍以上可满足要求。为达到密封效果，吸水管、排水管，及各种注水管、清洗管口的焊接应达到相应的严格要求，保证无漏气现象出现。为保证密闭性，吸水管和排水管潜入箱体效果会好得多，吸水管潜入箱体到箱底距离250mm

3、为宜，排水管口插入箱体至箱底距离150mm为宜，既是可保障密封性，又可以降低箱体制作要求。真空箱安使用时，注水管与主排水管路连接，通过注水闸阀对泵体和水箱注水，在通常正常运行情况下是无需注水的，仅在箱内水被抽干的情况下才需要注水，注水杯仅要用于初次抽水时，对泵体注水而用。清洗管可用丝堵密封，用于清洗因长时间应用淤积的淤泥等杂质。由于采用真空水箱代替底阀，因此，吸水管的末端应加装滤罩，防止杂物进入泵体发生故障。3真空水箱替代泵底阀的原理分析离心式水泵是一种输送液体的流体机械，它是依1—真空箱体2—出水管3—吸水管4—注水阀5—注水杯6—清洗管图1真空水箱结构图靠旋转叶轮对液体的

4、作功把原动机的机械能传递给液体，使液体的能量（位能、压力能和速度能）增加。离心式水泵的主要部件有叶轮，其上有一定数目的叶片，叶轮固定于轴上，由轴带动旋转，当开动泵后，叶轮即随泵3轴旋转，注入到叶片流道间的水，在叶片的动力作用下旋转前进运动，经泵的导水圈，大部分速度能转换成压力能，然后沿排水管输送出去。这时，叶轮进口处则因水的排出而形成真空，吸水井中的水在大气压力的作用下，被压入叶轮的进口。于是，旋转着的叶轮就连续不断地把水吸入和排出。当水泵启动时，要求泵体和吸水管是真空的，装在吸水管末端的滤水器中的底阀是一个单向阀，当向泵内灌引水时或水泵停止运转时，阀关闭使向泵内灌注的水充满

5、泵体腔和吸水管而不会漏掉。当泵开动以后，泵腔中的水被排出形成真空，吸水井中的水在大气压力作用下顶开底阀的阀心，被压入叶轮的进口。于是，水就不断地被吸入和排出。所谓真空水箱无底阀泵，即将水泵吸水管底部为了起动前灌引水所装的单向逆止阀去掉。其工作原理是水泵运转时，首先吸的是真空箱内的水。由于箱体内的水在短时间内被排出，这时真空箱内形成一定的真空，水井内的水在外界大气压的作用下，通过吸水管进入真空箱体，从而保证了水泵的正常排水。如果注水过程中，注水流量足够大则吸水管中的空气亦会大部分被排出，使泵体和真空箱体及吸水管的真空程度得到较好的保证。水井中的水在大气压力作用下压入箱体及泵的叶

6、轮，旋转着的叶轮就连续不断地把水吸入和排出。4真空水箱替代底阀的性能参数验算在离心式水泵吸水管道上的滤水器中设置的底阀不仅增加了管道阻力，加大了能量消耗，降低了水泵效率，而且也减少了水泵的吸水高度。高村-230m中央水泵房配置的三台150D30×9型水泵，采用真空水箱进行真空，由于其真空状态与无底阀排水方式相同，因而其参数的确定计算与无底阀排水方式相同。计算过程如下：①排水管流动阻力损失：hp=λlpup2/dp2g＋∑ξp.up2/2g=0.0312×291.9/0.181×1.672/2×9.8＋4.912×1.672/2×9.8=7.86(m)式中：λ—沿程阻力损失系数

7、取0.0312.；lp—排水管总长度；∑ξp—排水管路附件局部阻力损失系数之和：∑ξp=4×0.294＋2×0.07＋1×1.7＋1×1.5＋2×0.1＋2×0.294×30/90=40921。4×0.294表示有4个90°弯头；2×0.07表示有2个闸阀；1×1.7表示有1个逆止阀；1×1.5表示有1个转弯流三通；2×0.1表示有2个直流三通；2×0.294×30/90；表示有2个30°弯头。②吸水管流动阻力损失：hx=λlxux2/dx2g+Σξx..ux2/2g=0.0301×8×1.282/0.