[00638178]无过载排污泵设计方法及内部流动研究

排污泵广泛应用于石化、矿山、冶金、电力、城市农村排污等各种污水处理作业，随着国民经济的发展，市场对排污泵的需求量日益增大。该泵运行环境恶劣，各种不同工况操作人员水平差异很大，原有排污泵故障频发，电机腔泄漏、电机过载烧毁、机械密封寿命短、过流部件磨损、轴承失效、水力性能较低、易堵塞。研发出高效、无过载、双流道、高可靠性的无过载双流道潜水排污泵是各种污水处理工况的迫切需要，同时提高产品运行效率也是国家节能减排的重点方向。该项目从六个方面着手，提高无过载排污泵产品质量与效率：1.通过理论研究提出排污泵无过载预测公式，使设计者可以根据事先预测来调整设计；2.提出无过载排污泵的设计方法解决通过性能和无过载矛盾的问题；3.根据双流道泵的特点提出适合双流道泵设计无过鼓预测公式及叶轮设计方法；4.利用正交实验分析几何参数对无过载性能的影响，为进一步设计提供依据；5.进行无过载双流道泵内流场的三维湍流数值模拟及性能预测使设计者对双流道泵内部流动有初步了解进一步来指导设计；6.开展了三维参数化造型的研究，基于Pro/Engineer二次开发了双流道叶轮水力设计软件为有限元分析、数控加工或是快速成型试制样品提供完整三维产品数据。该项目应用了多项创新成果，双流道整体蜗室与其他过流部件的优化设计使得整机平均效率得到提高。设计的双流道整体蜗室最大限度降低水力损失，使得内部流动更加合理，提高了效率，同时保证泵在偏离设计工况点时也能自动平衡转子径向力，轴承寿命大大延长，密封环的磨损减少；机械密封采用两道密封室的特殊设计，防治漏水，保证电机安全可靠，采用具有特殊结构的双端面机械密封装置，无论涡室上部或者油室内的压力升高或者降低，均能保证摩擦副正常工作，阻断污水进入油室甚至进入电机导致机械密封失效、电机烧毁，同时保证油室内的机械油不漏入电机腔，使得机械密封始终不脱油运行，确保整机安全可靠运行时间；叶轮采用树脂砂精密铸造工艺，保证水力平衡、轴向力径向力平衡保证轴承安全可靠，不同场合选择不同材料保证了泵的寿命，先进的制造工艺、完善的质量保证体系、严格的实验要求使得无过载双流道排污泵达到国际同类技术先进水平。和国内外同类产品相比，产品更加节能，安全可靠，无过载，寿命长，排污性能好。根据用户意见，排污泵首次平均无故障运行时间超过3000小时。经机械工业排灌机械产品质量检测中心检测过的无过载双流道排污泵的性能参数整机效率高于排污泵行业标准JB/T5118-2001约5%-10％。