
渣漿泵的付葉輪(更專業的名稱是 副葉輪 或 背葉片),是一個安裝在主葉輪后方、與主葉輪同軸旋轉的關鍵部件。它的作用可以精辟地總結為:一套高效、無接觸的“動力密封”系統,是保護泵軸封、延長泵壽命的核心設計之一。
簡單來說,它的核心作用是:利用旋轉產生的離心力,將磨蝕性礦漿“推開”,阻止其進入軸封區域,從而保護密封和軸承。
下面從原理、作用和注意事項三個方面詳細解析:
如上圖所示,當副葉輪隨泵軸高速旋轉時,其葉片會產生強大的離心力。這個離心力作用于試圖從高壓泵腔向低軸封側泄漏的介質(礦漿或液體)上:
對固體顆粒:離心力將其中密度高、磨損性強的固體顆粒直接甩回到主葉輪后的泵腔中,阻止其接近軸封。
對液體:離心力同時形成一個指向泵腔方向的反向壓力(即“泵送效應”),這個壓力抵消了部分從泵腔向外泄露的液體壓力。
最終結果:在副葉輪的作用下,軸封(無論是填料密封還是機械密封)所處的工作環境,從一個充滿磨蝕性礦漿的惡劣環境,轉變為一個只有少量清潔液體(通常來自注入的沖洗水)的相對溫和環境。這被稱為動力密封或流體動力密封。
密封保護:這是最主要的作用。它極大地延長了軸封和軸套的使用壽命,是渣漿泵應對磨蝕性介質的一道、也是防線。
允許更簡單的軸封形式:在采用了高效副葉輪的泵上,軸封主要用來封住清潔的沖洗水或水封,而不是直接封堵礦漿。因此,可以采用更可靠、維護更簡單的填料密封(只需輕微滴漏潤滑冷卻),而對密封的磨損要求大大降低。當然,與機械密封組合使用效果更佳。
平衡軸向力(輔助作用):副葉輪的結構設計(如葉片角度、直徑)可以產生一個與主葉輪產生的軸向力方向相反的力,從而部分平衡軸向力,減輕推力軸承的負荷,提高軸承壽命。
幾乎無磨損:作為一種非接觸式密封,副葉輪本身與泵體之間沒有摩擦,只要材料耐磨,其壽命很長。
副葉輪并非“一裝永逸”,它有特定的工作條件和要求:
必須配合“停車密封”使用:
問題:副葉輪的動力密封效應只在泵運行時有效。一旦泵停機,離心力消失,密封作用立即失效,泵腔內的礦漿會倒灌進入軸封和軸承箱。
解決方案:必須配備停車密封(如橡膠圈、氣囊密封等)。在停機時,停車密封自動或手動壓緊,形成物理屏障,防止泄漏。
消耗額外功率:副葉輪旋轉需要做功,會增加泵的軸功率(通常增加約5%-10%),略微降低整機效率。
對旋轉方向有嚴格要求:副葉輪的葉片方向是固定的,其“泵送”產生的反向壓力方向取決于旋轉方向。因此,泵的轉向必須嚴格按照設計方向,否則副葉輪不僅不起密封作用,反而會成為“加速泄漏的泵”。
無法實現“零泄漏”:它是一種輔助性、改善性的密封,不能達到機械密封那樣的長期零泄漏標準。其目標是“控制泄漏,并將泄漏物由有害的礦漿變為清潔的液體”。
您可以將付葉輪(副葉輪) 想象成渣漿泵軸封區域的 “旋轉力場護盾”:
當泵啟動時,護盾(離心力場)立刻激活,將危險的“飛石”(固體顆粒)彈開,并頂住“洪水”(高壓礦漿),只允許安全的“霧氣”(清潔液體)通過。
當泵停止時,護盾消失,必須立即降下一道“物理閘門”(停車密封)來阻擋。
它和軸套的關系是協同防御:
軸套:是保護主軸的“內甲”,通過自身的高硬度和可更換性,承受最后的摩擦。
副葉輪:是隔離危險介質的“力場盾”,讓軸套和軸封根本接觸不到最危險的敵人。
因此,在輸送高濃度、強磨蝕、大顆粒渣漿的工況下,帶有高效副葉輪設計的渣漿泵,是保證長周期、低維護運行的可靠選擇之一。在選型和維護時,務必確認其副葉輪的設計狀態、旋轉方向以及停車密封的有效性。
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