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矿用离心泵的固体磨损与防治

  
评论: 更新日期:2011年05月15日


  1989年,用扬程50m,流量12m3/h,允许通过固体颗粒直径10mm,功率仅4.0kw的单级单吸排沙潜水泵再次实现了这一愿望。从那时起,叶轮与泵体的内外口环均采用硬质合金制造。第一次替代多级离心泵在下山掘进工作面排水,"寿命提高5-8倍"(摘自该泵1991年部级《新产品鉴定证书》)。被替代的多级离心泵功率竟有40kw,它的高压水用来带动射流泵(俗称带泵、水抽子)在下山排水。因此,这种小泵很快普及,并屡获大奖。
  全国范围不同地质条件的上百家煤矿经过十年的现场检验,证明这种排沙潜水泵的技术方案是可行的。
  目前,单级排沙潜水泵的品种、用途已大为扩展,如:
  ①用在采煤工作面,技术参数可达到:扬程95m,流量168m3/h。
  ②用在掘进工作面,技术参数可达到:扬程85m,流量158m3/h。
  效率均可达到62.1%。电机功率75kw。
  5.3取消平衡盘办法之二--叶轮背靠背安装,抵消轴向力
  叶轮个数为偶数,每两个叶轮背靠背安装,相互抵消轴向力,是彻底取消平衡盘的好办法。
  1995年,用一种四级分段式多级排沙潜水泵实现了这一设想。这种泵,曾在甘肃一举恢复了一个被淹矿井。这个矿井地面透水,携带大西北地表泥沙涌入井下,多次用普通离心泵恢复,均未凑效。
  该泵技术参数:扬程200m,流量80m3/h,效率59.3%,功率185kw。如今,经过不懈的努力,又增添了多项实用技术,几乎对原设计做了脱胎换骨的改进。技术参数已修改为:扬程320m,流量80m3/h,功率185kw。
  5.4排沙潜水泵结构简介
  上述排沙潜水泵是立式的,可就地安放,也可吊挂安装。泵体与电机同轴,电机在上部,泵体在下部(下泵式)。
  排沙潜水泵结构的主要特征是:电机安置在"空气室"中。
  "空气室"象一个敞口的"茶杯"。将"茶杯"的杯底朝上,杯口朝下,放入水中固定。这时,"杯"内的空气不会跑掉。预先将电机的定子、转子和上下轴承支座安放在"茶杯"内,再将电机轴从"杯"口向下伸出,这便是排沙潜水泵的电机模型。
  有了"空气室"的保护,电机的定子、转子、轴承和轴封都不会与水以及水中的泥沙、酸碱盐等有害物直接接触。因此,即便是潜入含大量泥沙的水中,电机也不会受到损害。另外,电机绕组用耐热环氧树脂浇注,将其固化,以便长期适应井下环境要求。
  电机外壳被罩在"导水套"内,水泵排出的水,全部从电机与导水套之间流过,电机实现了"水外冷"。这样,排沙潜水泵可以露出水面工作。
  上述排沙潜水泵有单级单吸式、多级单吸式、单级双吸式三种形式,均省去了泵轴在泵体外壳上重要易损件--泵轴的轴封,这是因为:
  ①单级单吸式的叶轮吸入口朝上,泵体下端面是封闭的。
  ②多级单吸式的首级叶轮在最上方,首级叶轮吸入口朝上,泵体下端面是封闭的。
  ③单级双吸式的叶轮有上、下两个吸入口。
  允许断水空转--不会对电机和泵体有丝毫损害。有水后,可继续排水,无须专人守侯。这一要求,来自煤矿一线,由煤科总院上海分院调研后提出,使得排沙潜水泵在设计之初就按着这一有价值的课题攻关,以其独特的结构,在第一台产品诞生时就实现了。出厂时,空转试验必须台台作,就连75kw、185kw也不列外。
  在煤矿正以现代化、机械化装备自己的今天,人们已开始设想排水自动化。需求"清水仓"的水泵,需求沿顶板掘进、在巷道低凹处自动排水的水泵,需求在爆炸危险环境使用的大型排沙潜水泵,等等,呼声越来越高。因此,"多级排沙水泵"的研究已受到广泛关注。自从排沙潜水泵问世以来,许多设计单位、大中型煤矿纷纷配合研究,大胆尝试,为这一新生事物作出了贡献。

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