[发明专利]一种将导叶应用于离心式泥泵以实现抗磨的新方法

说明书

一种将导叶应用于离心式泥泵以实现抗磨的新方法，其特征是：在叶轮的进口防磨环上设计导叶，采用提前分割泥砂浆的策略对泥沙浆进行偏离导流，避免叶片头部承受泥砂浆直接冲击。本申请目的公开一种抗磨方法，以解决“泥泵严重磨损主要集中发生在叶轮入口、叶片头部(主要是接近前盖板的大半径处)”的问题。

技术领域

本申请涉及离心式泥泵(渣浆泵)抗磨设计方法。

背景技术

泥泵(又称渣浆泵)是一种通过泵送的方式实现对泥土、砂砾、碎矿石等物质连续输送的机械装备，常用于疏浚吹填、矿山机械、污水处理等领域，其主要作用是给泥沙浆等固粒-水混合物质做功，提高其机械能，并通过管道将其输送到指定区域，是疏浚领域必不可少的关键装备。

出于装拆方便、高扬程、高效率等多种需求的考虑，泥泵普遍采用单级单吸离心泵，叶轮普遍采用闭式叶轮构造。在此类泵中，流体从轴端被水平地吸入泵内，随后进入旋转运动的叶轮内转为径向流动，并被约束在前、后盖板以及叶片围成的流道内随叶轮一起旋转，在此过程中接受叶片对其做功而具有更高的压力与速度，随后从叶轮中流出进入扩压室，在扩压室内降速增压，将部分动能转化为压力能，最后从扩压室出口流出。

与常规水泵不同，泥泵(图1)输送的物质中有各种不规则尖锐固体，将对泥泵内的主要做功部件——叶轮产生严重的磨损。泥泵叶轮的磨损问题至今仍是一个亟待解决的难题。有效减少叶轮的磨损可延长叶轮的使用寿命，节约维修成本。同时，尽量完好的叶轮结构是泥泵稳定运行、疏浚施工高效进行的必要保证。减少叶轮磨损的主要技术途径分为“选用耐磨材料”与“改进结构”两大方向。

最接近现有技术：

目前，泥泵叶轮的结构设计通过合理地选择叶片进口角及叶片包角、采用弯扭叶片造型等技术手段改善叶轮内流动，这些结构技术在改善磨损上取得了不错成果，但难再有突破性发展。针对叶轮进、出口附近的磨损，泥泵普遍在叶轮进口安装吸口防磨环(如图1)，在叶轮出口外安装肩胛防磨环(具体的，肩胛防磨环在扩压室与前/后盖板之间，保护两者连接部位)，试图通过不断替换防磨环，防止该处的局部破坏导致整个叶轮报废，但叶片头部、叶片头部附近端面、叶片尾部附近的磨损尚未有针对性的结构改善技术方案。

发明内容

本申请目的公开一种抗磨方法，以解决“泥泵严重磨损主要集中发生在叶轮入口、叶片头部(主要是接近前盖板的大半径处)”的问题。

叶片头部的磨损主要是冲击磨损，原因是叶轮进口靠近前盖板的区域(如图1A处)具有较大的周向速度，沙砾、岩石块等体积较大，如此硬度较大的固体进入叶轮后，会在惯性作用下冲击该位置(如图1A处)；叶片头部的分流作用导致附近流动容易出现涡流，砂石在涡流内反复剐蹭造成磨损，因此，叶片头部附近端面上的磨损多由涡流引发。

应对上述技术问题，本申请需要保护的技术方案，概括为：

一种应用于离心式泥泵的抗磨方法，其特征是：在叶轮的进口防磨环上设计导叶，采用提前分割泥砂浆的策略对泥沙浆进行偏离导流，避免叶片头部承受泥砂浆直接冲击。

进一步限定技术方案，所述引流导叶2安装于叶轮的进口防磨环1上，多个导叶2在周向均匀分布于进口防磨环1内壁，引流导叶2与进口防磨环1随叶轮同步旋转。

进一步限定技术方案，在叶轮内，引流导叶2的数量与叶片4数量一致，其设置位置与叶片4相对，相互之间留有间隙。

进一步限定技术方案，所述导叶2靠近并正对叶轮叶片4头部。

附图说明

图1为常规泥泵叶轮侧视图

图2实施例中泥泵叶轮组件的1/4剖面示意图

图3实施例叶轮组及进口防磨环(安装有引流导叶后)构造示意图

图4实施例叶轮组件中进口防磨环(安装有引流导叶后)作用机理示意图