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非金屬工業泵的概述及特點

2020/5/3

由于非金屬工業泵在耐腐蝕、磨蝕,以及價格方面有很強的競爭性,因此其在工業生產中的應用不斷增加。選用非金屬工業泵應考慮以下因素:

  1.力學性能

  泵承壓部件必須能承受運行工況下的載荷或應力,如果把金屬工業泵的設計簡單地應用到非金屬部件的設計中,則部件很可能失效。非金屬工業泵在短接管區或軸承箱處的過大應力可能引起泵殼發生蠕變,結果引起部件變形或彎曲以及不良對中。解決這個問題的辦法是計算非金屬部件上的應力水平,并在許用應力范圍內進行設計。

  2.耐腐蝕和耐磨性能

  非金屬材料的耐腐蝕性能一般優于同價位的金屬材料。

  金屬材料的磨粒磨損是由金屬表面的氧化物保護層不斷地脫落造成的,而非金屬材料不需要保護層,因此可以較好地抵抗不太嚴重的磨損。非金屬中耐磨性好的材料有工業陶瓷、耐磨橡膠和超高分子聚乙烯等。

  3.溫度

  非金屬材料的耐溫性能遠低于金屬材料。和金屬一樣,非金屬隨著溫度的升高,力學性能隨之下降。

  4.重量和隔熱性能

  與金屬工業泵相比,非金屬工業泵的重量輕,便于安裝和維修。此外非金屬材料是一種天然的絕熱體,無需在泵體上包覆保溫材料。

  5.耐燃性

  在劇烈燃燒的火中,熱塑性塑料會熔化、燃燒,熱固性非金屬會變成碳和灰。為防止非金屬材料燃燒,可以考慮添加阻燃劑。此外泵廠在提供產品時應告知用戶在材料遇火燃燒時,是否會出現毒性煙霧。

  非金屬工業泵的結構

  1.非金屬工業泵的結構特點

  典型襯塑非金屬工業泵結構如圖l-40所示。

  (1)泵體非金屬工業泵泵體的結構有整體和襯里兩種。整體泵體指整個泵體均為非金屬,一般僅適用于小口徑離心泵。襯里泵體一般指泵體材料為鑄鐵或鑄鋼,襯里層為非金屬。整體泵體可以選用熱固性材料、熱塑性材料,襯里泵分為彈性襯里、噴涂襯里以及剛性襯里。非金屬工業泵一般為單級、蝸殼式、徑向剖分結構。

  對于整體泵體可以加入筋骨進行加強,為了防止非金屬工業泵接口受力的脆弱性,可在非金屬工業泵體兩邊增加前后蓋板,并用螺栓進行連接加固。對于襯里泵可以通過金屬工業泵殼開設合適的槽孔進行固定。此外還可考慮在泵殼上焊接龜甲絲網加強。

  (2)葉輪非金屬工業泵的葉輪也可分為開式、半開式和閉式三種。閉式葉輪由熱塑性塑料制成,前后蓋板可以超聲波或震動焊接在一起。半開式、開式葉輪可以用熱塑性或熱固性塑料制成。

  葉輪分整體結構和內埋金屬件結構兩種。整體非金屬結構葉輪強度低,適用于小型泵;內埋金屬件結構采用模壓方式成型,葉輪強度高。

  1-泵殼;2-葉輪;3-泵益墊;4-泵蓋;5-螺栓;6-墊片;7-彈墊;8-螺鑰;9-軸套;10-密封;ll-支架;l2-油封;l3-油塞;l4-排油孔;15-軸承;l6-軸承座;17-主軸;l8-螺栓;l9-端蓋;20-支腳;21-拉桿;22-底座

  (3)密封環(口環)非金屬工業泵一般不設密封環。

  (4)軸非金屬工業泵的泵軸一般不與介質接觸,采用金屬材料,一端用于固定葉輪,另一端用于安裝聯軸器。非金屬工業泵的泵軸與葉輪常采用螺紋連接。

  (5)軸封非金屬工業泵的軸封型式有機械密封、動力密封和無軸封結構(詳見第一篇第二章)。

 ?、贆C械密封國內許多非金屬工業泵通常采用152型(或SBz)外裝式波紋管多彈簧單端面機械密封。該密封適用壓力范圍為0~0.5MPa,軸徑25~55mm,溫度<120℃,動環材料為填充四氟,靜環材料為氧化鋁陶瓷。該密封可用于濃度30%以上的鹽酸,50%以下稀硫酸,98%以上的磷酸和各種濃度的混合酸。該密封使用壽命較長,一般大于4000h。對于清水介質和酸性介質大部分選用WB2或152型機械密封,對于堿性介質一般選用l69型機械密封。當工作介質特殊時,應根據介質特性選用其他型式的機械密封,包括材料。

 ?、趧恿γ芊獍ǜ比~輪(或副葉片)密封和停車密封。該密封型式常用于輸送含固體顆粒的介質,一般適用于含固量大于15%的介質。動力密封泵需要注明最大允許入口壓力,以避免用戶在較高入口壓力下使用時產生大量泄漏。

 ?、蹮o軸封結構主要指非金屬磁力驅動泵,可用于輸送各種不允許泄漏的液體。

  2.非金屬工業泵與金屬材料泵的結構差異

  由于非金屬與金屬材料性能上的差異,非金屬工業泵的結構設計有以下特殊性。

  (1)葉輪密封處和背葉片與泵體的運轉間隙因塑料和玻璃鋼的線脹系數比鋼大2~6倍,沿用金屬工業泵的運轉間隙易發生咬合,使泵損壞。間隙過大又會使泵的效率降低,并造成泵軸向力的不平衡。由于徑向間隙不可調節,也可考慮采用軸向間隙,這樣無需拆泵,即可檢查并調節運轉間隙。

  (2)葉輪與軸的連接型式

 ?、偃~輪內預埋金屬件,通過金屬件與軸用鍵連接,或葉輪與軸直接用鍵連接,葉輪端部用葉輪螺母保護。此結構來源于金屬工業泵,由于密封面多,可靠性差,長時間使用后,易被介質腐蝕。

 ?、谌~輪內預埋金屬件,與軸采用螺紋連接,取消葉輪螺母。此結構可使軸完全受到保護,避免軸被介質腐蝕的可能。缺點是螺紋加工精度要求較高,運轉時嚴禁電動機反轉。

  (3)泵體襯里層厚度及其固定按國外泵企業標準,襯里層厚度一般為3~5mm,如果襯里過薄(如1.5~2mm),壓制過程出現局部襯里缺陷,導致泵的允許使用溫度和使用壽命有所下降,襯里層從泵體和后蓋基體金屬脫落的可能性也增大。

  襯里層固定方式可采用在基體金屬上布置較密的環形燕尾槽方法,使襯里層固定牢靠,同時機加工量較小。也可用基體金屬上布置較密小孔(或螺紋孔)的方法,襯里層固定不如燕尾槽牢靠,且機加工量較大。

  為了防止溫度變化引起的非金屬從泵殼上脫落或開裂,可考慮在泵殼上焊接龜甲絲網,從而使得襯塑泵可以做到較大規格型號,進口管徑最大可達ф600mm。

  (4)軸向力平衡塑料泵的葉輪內大多埋有金屬件,一般不宜用平衡孔的方法平衡軸向力。國內外普遍采用背葉片平衡軸向力。

  (5)接口非金屬工業泵進出口接管的受力目前尚未有相關的標準加以限定,一般由設計單位提出要求,并根據制造廠自身的制造情況而定。對于整體非金屬工業泵殼,一般采用活套法蘭方式與管道連接,活套法蘭與兩端蓋板連接;還可采用把法蘭與蓋板做成整體的方式與管道連接。


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