離心式雜質泵的類型很多，應根據含固體顆粒液體的性質選擇不同類型的泵。

    應用我國學者蔡保元先生提出的兩相流速度場來設計葉輪和流道，可以減少固液相之間的相對運動，減少固體對流道的撞擊磨損，從而使泵的效率提高，使用壽命延長，運轉平穩可靠。我國某泵廠制造的150MD離心式泥漿泵經機械工業部鑒定可滿足電廠灰渣及選礦尾砂遠距離輸送的需要。

  一、輸送含固體顆粒液體泵的性能修正[3]

  泵輸送含固體顆粒液體時，由于液體中含有一定量的固體顆粒，就形成了兩相流。懸浮在液體中的固體顆粒，既不能像液體那樣吸收，貯存或傳遞能量，又不能將其動能傳遞給液體。使得泵揚程較輸送清水時低，所以設計時，應根據不同的固體含量、粒徑、密度等進行適當的修正。需要說明的是：對于顆粒很小，固體物所有粒徑均小于100>m，重量濃度c。≤30％，體積濃度c，≤15％的“非沉降類"的均質漿體，只要已知其動力粘度，就可以用標準的粘性修正程序進行修正。在輸送沉降類漿體時，其特點是：

①     揚程和效率比輸送清水時的值下降同一個比率，即：

                    HR=ER=H_m/H=ηm/η

     式中HR、ER——分別為揚程比和效率比；

            Hm、H——分別為漿體揚程，漿體柱(m)和清水揚程，mHz0；

            ηm、η——分別為泵送漿體和清水時的效率。

  ②最佳效率點不變。

  ③揚程與效率比與流量無關。

  根據漿體的重量濃度cw、固體顆粒相對密度p，中值粒徑d。o，可由圖2—86查出揚程比HR來，同樣也可由公式(2-49)計算得出：HR=1-0.000385(ρ-1)(1+4/ρ)CWln(d50/0.0227)式中中值粒徑(d。。)是指試樣篩分時累積重量為50％的顆粒粒徑(mm)，它保證比該粒徑大的顆粒和小于該粒徑的顆粒的重量份額相同。

    已知HR和H。，就可用式(2—48)計算泵的清水揚程。通常在選泵時還要考慮一定的裕量，一般該裕量取額定揚程的10%。   

    二、雜質泵的結構   

    雜質泵是用于輸送含有固體顆粒的液體，要求泵的過流部件耐磨蝕、為防止固相結晶堵塞，葉輪的葉片數較少，通常在2-8片之間(參見圖2-82圖2—85)。泵體常采用較寬的流道。為防止固體顆粒進入軸封和防止外部空氣流入，軸封處采用清液作為封液，并要求軸封結構可靠。泵的轉速一般不高，通常為1000-1500r／min。相應地，泵的效率也較低。

    (1)葉輪和泵體設計    

    一般雜質泵的葉輪用平行蓋板，漿體進入葉輪后，在出口處由中心向兩側形成外旋渦，使葉輪的前后蓋板和內襯嚴重磨損，這是造成過流部件壽命短的主要原因。沃曼泵設計的葉輪在出口處形成凹形(參見圖2-87、圖2-88)，使葉輪兩側前后蓋板處的速度大于中間速度，漿體在出口處分成兩股流體，向中心旋轉，迫使顆粒向中心流動造成內旋渦狀，使兩側的濃度降低，從而減輕了泵體流道和兩側壁的磨損。  

    (2)液下泵

    液下泵的特點是占地小，無軸封，不會產生泄漏。典型的液下泵見圖2—89。該泵設有液下軸承，軸可以設計得較長。液下軸承通常采用泵送液體自身潤滑。當介質含固體顆粒時，會產生磨蝕，使軸承的間隙加大引起振動，所以僅適用于輸送清液的場合。當輸送含固體顆粒液體時，會降低使用時間。合理的結構是在泵底板上，采用兩個軸承支撐，取消液下軸承。磷酸料漿泵即采用這種懸臂式結構(參見圖2-90、圖2-91)。由于葉輪磨蝕不均勻，轉子不平衡度增加，通常在設計軸時，其強度和剛度都要取得較富裕些，將軸徑設計得粗一些。懸臂式液下泵常采用剛性軸，為避開軸的臨界轉速，懸臂泵軸一般不宜過長，否則需加粗。此外液下泵的轉速也選用低速型較好。

  

    (3)密封

    離心雜質泵主要有填料密封、副葉輪密封和機械密封等軸封型式。副葉輪密封的最大優點是運行可靠，但在設計中要求副葉輪的進口壓力控制在一定范圍內，沃曼泵規定應小于10％的泵出口壓力。這種軸封型式不加軸封水，但使用副葉輪將增加功率消耗，一般為額定功率的5％左右。副葉輪必須與停車密封配合使用，常用的停車密封也為填料密封。

    填料密封價格便宜，可靠性高，但在輸送含固體顆粒液體時，必須加軸封水沖洗。一般軸封水壓等于泵出口壓力加35kPa。

    機械密封雖是一種廣泛應用的密封形式，但在防止固體顆粒進入摩擦副及摩擦副材質的選擇等方面，有些問題一時難以解決。在大多數應用場合，效果也不理想。

    圖2-92為從國外引進的磷酸裝置用泵的軸封，采用副葉輪密封加離心塊停車密封，運轉時由于葉輪背葉片、副葉輪均在旋轉，液體在離心力作用下形成液環，在副葉輪輪轂處產生負壓，使液體不會外泄。與此同時，離心塊8在離心力作用下像傘一樣打開，推動執行器4使之產生軸向位移。使密封環6與靜環座5脫開，靜密封不起作用，但彈簧3被壓縮。當泵停車時(見圖2-93)，離心塊復位，執行器4、密封環6與靜環座5在彈簧力作用下緊密接觸，使靜密封處閉合封住液體，使液體不外漏。這套密封裝置雖然要消耗功率，使泵效率下降1％"-2％，但它允許采用較大的密封間隙，在密封含有固體顆粒的介質時，能做到無泄漏，使用時間長，密封可靠。

    (4)材料

    雜質泵過流部件可選用的材料較多，應根據輸送漿體的物理性質(顆粒組成、粒徑、形狀、硬度、濃度等)和化學性質(酸、堿、油)而定。研究表明：金屬的磨損與固體顆粒(磨粒)的速度成正比；金屬的磨損率隨磨粒尺寸的增加而增加，即磨粒愈細，則磨蝕性愈小。金屬

的磨損率還隨著磨粒硬度和濃度的增加而增大。

    耐磨蝕泵的金屬材料有：硬鎳l#，硬鎳4#，鉻27耐磨鑄鐵及Cr15M03。襯膠泵有最大速度的限制，超過此速度，磨粒就要切割橡膠，主要適用于無尖銳棱角的細微粒。橡膠有良好的耐磨蝕、耐腐蝕性能，常用的有天然橡膠和氯丁橡膠等。

  對于強腐蝕性漿液，還可選用其它不銹鋼，如304、316和20號合金等，需與泵廠協商

解決。

 

    表2—38 CD4MCu和20號合金的化學成分    ％

 

表2—39 CD4MCu和20號合金室溫下的力學性能

 

    N型泵用材為：硬鎳l號、2號，適用于粗顆粒，有較好的抗磨蝕性；硬鎳4號對大顆粒、高應力抗沖擊磨蝕能力較強；Cr26、Cr28有較好的抗磨蝕、抗腐蝕能力；高碳15—2、低碳15-2屬Crl5M03的改良品種，其抗磨蝕能力更強。

    (5)傳動方式

    雜質泵的傳動方式有直聯(彈性聯軸器、液力偶合器)和間接傳動(V帶、減速機)，此

外還可通過變頻裝置及可控硅裝置調速。其中彈性聯軸器和V帶傳動拆裝方便，價格便宜，應優先考慮采用。

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