叶轮泵过流与磨损问题解析

　　

　　各种离心泵的结构虽有不同,但主要零部件均基本相同,不外是:泵壳、叶轮、泵盖、密封件与泵轴等。图13-1所示是一种半开式叶轮泵的叶轮、泵壳与泵盖的实物照片。在这三个部件的易磨损部位,均真空熔结有一层耐磨、耐蚀的合金涂层。如图13-1所示,这种半开式叶轮只有后盖板,它适用于输送那些含有固体悬浮物质的液体,其工作效率介于开式和闭式叶轮之间。可广泛应用于在江河湖塘中清淤、疏浚等水利工程,不可避免地要接触到这种固液两相的泥浆液流。经应用表明,在输液工程尤其是输送固液两相液流时,叶轮是离心泵内磨损最为严重的零部件,而叶轮周边出口处又是在整个叶轮上磨损最为严重的部位,磨损后的出口端部呈极薄的锯齿形状,半开式叶轮几乎要变成开式叶轮。在叶片工作面与后盖板相交的棱缝处会磨损出很深的条形沟槽,这种条形沟槽自叶芯至叶边,越来越宽,且越来越深,甚至可能会豁穿叶片或后盖板。观察叶片正面的中心区域和叶片背面均有深浅不同的凹坑出现。芯部入口处的凹坑明显是颗粒撞击所为,个别凹坑很深,甚至会洞穿后盖板致使叶轮失效。后盖板背面的磨损较轻,而且比较均匀。

　　泥浆从泵壳的中心孔被吸入泵腔,由旋转的叶轮甩至周边,再经泵壳的顶孔排出,泥浆液流的运动形式随流程推进而有所变化。被叶轮中心吸入时液流方向是由轴向突变为径向,这时数量有限的较大颗粒,会连续不断地撞击叶轮的中心区域,在以冲击浸蚀为主的磨损机制中又掺杂进了撞击疲劳磨损的因子,由此还偶尔出现为数不多的撞击深坑。液流在绕着叶片甩向叶周的过程中,由于液流中各组分的密度不同,旋转液流不可能等浓度地均布在整个叶面上,而势必要产生偏析。颗粒浓度较高的流分紧贴着叶片的工作面甩出,在叶片工作面与后盖板相交的棱缝处冲击浸蚀出很深的条形沟槽,而叶轮的其余部位所接触的流分较稀,

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