1.结构设计要点
重型渣浆泵改轻型渣浆泵基本要点是在不改变原水力设计性能的前提下降低制造成本,达到结构简单,维护方便的特点。
2.方案选择
基于上述改进要求,在设计改进时针对托架组件和泵头组件两大部分方案。
在托架设计方面,已完成渣浆泵承载转子部件的托架体组件的系列化设计,在设计新泵时可以根据用户传动功率、比转速等参数直接选用托架体组件,需要重新设计的只有泵头过流部件组件及与托架体组件连接的各零件。这样不但使泵整体设计的周期缩短,而且使其设计安全、可靠。
在泵头设计方面,由于煤炭洗选行业输送浆体的压力基本在中低压范围,而且浆体的磨蚀性较弱,所以泵整体结构上选择单级、单吸、托架式轻型单壳体形式。泵头较双壳体简单,去掉前后泵壳,过流部件只保留叶轮、后护板、蜗壳。这种结构使拆装维护方便,简单。
3.结构设计方案
(1)为保证原水力设计性能不变,轻型渣浆泵在关键过流部件叶轮和蜗壳结构上有所改进重型渣浆泵的叶轮进口与前护板对应处,采用锥面配合起到密封作用,而轻型渣浆泵由于前护板与蜗壳做成一体,加工此锥面有困难,为此将锥面改为直面,仍可起到密封作用,但却可以简化加工工艺,降低加工难度。
(2)连接方式泵头和托架组件连接方式设计采用两种方式,根据叶轮直径划分:叶轮直径≥600mm,泵
的蜗壳与尾盖采用双头螺柱连接,但由于耐磨件硬度热
处理后达到5862HRC,为了便于在耐磨材料上加工螺
纹孔,在蜗壳钻螺纹孔处设计了预埋件(如图2);叶轮
直径<600mm,泵的蜗壳与尾盖采用凸耳连接,连接方式简便。
(3)法兰的改进大型渣浆泵蜗壳出121带法兰,由于法兰直径大,在铸造时法兰背面散热效果不好,容易产生热节,出现缩松,即使加上冷铁,散热效果也不是太好,而小型渣浆泵蜗壳带法兰,由于法兰直径小,在铸造时则不存在这种问题,因此蜗壳出121法兰结构采用以下方案。
出水121直径D>100mm,联接结构采用卡环联接结构,采用卡环和法兰联接,使蜗壳出口与法兰做成分体结构,避免了铸蜗壳时法兰背面形成铸造缺陷,提高铸件成品率;出水口直径D≤100mm,联接结构采用法兰联接结构,结构简单,加工方便。
(4)设计结构紧凑轻型渣浆泵采用将前护板和蜗壳做成一体的方案,结构更加简化,既满足用户运行工况要求,又节约了制作成本,同时可以缩短生产周期。
(5)结构稳定轻型渣浆泵在结构上去掉了前、后泵壳,而前、后泵壳主要起保护蜗壳及固定前后护板、填料箱和进出口短管的作用,并在蜗壳人口法兰背面增设加强肋,提高了轻型渣浆泵结构稳定性,并使蜗壳具有足够的强度。
(6)密封轴封设计采用较多的有三种方案:填料密封、副叶轮动力密封加停车密封及机械密封。
机械密封价格较高,但可以达到腐蚀介质不外漏的理想效果,在轻型渣浆泵上应用已经得到推广。
副叶轮动力密封加停车密封结构成本较低,准确计算副叶轮密封能力也可以达到较好的密封效果。为了提高密封的可靠陛,可以进一步在零件上设计多道密封结构。一是在叶轮与后护板配合处设置迷宫密封,增加从叶轮出口处的介质向轴向泄漏的阻力;二是在填料箱与后护板处设置0形密封圈,阻断泄漏到副叶轮腔内介质的外漏通道;三是在轴套上设置0形密封圈,阻断介质从轴套配合端面处轴向泄漏的通道。此种密封使用较普遍。
填料密封一般只用在结构较小,工作压力较低的小型渣浆泵上。
以上密封结构都在应用中取得了较为理想的效果。
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