中濃紙漿泵葉輪的結(jié)構(gòu)特點

葉輪是中濃紙漿泵重要的水力部件。由于輸送介質(zhì)中含大的纖維和絮凝物因此葉輪采用半開式結(jié)構(gòu)。抽吸到真空室內(nèi)的少量漿料仍需通過離心力作用分離，在葉輪的背面設(shè)置背葉片。葉輪的正葉片和背葉片都采用圓柱葉片，既便于紙漿在流道內(nèi)順利輸送，又便于加工制造。根據(jù)歐拉公式，在給定轉(zhuǎn)速的情況下，出口直徑是影響泵揚程的一個重要參數(shù)。在輸送較的中濃紙漿時，一方面由于紙漿的粘度很高，另一方面紙漿內(nèi)的空氣不可能分離出去，都會造成同等流量轉(zhuǎn)速條件下，輸送中濃紙漿時泵的揚程和效率比輸送清水時下降。在計算中，根據(jù)工藝要求按照清水介質(zhì)計算所得葉輪外徑約為320mm，實際輸送中濃紙漿時選取的值比清水計算值高出5%-10%，具體取決于輸送紙漿的濃度，此處選取為350mm。紙漿濃度越高，放大系數(shù)越大。關(guān)于紙漿濃度與揚程的關(guān)系，在后面的試驗中將會介紹到。在新泵的設(shè)計中，可參考實驗結(jié)果相應(yīng)增大出口直徑。另一方面，半開式葉輪運行中還有一個很重要的參數(shù)，即葉頂間隙的選取?？紤]到半開式葉輪葉頂間隙會造成揚程的下降，也要適當(dāng)?shù)姆糯蟪隹谥睆?。不過根據(jù)后面的實驗結(jié)果顯示，相對于揚程，效率對葉頂間隙的變化加敏感。與輸送水相比，中濃紙漿對葉輪流道的另一個重要要求是通過性，即流道不能堵塞。這要求葉輪的出口寬度不能過小。根據(jù)速度系數(shù)法，如下式所示，在給定轉(zhuǎn)速和出口直徑的情況下，葉片出口寬度主要與泵的流量成正比。在設(shè)計中，由于缺乏對中濃漿料剪切流動后性質(zhì)的認(rèn)識，無法按照清水直接確定出口寬度的大小，因而選取三種不同的出口寬度，分別為14mm"18mm以及21mm,在后面分別進(jìn)行試驗測試。

在葉片安放角的選擇方面，較大的出口角會增加揚程，但是對磨損不利，因此出口安放角可比同等條件下清水泵的安放角小一些。大的角對通過性有好處，可以選擇較大的角。葉輪的重要參數(shù)還包括氣孔的中心位置。由于離心力的作用，氣體會集聚在靠近輪載附近，氣孔可選在靜壓小的位置處。另一個是氣孔的形狀，佳的氣孔形狀并不是圓的，而是類似三角形。根據(jù)氣體的運動規(guī)律，氣孔的形狀應(yīng)該和小壓力分布的等壓線形狀相似。氣孔的大小主要與漿料內(nèi)的含氣量有關(guān)。氣孔過大會造成容積效率下降，但是氣孔過小，如果漿料內(nèi)的氣體不能分離，泵的性能也會降低。一旦氣孔的中心位置確定，擋漿板的外徑也大致確定。通常，在葉輪背面設(shè)置背葉片起密封作用。本葉輪中，由于平衡孔的存在，背葉片還起到將從平衡孔進(jìn)入蓋板后側(cè)漿料重新打入蝸殼的作用。因此背葉片不能太窄，否則蓋板后側(cè)流道很容易堵塞。但是相對于正葉片，由于后側(cè)漿料較少，背葉片的寬度可適當(dāng)減小，這對泵的整體效率有好處。為了簡化制造，背葉片采用徑向直葉片。為了增強(qiáng)葉片對流體的作用，采用長短葉片相結(jié)合的方法設(shè)置，在長葉片中間加設(shè)短葉片，背葉片數(shù)共10片。