一、背景情況

　　全塑或鋼襯塑結(jié)構(gòu)的防腐泵是化工、冶煉、環(huán)保等行業(yè)中常用的輸送腐蝕性流體的機(jī)泵，尤其是過流部件用超高分子量聚乙烯制造的防腐離心泵，還有極好的耐磨性能。因此這類離心泵可以輸送腐蝕性、磨蝕性料漿。事實(shí)上，在國內(nèi)的環(huán)保、化工、冶煉等工業(yè)領(lǐng)域中已有幾十萬臺(tái)這種泵機(jī)在崗運(yùn)行，本公司近十年供應(yīng)市場(chǎng)的數(shù)量也有二十多萬臺(tái)。

　　但是這種防腐離心泵存在著密封壽命不長(zhǎng)、功率消耗大、效率低、泵體耐磨性差等幾個(gè)缺點(diǎn)，而且?guī)资陙黹L(zhǎng)期未得到有效的克服和提高。

　　二、防腐離心泵存在問題的原因剖析

　　2.1 功耗大、效率不高

　　產(chǎn)生這個(gè)結(jié)果的原因之一是：葉輪的背葉片（或副葉輪）消耗功率5~15%。為了保證軸密封的使用安全性，這類離心泵都要設(shè)置背葉片為密封部位的流體減壓。因?yàn)榉栏蠞{泵的軸密封，在密封部流體壓力較低或呈負(fù)壓的條件下，才能安全可靠運(yùn)行，否則使用壽命較短。一般來說，防腐離心料漿泵為密封減壓、平衡軸向的背葉片（或副葉輪）所需消耗的軸功率為整個(gè)泵機(jī)功耗的5~15%左右，其中輸送壓力高的泵機(jī)背葉片消耗的功率偏高些。如果不采取背葉片減壓措施，軸密封的使用壽命會(huì)很短。

　　2.2 軸密封壽命短

　　密封壽命短的原因仍來自于密封部的流體壓力。雖然用背葉片為密封部位減壓，卻仍存在如下情況：一種情況是實(shí)際崗位使用運(yùn)行壓力低于泵設(shè)計(jì)壓力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生泵腔中流體壓力低，進(jìn)而使密封部位返流的流體少，甚至無返流液體，再進(jìn)而致使泵機(jī)密封部無液體冷卻，機(jī)封發(fā)熱燒壞或壽命縮短；另一種情況是用戶實(shí)際使用工況的使用壓力高于泵設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)壓力，泵處于逼壓狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，泵腔中的流體壓力就會(huì)較高，進(jìn)而致使向密封處返流的流體充盈，使密封處有足夠的冷卻流體，密封不會(huì)產(chǎn)生干磨、發(fā)熱。但又產(chǎn)生了另一個(gè)問題：返流流體使密封部的壓力升高，密封部流體壓力升高就會(huì)損壞密封。以唇形橡膠密封為例，密封部的流體壓力如果一米水柱，密封壽命兩個(gè)星期；如果是兩米水柱，密封壽命就只有一個(gè)星期；如果是四米水柱，密封壽命只有兩天。

　　所以會(huì)出現(xiàn)相同的泵機(jī)，在不同的廠家、不同的使用工況，就出現(xiàn)不一樣的使用效果：有的崗位泵軸密封會(huì)一年不壞，有的崗位能挺一個(gè)月就不錯(cuò)了，使用結(jié)果與實(shí)際使用工況相關(guān)聯(lián)。上述這個(gè)問題在業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期存在，但至今未有好的統(tǒng)籌方法解決。

　　2.3 泵殼、葉輪磨蝕嚴(yán)重

　　原有技術(shù)中仍存在泵殼泵體內(nèi)部與葉輪的局部磨損嚴(yán)重的問題。泵內(nèi)部組件的磨耗構(gòu)成的原因很多：有含固量多少、固體的硬度、使用的溫度、機(jī)泵運(yùn)行的方式等，但有一條重要的因素就是葉輪背葉凸條運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的渦流，對(duì)泵機(jī)產(chǎn)生的沖擊性、挖鑿性磨損，帶漿體的渦流有極強(qiáng)的沖刷性破壞力，不僅磨損泵殼，也磨損葉輪本身。

　　針對(duì)原有防腐離心泵應(yīng)用中存在的三種不足，我們進(jìn)行了創(chuàng)新改良。

　　三、創(chuàng)新的目的

　　提供一種泵機(jī)部有充盈的冷卻液，冷卻流體呈負(fù)壓，密封接觸的流體相對(duì)為清液，密封運(yùn)行安全性高，葉輪無背葉凸條、消耗功率少，泵殼、葉輪相對(duì)磨損少的新一代防腐離心泵。

　　四、目的實(shí)現(xiàn)方法

　　改良的技術(shù)方案是：重新設(shè)計(jì)離心泵的葉輪，取消原有技術(shù)中葉輪的背葉片，加厚葉輪的幅板，在幅板上開設(shè)徑向的排液孔和軸向的補(bǔ)液孔，在幅板后側(cè)設(shè)置凸環(huán)和存液腔，并在泵殼上與存液腔對(duì)應(yīng)的部位開設(shè)存液凹坑。安裝時(shí)，葉輪背面幅板上的凹坑與泵殼上的凹坑互合組裝，葉輪的凸環(huán)套設(shè)在泵殼上的凹坑內(nèi)，使冷卻液的存液腔形成一個(gè)相對(duì)封閉的容腔。

　　五、工作機(jī)理

　　泵機(jī)運(yùn)行時(shí)旋轉(zhuǎn)的葉輪，使排液孔產(chǎn)生抽吸力，抽吸存液腔中的液體。存液腔中液體被抽吸時(shí)，就呈負(fù)壓狀態(tài)。為了使存液腔中冷卻密封的存液不升溫，在葉輪幅板上設(shè)置的補(bǔ)液孔就會(huì)在存液腔負(fù)壓的作用下向存液腔中補(bǔ)液，使存液腔中的流體流動(dòng)，使密封部始終保持較低的流體溫度。泵機(jī)在工作時(shí)，存液腔中的流體隨葉輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，在離心力和重力的作用下，把存液腔中流體里的固體顆粒物甩向存液腔的內(nèi)周部，使存液腔中心部的流體呈清液狀態(tài)，減少了固體顆粒物對(duì)密封組件（橡膠密封圈和機(jī)封的動(dòng)靜環(huán)）的沖刷和磨損。

　　在這個(gè)技術(shù)方案中，由于葉輪去除了背葉凸條，葉輪的流阻減小，進(jìn)而使軸密封消耗降低，節(jié)省了能耗！也因?yàn)闆]有了背葉凸條，葉輪在運(yùn)行過程中消除了由背葉片所產(chǎn)生的渦流，進(jìn)而使泵殼的磨損減小。

　　六、小結(jié)

　　一種離心泵的創(chuàng)新，僅僅改變了一個(gè)葉輪的結(jié)構(gòu)，就統(tǒng)籌性提升了泵效率、泵密封可靠性、泵耐磨性三個(gè)歷史性難題，就使整個(gè)泵機(jī)的效率提升5~8%，并降低了密封部位的流體溫度，降低了密封部位的流體壓力，能使密封部的流體既呈負(fù)壓狀態(tài)，壓力又不會(huì)升高或降低，密封部流體不受工況條件限制，密封部流體流動(dòng)性好，含固量少，使泵機(jī)的軸密封安全性、可靠性大幅度提高，還使泵機(jī)防腐耐磨的性能提升，延長(zhǎng)了泵機(jī)的使用壽命，提升了泵機(jī)的整體安全性、可靠性！

　　附：常見問答

　　問：為什么這種創(chuàng)新離心泵的機(jī)封或動(dòng)力密封壽命會(huì)長(zhǎng)？
　　答：1、因?yàn)槊芊獠课焕鋮s液不會(huì)斷流；2、密封部位的冷卻液始終為負(fù)壓狀態(tài)；3、密封部的流體中含顆粒物少，相對(duì)為清液，沒有砂粒對(duì)機(jī)封或橡膠圈磨損。所以密封壽命相對(duì)較長(zhǎng)。

　　問：為什么密封部位的冷卻液不會(huì)斷流，且比較充盈？
　　答：因?yàn)槊芊獠课辉O(shè)有存液腔（見上圖），存液腔中儲(chǔ)存有充盈的冷卻流體。

　　問：為什么密封部位的冷卻液始終會(huì)處于負(fù)壓狀態(tài)？
　　答：因?yàn)槔鋮s存液腔設(shè)有外排的排液孔和補(bǔ)液的補(bǔ)液孔，排液孔通過葉輪的離心力向外抽排存液腔中的流體，由于排液孔的排液量設(shè)計(jì)大于補(bǔ)液孔的補(bǔ)液量，再加之存液腔為相對(duì)封閉的容腔，因此存液容腔中的液體只要泵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而不脫液，就會(huì)處于負(fù)壓狀態(tài)。

　　問：為什么密封部位接觸密封的流體是相對(duì)的清液，對(duì)機(jī)封不會(huì)產(chǎn)生磨損？
　　答：因?yàn)樾滦捅迷诿芊獠课辉O(shè)置了環(huán)形存液腔，泵機(jī)工作時(shí)，流體在存液腔中快速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，固體顆粒物被甩到存液腔的內(nèi)周面，進(jìn)而通過排液孔排出。這樣使得接觸密封的液體就基本為清液，這種工作機(jī)理的設(shè)置，有效地提高了密封的安全可靠性。

　　問：為什么新型泵比較節(jié)能，能節(jié)能5~8%？
　　答：因?yàn)樾滦捅玫闹魅~輪上不采用外凸的背葉片，泵機(jī)運(yùn)行時(shí)，葉輪的流阻減少，泵機(jī)的功耗也隨之降低。雖然減壓流道也產(chǎn)生部分功耗，但是其消耗量微乎其微，與原有技術(shù)比能降低功率消耗5~8%。

　　問：為什么型離心泵的整體耐磨性能提高了？
　　答：因?yàn)樾滦碗x心泵的葉輪不采用外凸的背葉片，葉輪背部是光滑的圓盤狀，泵機(jī)運(yùn)行時(shí)沒有阻力，沒有渦流旋轉(zhuǎn)，因此也減少了帶漿渦流對(duì)泵體的沖擊性、挖鑿性磨蝕，進(jìn)而提升了泵機(jī)蝸殼的耐磨性能。

　　問：新結(jié)構(gòu)的葉輪與原有機(jī)泵通用嗎？可以互換嗎？
　　答：新葉輪與我公司原有的B型結(jié)構(gòu)的離心泵可以互換、互配。如果不是B型結(jié)構(gòu)的離心泵可采取兩種方法：一種是更換泵殼；另一種是在泵殼上加工一個(gè)凹坑。其它組件全部通配。

　　問：這個(gè)改良創(chuàng)新技術(shù)可以用在那些型號(hào)機(jī)泵上？
　　答：這個(gè)改良創(chuàng)新的技術(shù)適用于我公司的以下型號(hào)：UHB-ZK、UHB-UF、UHB-Z、UHB-FX、UHB-P、FS等系列泵。

　　問：這個(gè)創(chuàng)新技術(shù)可以與那些密封匹配？
　　答：可以和各種機(jī)封、K型動(dòng)力密封匹配，例如：K型動(dòng)力密封、抗空轉(zhuǎn)雙密封、WB2、WB3、169等單端面機(jī)封、雙端面機(jī)封。

　　問：這項(xiàng)技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)了沒有？
　　答：這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新已申請(qǐng)了多項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。