离心式煤泥水输送泵——潜水渣浆泵

离心式煤泥水输送泵在结构上参考了石家庄水泵厂生产的新型潜水渣浆泵进行设计，设计目标是使该泵具有寿命长、扬程大、工作范围广泛，并能适应浓密渣浆输送的工况。电机内嵌在蜗壳中，使得该泵可以满足全潜和半潜两种工作状态，采用结构对称来保证工作时的平衡，避免因此出现部件失效。

叶轮是离心泵中最重要的过流部件之一，承担着给流体提供能量的任务。由于叶轮转速太高会大大加速叶轮的磨损，因此在输送杂质流体时常选择低比转速，但是此时泵的效率会较低。为提高泵送效率，设计上采用减小叶轮的外径，同时适当提高叶轮转速，本文选择叶轮外径为400mm。离心泵叶片型线采用双圆弧型。考虑到离心泵叶片出口处流速较大，将叶片出口处厚度增大，来延长叶轮的使用寿命。为改善泵内的流场分布适当减小叶轮的出口宽度，并且可以少量提高泵的扬程[12]。叶轮的三维实体模型如图1所示。

图1 叶轮的3D模型

蜗壳是另外一个重要的过流部件，它将叶轮甩出的流体收集起来并输送至离心泵的出口。在对蜗壳的设计中，考虑到加工的难易程度以及工作中方便零部件替换，将蜗壳分为上下两个部分。下蜗壳内流道曲线轮廓采用双圆弧画法进行设计：上蜗壳内部是一个包裹着电机的管状空腔，从下蜗壳流出的液体进入上蜗壳中，可以起到给电机降温的作用，实现输送泵可满足半潜工作的目标。上蜗壳的对称结构设计可以提高输送泵整体的平衡性，在工作中减小泵的振动，进一步降低了泵送过程中的功耗损失，提高了工作效率。由于出口处液体的流速增大，磨损也会变大，所以上蜗壳与出口弯管分开制造，两者通过法兰连接。下蜗壳、上蜗壳结构如图2、图3所示。

图2 下蜗壳的3D模型

图3 上蜗壳的3D模型

将出口弯管、前盖板、主轴、电机箱等零部件设计完成后进行组装，得到输送泵的三维实体模型如图4所示。

图4 输送泵的3D模型