离心式渣浆泵在现代工业中应用极为广泛。

离心式渣浆泵主要是指输送的 介质中含有固体颗粒的固液两相混合物的泵。

由于泵所输送的介质中往往含有大量的酸性 或碱性介质和硬质颗粒。

泵在工作过程当中。其具有酸碱性的介质对泵的过流件有强烈的 腐蚀作用，而硬质颗粒对泵过流件又有冲刷破坏作用。

而所有过流件中磨损最为严重的则为叶轮。

从浆体性质、 粒子粒径、硬度、形状与密度、固体颗粒

在流道内的运动轨迹、运行工况以及叶轮材质等方面

对渣浆泵的磨损影响以及影响规律进行了系统的研究分析。

研究指出：当渣浆泵输送颗粒粒径较小或密度较小的两相流体时，且气蚀发生时，叶片出口处磨损较严重。

当渣浆泵 输送颗粒粒径较大或密度较大的两相流体时，叶片进口磨损较严重。

而后通过分析气蚀各阶段对叶片及泵体的影响，结合近似场势的方程。

对离心式渣浆泵叶片设计进行相关参数 的优化设计，并用三维软件绘制优化后的立体效果图。

最后以优化后的叶片为主体，进行有限元分析，验证优化后各点受力情况。

并得出优化后，叶片泵磨损较传统的叶片要小，应力分布也较均匀，可有效提高泵的寿命。

对渣浆泵进行有限元分析时，建立了叶轮的有限元模型，确定了叶轮的应力、 应变大小和分布状况。

并分别在叶轮空转与工作时对其进行有限元强度分析。

结果指出： 离心式渣浆泵在工作时最大应力出现在叶轮轮毂与轮体的结合部位和叶片与轮盘结合部位 (即叶片根部)。

为叶轮的设计提供了理论依据。

·渣浆泵主要由泵轴、叶轮、吸入室(进水段)、蜗壳(出水段)等过流部件以及密封环、填料箱和平衡盘等主要的辅助部件构成。

1、泵轴泵轴是传递扭矩(机械能)的主要部件。制造中、低压水泵的轴的材料一般为碳钢，大型高压泵则采用铬钒钢或铬铝钒钢。泵轴经锻造后精加工制成的。泵轴的形式可以分为光轴和阶梯轴两种。

2、叶轮

叶轮的作用是将电动机的机械能传递给液体，使液侧的压能和动能均有所提高。

叶轮材料有钨系耐磨铸铁(VII 1 } VV Z }、硬镍耐磨铸铁(NAB、铬15钥3耐磨合金铸铁(Cr15Mo3)和高铬耐磨合金铸铁(CrZ4, CrZ7)以及其他耐磨合金铸铁等。

叶轮一般由前护板、叶片、后护板和轮毅所构成。a_轮可分为三种:开式叶轮、半开式叶轮、闭式叶轮。

1)开式叶轮:内部漏泄损失大，效率低，只适用于吸取粘性较大的液体，一般情况下不采用。

2)半开式叶轮:内部漏泄也不小，适用于吸取易于沉淀和含有灰砂的液体。

3)闭式叶轮:两边都有护板，漏泄少，效率高，一般渣浆泵都采用这种叶轮。

3、吸入室

吸入室的作用是使液体以最小的损失均匀地进入叶轮。吸入室主要有三种结构型式:锥形管吸入室、圆环形吸入室、半螺旋形吸入室。。

4、蜗壳

蜗壳的作用是以最小、的损失，将从叶轮，均匀地引至泵的这个过程中，还将为压能。来在化起，转集轮能收叶动体级分液次部的或一出口的流水体中出液，蜗壳主要有以下几种结构形式。

螺旋形、蜗壳、环形蜗壳、径向导叶、流道式导叶、扭曲叶片式导叶。

5、轴封

为了保证渣浆泵正常运转和高效率工作，转子与泵壳之间必须设密封装置。密封的目的是在吸水端防止空气漏入造成真空破坏中断吸水;在高压端是防止高压水漏出。常用的轴封有副叶轮密封(副叶轮 填料组合密封)、填料密封以及机械密封三种形式。

副叶轮 填料组合密封由填料箱、副叶轮、水封环、填料、填料压盖、轴套组成，这种轴封方式具有不需轴封水、不稀释矿浆、密封效果好等优点。

填料密封分为倒灌式和吸入式两种结构形式。填料密封由水封环、盘根、盘根压盖、挡圈、水封管组成。这种密封结构简单、维修方便，但需用轴封水，且水封管要对准水封环的中间位置，以保证水封效果。机械密封由填料箱、间隔套、机械密封、压盖、轴套组成。

渣浆泵理论与设计第一节 固液混合物(浆体)分类

一般渣浆泵的工作原理大致相同都是将原动机的能量转变为所输送介质的动能和压能。

但是渣浆泵的种类多种多样，而且在不同的行业也应用着不同种类的渣浆泵。

根据其不同行业的应用有不同的名称，其结构形式也多样。

一般可根据泵的作用原理、结构形式、 所输送介质和过流件材质以及叶轮数目等方面来进行分类 。

1、依据渣浆泵的结构形式进行分类 离心式渣浆泵的工作环境比较恶劣，其结构形式也极为复杂，

（1）一般按照渣浆泵的结构 形式来进行分类时可将其分为立式渣浆泵、卧式渣浆泵和潜水式渣浆泵三大类型。

立式渣浆泵通常也可以称之为液下渣浆泵。

这种泵的电动机一般要放置在比较高的位置，而渣浆泵则要放置在低处并且要浸入到浆体中。

两者之间用一根长形圆管相连接，要是电动机与渣浆泵的距离过长，则还要用几段长管相联。

卧式渣浆泵就是我们通常所见到的渣浆泵也称之为普通渣在浆泵。

目前市场上大多数的泵都采用这种结构形式。这种渣浆泵的泵轴与水平面平行。

而卧式渣浆泵又可以分为重型渣浆泵和轻型渣浆泵（浆体的重量浓度 Cw>20%，固体相对密度 Ss>20，固体颗粒，d>0.05mm ）则称之为强磨蚀浆体， 其它的则为弱磨蚀浆体。

目前也已经成为我国以及世界工业领域不可替代的浆料输送设备。

重型与轻型离心式渣浆泵的结构形式与使用功能也不尽相同。

渣浆泵理论与设计第二节 固液混合物泵

重型离心式渣浆泵一般都是由两个泵体组成的即所谓的 双泵体结构。所输送的浆料常具有强腐蚀性。

轻型离心式渣浆泵一般只有一个泵体组成 也就是所谓的单泵体结构，其输送的浆体一般也是弱腐蚀性。

（浆体的重量浓度 Cw>20%，固体相对密度 Ss>20，固体颗粒，d>0.05mm ）则称之为强磨蚀浆体即重型渣浆泵， 其它的则为弱磨蚀浆体即轻型查浆泵。

潜水渣浆泵的结构形式紧凑，体积也比较小，

在使用时一般都将整个机体全部浸入浆体中，这种泵不允许液体流入到电机内部，因此对该种渣浆泵的密封有着极高的要求。

（2）按输送介质的性质分类

根据渣浆泵所输送介质性质的不同，可把渣浆泵分为泥浆泵、砂砾泵、砂泵等。

根据其输送介质磨蚀性的不同，可把浆体分为强磨蚀浆体和弱磨蚀浆体。

（浆体的重量浓度 Cw>20%，固体相对密度 Ss>20，固体颗粒，d>0.05mm ）则称之为强磨蚀浆体， 其它的则为弱磨蚀浆体。

而强磨蚀浆体的泵称为重型渣浆泵，弱磨蚀浆体的泵称为轻型查浆泵

（3）按叶轮数目来分类

根据叶轮数目的多少同可以划分为单级泵与多级泵，

单级泵只有一个叶轮，所以此类泵结构简单，扬程低；

多级泵有二个及二个以上的叶轮。它的功率与扬程就是各个单级泵的总和。

多级泵的扬程很多，能达到上百米。

缺点：结构复杂， 体积重量大。不易于检修与安装。

如今随着我国重工业的发展，多级泵的用途越来越广。

2、除了上述分类之外，我们还可以按过流件的材质、叶轮的进水方式、压水室型式、泵轴的位置的不同来划分。

（1）根据渣浆泵过流件材质的不同来划分。

通常可以把离心式渣浆泵分为金属与非金属两种不同类型的渣浆泵。

由于镍硬铸铁和高铬合金等金属材料都具有很好的耐磨性能。金属渣浆泵的过流件其材料通常也是采用这种类型的金属材料；

非金属渣浆泵的过流件是由非金属材料制造，一般常用的非金属材料有玻璃、陶瓷、塑 3 料、石墨和橡胶等；

渣浆泵在实际中的运用

由于渣浆泵自身的优点，渣浆泵在当前国民经济中的应用越来越广泛，其作用也越来越大。

把渣浆泵作为一种通用输送设备，具有安全、高效、成本低等多种优点。

特别是近 年来随着科学技术的发展，人们对渣浆泵更加合理的设计，大大延长了其使用寿命，提高 了企业的生产效率从而也相应的减小了企业的生产成本。

离心式渣浆泵的应用范围非常广泛，目前主要应用适用于：矿山、冶金、煤炭、建材、电厂、化工、石油、清沙疏浚、烟气脱硫等行业部分输送尾矿，精矿砂、灰渣、煤泥、砂砾等介质。

下面主要从渣浆泵在煤炭、电 力、冶金、能源等行业的应用作简单介绍

（1） 煤炭、冶金行业 煤炭、冶金部门主要采用水力输送矿浆(煤浆)的泵。此泵往往工作在浓度较大的浆体中。

我们通常把应用在煤炭行业的渣浆泵一般称之为煤水泵，其主要作用是为在采煤 和选煤中输送煤水。

由于在采煤与输煤工况的复杂性也对渣浆泵提出了很高的要求。

目前应用在在煤炭行业的渣浆泵多为多级泵与重型号泵。

（2）水利和电力行业

渣浆泵在农业中的应用也极为广泛。

例如在农业灌溉中，渣浆泵可用于抽河水进行农业灌溉，如果河水为清水则可以用清水泵进行抽送。

我国西南地区发 生严重的旱灾，我们就会用到渣浆泵进行水资源的输送。

在河流清淤中，其作用更加突出。

我国水资源丰富，含沙河流也很多，我们可以用渣浆泵来抽排河底的泥沙，疏通河流。

比如我国黄河、长江两大水系, 由于近年来水土流失情况比较严重，即使在非汛期含沙情况 亦很显著。这时就需要渣浆泵完成全工程的1/4。

在电力行业中，火电厂灰渣的输送主要是用渣浆泵来完成，这种泵通常被定义为灰泵。

由于我国工业起步比较晚发展也比较缓慢，所以泵业生产技术还是比较落后。

与国外一些发达国家相比较还有很大差距，基于种种原因也最后导致对渣浆泵的研究也比较滞后 。

但是由于在改革开放以后我国在农田水利建设，矿山建设、水电站建设和石油化学 等工业部门的迅猛发展。

国内市场对离心式渣浆泵的需求越来越大，为了适应需要并缩小与国外的差距。

早在六七年代，国内就涌现科研爱好者对渣浆泵进行了深入的研究。

比如早期有沈阳水泵研究所、中国矿业大学泵业研究院就为我国对渣浆泵的研究注入了宝贵的动力。

目前，国内外对渣浆泵的研究也是从理论和实验两个方面进行；先通过理论分析。

然后再通过具体的实验来分析探讨固体颗粒在泵内的实际运动情况以及对泵的性能影响。

由理论作前导，再用实验进行分析认证。

第三节、渣浆泵发展趋势和五大常见故障排除

一是：由于发展煤矿泵具有简化泵结构和节省抽沙平台建设投资的有点，不仅可以降低成本，还可以 缩短工期。因此，未来将会在市政、工矿、环保和工农业给排水等方面得到越来越广泛的应用。预估其需 求量将会与日递增。

二是：国内抽送颗粒杂质的泵、带有切割装置的泵、多级泵、抽送腐蚀性介质的煤矿泵等多功能多用 途潜水电泵产品与国外相比还不够多。然而，多功能多用途潜水电泵需求量又很大，在一些化工，造纸， 矿井等行业需求量大、应用广，因此具有很大的发展前景。

三是：目前国内煤矿泵的关键部分是开发高可靠性机械密封，而采用两道单端面机械密封，这样介质 的压力可以作用到端面，泄漏方向为内流型，这些都是有利的，但结构稍复杂。因此，还应进一步在结构 和材料方面进行研究，提高煤矿泵可靠性和寿命。

四是：各种新材料新技术将会引用到煤矿上，耐腐耐磨材质的研制开发应用在煤矿泵泵中。而计算机 辅助设计、辅助制造和辅助测试等新技术、新工艺的应用也势在必行。事实证明，新技术、新材料、新工 艺的应用，不但解放劳动生产力，而且还可以保证产品质量稳定可靠。

常见 五大故障排除 1、水泵不吸水或不排水。造成这种故障多数是由于底阀卡死、滤水部分淤塞，吸水高度太高或吸水管 漏气等。应逐一进行检查，分别采取修理底阀、清除淤塞物、纠正转向等进行处理。

2、管道漏水或漏气。多是由于螺帽没拧紧。如果渗漏不严重，可以在渗漏处涂抹水泥浆、湿泥或软肥 皂；如果接头处漏水，可用扳手拧紧螺帽。严重漏水、漏气时，必须重新拆装。

3、水泵剧烈震动。可能是电动转子不平衡或联轴器结合不良。有时轴承磨损、弯曲，转动部位零件松 弛、破裂，管路支架不牢也会引起震动。应分别调整、加固、检查或更换。

4、叶轮打坏。损坏不大时，可以进行修补。损坏严重时应当更换或镀上硬质合金。完全损坏的，应拆 下叶轮，送维修厂修理。

5、泵轴弯曲。多是由于受冲击负荷，皮带拉得过紧、安装不正确等造成的。如果弯的不严重，可用手 动螺杆器进行矫正，但用力不可过猛，以防完全折断。

参考文献