一种塑料离心泵叶轮的改进设计

汪卫平

摘 要：介绍一种氟塑料离心泵衬塑叶轮新型结构设计，采用整体骨架结构，增加叶轮的强度，提高了叶轮使用寿命，有利于确保塑料离心泵长期高效的运行，提高生产效率，节约能源。

关键词：氟塑料;离心泵;叶轮;骨架

1 前言

离心泵因其输送液体能力大，流量均匀稳定，使用方便，造价低，具有极其广泛的应用。离心泵所用的材料种类包括铸铁、不锈钢、塑料等。对于输送强腐蚀性的酸、碱、盐等介质，过流部件主要是用氟塑料，泵体采用塑料，叶轮及泵盖均采用金属嵌件外包氟塑料合金压制成型，轴封采用先进的外装式波纹管机 械密封，静环选用99.9%氧化铝陶瓷，动环采用四氟填充材料，其特点是耐腐耐磨密封性好。

离心泵送介质在工农业生产中极为普遍，但是在特殊行业输送的介质对泵过流部件的材质及结构要求极为严格。有些领域需要泵送特殊成分的介质，如宝钢、鞍钢等大型钢铁企业生产高档冷轧汽车用板材或高端硅钢板时需要泵输送酸洗液，其成分为20%浓盐酸或氢氟酸等混合酸，温度为80℃-100℃，输送介质的流量达到250m3/h，扬程较高达到100m，普通材料的金属泵无法使用，极少数特殊材料的金属泵勉强可以使用，但也因使用寿命短、成本高而无实际使用价值。一般都使用塑料泵，但塑料泵的缺点是受压力和温度的影响易变形，特别是叶轮，从而造成泵的损坏，不仅浪费了资源同时还造成了严重的环境污染。

因此，氟塑料离心泵和金属材质的离心泵相比虽然拓宽了其使用范围，但其塑料材质的强度与金属相比要弱很多，特别是其关键部件——叶轮，该部件的强度直接影响了泵的使用寿命。

2 现有氟塑料离心泵叶轮结构的缺陷

目前，氟塑料离心泵的叶轮一般采用全塑或局部金属骨架外包塑料（如图一、图二），通过模压或注塑来完成成型。这种结构的叶轮主要适用于流量较小（一般不大于200m3/h），扬程较低（一般不高于50m）的场合。如果超出以上使用范围，往往会出现以下现象，导致泵损坏，无法正常使用。

2.1 衬塑叶轮叶片及前盖板撕裂;

2.2 叶轮骨架与塑料分离;

2.3 叶轮前、后盖板因为介质温度等原因而变形，导致叶片出口堵塞;

2.4 易泄漏点较多，叶轮与叶轮螺母及叶轮与轴套连接处在高压力和受热的情况下易产生变形，造成泄漏，导致轴和叶轮金属骨架部分腐蚀。

由此可以看出，塑料离心泵在大流量，高扬程的情况下使用极易损坏叶轮，导致泵无法使用。

3 改进后氟塑料离心泵叶轮结构

3.1 改进后氟塑料离心泵的整体结构，将叶轮、轴套与介质接触部分做成一整体（如图三、图四），叶轮与泵轴联接采用莫氏锥度配合，用加长螺栓进行联接固定，将机械密封直接装在叶轮上，维修时也不用拆下泵轴，既减少了泄漏点，也降低了维修成本。

3.2 改进后氟塑料离心泵叶轮内部骨架具有整体性，前盖板、叶片、后盖板处均有金属骨架内衬，因此叶轮就既具有了金属的强度又具有了塑料的耐腐蚀性;并且骨架上有多处加强孔，在金属骨架包塑后的叶轮，整体强度得到提高，加强孔的可以提高外包塑料和内衬骨架结合的牢固性，保证泵在使用过程中传递较大的扭矩而不会出现二者脱离、塑料开裂等现象，使输送介质的流量达到200m3/h，扬程达到100m。

4 结语

综上所述，改进后的泵可以广泛运用在石油化工、制酸制碱、有色金属冶炼、钢铁冷轧板的酸洗、酸再生以及农药、染料、医药、造纸等行业，特别是在有些金属泵无法满足现场工况条件的情况且下优势显得尤其突出。通过用户现场使用发现，叶轮改进后的氟塑料离心泵与前者相比的结构具有以下优点：

4.1 叶轮的整体使用寿命提高，极大地有利于保持离心泵长期高效运行，提高生产效率、节约资源。

4.2 叶轮损坏频率降低，延长了维修周期，減少了用户的维修费用，降低泵运行消耗成本，减少因停机造成的生产损失，效益显著。

（安徽凯特泵业有限公司，安徽 宣城 242500）