污水泥漿泵鑽探過程中﹐向鑽孔里輸送泥漿或水等沖洗液的機械。泥漿泵是鑽探設備的重要組成部分。
基本介紹
- 中文名：污水泥漿泵
- 外文名：Sewage slurry pump
基本介紹,工作原理,污水泥漿泵分類,葉輪的水利設計,特點,主要用途,
基本介紹
工作原理
在常用的正循環鑽探中﹐它是將地表沖洗介質──清水﹑泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下﹐經過高壓軟管﹑水龍頭及鑽桿柱中心孔直送鑽頭的底端﹐以達到冷卻鑽頭﹑將切削下來的岩屑清除並輸送到地表的目的。常用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的﹐由動力機帶動泵的曲軸迴轉﹐曲軸通過十字頭再帶動活塞或柱塞在泵缸中做往復運動。在吸入和排出閥的交替作用下﹐實現壓送與循環沖洗液的目的。
污水泥漿泵分類
泥漿泵分單作用及雙作用兩種型式﹐單作用式在活塞往復運動的一個循環中僅完成一次吸排水動作。而雙作用式每往復一次完成兩次吸排水動作。若按泵的缸數分類﹐有單缸﹑雙缸及三缸3種型式。
污水泥漿泵性能 污水泥漿泵性能的兩個主要參數為排量和壓力。排量以每分鐘排出若干升計算﹐它與鑽孔直徑及所要求的沖洗液自孔底上返速度有關﹐即孔徑越大﹐所需排量越大。要求沖洗液的上返速度能夠把鑽頭切削下來的岩屑﹑岩粉及時沖離孔底﹐並可靠地攜帶到地表。地質岩心鑽探時﹐一般上返速度在0.4～1.0米/分左右。泵的壓力大小取決於鑽孔的深淺﹐沖洗液所經過的通道的阻力以及所輸送沖洗液的性質等。鑽孔越深﹐管路阻力越大﹐需要的壓力越高。隨著鑽孔直徑﹑深度的變化﹐要求泵的排量也能隨時加以調節。在泵的機構中設有變速箱或以液壓馬達調節其速度﹐以達到改變排量的目的。為了準確掌握泵的壓力和排量的變化﹐泥漿泵上要安裝流量計和壓力表﹐隨時使鑽探人員了解泵的運\轉情況﹐同時通過壓力變化判別孔內狀況是否正常以預防發生孔內事故。
葉輪的水利設計
葉輪出口寬度b2
葉輪寬度是對泥漿泵最主要的參數之一。是泥漿泵效率,通過性,抗磨性,汽蝕性綜合考慮的結果，反循環鑽機鑽進時，其泥漿中摻雜大量頁岩或泥沙，有時還會有大的石塊，從效率考慮,泥漿泵較大葉片排擠和尺寸效應必然要求較大的葉片寬度才能保證良好的過流通道面積,以達到高效.從抗磨性考慮,較大的寬度有利於減小流速,減小葉輪外徑,從而減小磨損,從通過性考慮,葉片寬度越大,通過性越好,為保證大顆粒的通過性,至少應大於要求通過最大顆粒的尺寸.從汽蝕性考慮,泥漿泵進口較大葉片排擠惡化了汽蝕性能.從輸送性考慮,進口尺寸過大導致顆粒沉降,因此葉片寬度也應當限制而不宜過大.綜合考慮,葉片出口寬度：
式中,kb2=(1.6~2.0)(n/100)5/6
葉輪進口直徑D0
葉輪進口直徑按進口處相對速度最小,因而水力損失最小的原則來確定。
式中, k0 為係數,一般取4.0; 若要考慮泵效率則取K1 = 4. 1～4. 5 。
Q為流量, m3/h;
n為轉速,r/min.
葉輪出口直徑D1
葉輪出口直徑D1 的大小不但直接影響到泵的揚程,而且對泵的效率也會有很大的影響,因為壓水室的水力損失直接與葉輪出口的絕對速度有關。為了減小壓水室的水力損失,D2 應在滿足設計參數的條件下使葉輪出口絕對速度最小,並以此來確定葉輪的出口直徑。
D1 =
式中 K2 ———係數,與泵的比轉數 ns ,葉片數N ,葉片出口安放角β2 有關。在本次設計中, ns = 97，由此,取K2 = 3. 9 。根據有關資料得出b2 與D1 的關係為 。此關係式可作參考。根據經驗,當 = 218～312 時,效率最佳,但同時也會造成一個不可忽視的問題,泵的結構也許會因此而過於龐大,修理困難,因此一般不採用。在設計過程中,經常取 = 2125～218 ,這時泵的效率和汽蝕性能都比較優良。
葉片進出口安放角β1，β2
葉片出口安放角β2要取稍大一些，較大的β2可以減小摩擦損失，泥漿中頁岩濃度高，β2按250~300之間選取。
葉片進口安放角β1可通過計算求得：
式中，β1`為液流角；
Vm1為葉輪入口軸面速度，m/s;
U1 為葉輪入口圓周速度,m/s
3.4葉輪直徑D2
式中，KD2=(9.0~9.6)(ns/100)-1/2
當保證一定的效率而重點考慮抗磨性要求時取小值。當保證一定抗磨性要求而側重效率時取大值。
葉片線形，葉片數，葉片包角的 選取
以往葉片線形均為單圓弧或雙圓弧，這種線形葉片容易手工焊接製作，由於材料原因，其使用壽命短，抗磨性差，目前國際上有關性能優良的泥漿泵的流線線形，主要採用漸開線及對數螺旋線。根據鑽機泥漿泵使用情況，泥漿泵葉片數，葉片包角值不能過大，也不能過小。在通常情況下,葉片數一般取3～5 片,但從以往的實際經驗來看,設計良好的3 葉片葉輪,其效率不低於5 葉片葉輪。因此為了改變雜質泵的通過性能,應儘量選取。
葉片數N為3 片,葉片出口安放角β2 = 22°，葉片包角為110o~130o.這是目前反循環鑽機常選用的參數。
泵葉輪製造工藝及材料防護
葉輪作為泥漿泵的最主要過流部件，製造工藝十分重要。但漸開線線形的葉片不容易整鑄，一是葉片形線不易保證，二是葉片表面質量不易保證。所以採用組鑄結構。
泵殼採用整鑄結構，形線和鑄造質量都能有保證，為了能降低購買成本，大多數廠家和鑽主都選用自製的泵殼，這也未嘗不可。但要很好的保證結構工藝性能。
泥漿泵連續工作的實際輸出功率的確定
可按公式 q= Q×λ×μ 確定
式中: q為泵的連續工作的實際輸出功率，kW；
Q為柴油機的額定功率,kW;
λ為持續功率係數，取0. 9;
特點
本泵系單級單吸立式離心泵，主要部件有蝸殼、葉輪、泵座、泵殼、支撐筒、電機座、電動機等組成。蝸殼、泵座、電機座、葉輪螺母是生鐵鑄造、耐腐性、耐腐蝕性較好，加工工藝方便。
葉輪為三片單園弦彎葉，選用半封閉葉輪，並採用可鍛鑄鐵、所以強度高，耐腐蝕；加工方便，通過性好，效率高。
為了減輕重量和減少車削量、泵軸是優質碳素鋼冷拉園鋼製造。
泵座中裝有四隻骨架油封和軸套，防止軸磨損，延長軸的使用壽命。
本泵可垂直或傾斜使用，占地面積小，蝸殼需埋在工作介質中工作，容易啟動，不需弓I水，旋轉方向應從電機尾部看是順時針方向工作。
總機長度備有各種規格，以便使用單位根據用途因地制宜地選用。
主要用途
1、NL型多用液下泵系單級單吸離心泵，使用於礦山，造紙、印染、環保、石墨、雲母、黃金、陶瓷、煉油、石油、化工、農場、鹽場、碘場、染化、釀酒、食品、化肥、焦化、選廠、建築、大理石廠、金礦、泥漿、流沙、泥塘、污塘、污濁液送吸濃稠液、裝料及懸浮物質的污水作業，也可作礦排水及含有泥塊的流體。
2、若與高壓水泵，水槍配合，組成水力機械化土方工程機組，就可用作於土地平整，河道與池塘的疏浚、鑿開等小型水利工程的挖方與輸方，以及城市的防空工程，地下工程。
3、養魚用作帶水清塘、魚池增氧等。
