一种新型污水切割泵

作者:刘元成 文章来源:刘元成,山东双轮股份有限公司高级工程师 发布时间:2015-12-31

随着社会的发展和进步,世界各地的城市化建设都在不断加快,伴随而来的生活污水越来越多,其水内杂质也越来越复杂,过去那些普通的污水泵已不能满足其使用要求,国内外许多厂家都在着手研发自己特色的高性能污水泵,并且已经取得了良好的使用效果。近年来,切割型污水泵很受市场的青睐 ,引起了业内人士的广泛关注,但是,这类泵也存在一些共有的不足,其突出弱点是:效率比较低,结构比较复杂,制作和维护费用较高。本文推出了一种创新型设计,用于中小型污水排放场合,这些问题就基本上都得到了解决。其结构和工作原理参见图1、图2。

图1

图2

上图所示为立式新型污水切割泵安置于容器上口的一种形式,导流座辅助支撑于容器底部,刀盘法兰与容器口密封连接。

由图1可见,叶轮上下端面分别紧贴泵壳内壁和刀盘顶面构成最佳配合关系。叶片横截面为C型,刀盘设有多个渐变形进水口,为可拆卸形式,可通过改变微调垫片厚度或磨削刀盘顶面调整与叶轮底面的配合间隙;通过改变轴肩配合处叶轮孔端面的长短可以控制叶轮与泵壳内壁的最佳间隙。

作为小规格污水切割泵,叶轮可通过螺纹直接扭紧于轴上,在轴头设内六角沉孔,就实现了轴栓连接形式,这种无键连接减小了叶轮轮毂直径,使进水口的分布半径可以更小些,对提高水泵效率、改善动平衡非常有益,同时也根除了可能出现的螺栓脱落隐患。

导流座入水口的大小可根据不同场合需要设定,过大的污物可以限制在导流座以外。

由图2可见,进水口随着叶轮旋转方向逐渐变窄,工作时叶轮刀刃与刀盘刀刃构成了滑动剪切关系,杂物一旦进入被迫接受滑动剪切直至切断,这种切断消耗动力最小,平稳过渡中不易产生振动。

这种C型截面叶片不仅可以形成锋利的切削刃口,明显降低切削阻力,还可以有效减少两侧渗漏,同时提升了叶片强度,减轻了叶轮重量;这种叶轮不产生轴向力,模型、铸件的制作、加工比较容易,叶片刃口磨削非常方便,对掌握配合精度、叶轮修磨重复利用非常有利。见图3。

图3

这种刀盘可以制作成铸件或冲压件,材料的选择也很方便,进水口尺寸和形状可以根据不同的污水条件进行设计,加工精度也容易保证,使用维护也很方便,刃口用钝后还可以二次刃磨重复利用。

对比目前国内外市场上比较流行的各类小型污水泵(参见图4、图5、图6、图7、图8)我们就可以发现它们存在的诸多不足在这里已经不见了。

由上述分析和试测数据对比,我们得出新型污水切割泵具有以下突出特点:

◆节能效果好,整体效率可高于国际知名品牌10%以上

◎叶轮兼做割刀。无专用割刀水阻能耗;

◎C型截面叶片。刀刃锋利,双端面配合,切割阻力小,侧面泄露少,无轴向力摩擦;

◎无键、栓连接。同轴度高,无偏心振动能耗,延长轴承使用寿命;

◎滑动剪切破碎。叶片与入水口刀盘构成滑动切割,能耗少,振动小,效果好。

◆可靠性高,工艺性好

◎不存在螺钉、叶轮脱落;

◎关键件方便材料选择,方便加工制造;

◎入水口较大,不存在泵口周边堆积。

◆维护性、经济性好

◎叶轮、刀盘方便拆卸,方便二次刃磨重复利用;

◎构造简单、整体尺寸小、用料少,具有很高的成本优势。

目前国内外的污水切割泵绝大多数效率都比较低,耗电量较多。因此,研发和推广新一代更加节能高效的污水泵是我们设计工作者的一份责任,这里提出自己的一些观点与大家共同探讨,希望能对广大读者起到抛砖引玉的效果。

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