非金屬泵的結(jié)構(gòu)特點

1. 泵體

非金屬泵泵體的結(jié)構(gòu)有整體和襯里兩種。整體泵體指整個泵體均為非金屬，一般僅適用于小口徑離心泵。襯里泵體一般指泵體材料為鑄鐵或鑄鋼，襯里層為非金屬。整體泵體可以選用熱固性材料、熱塑性材料，襯里泵分為彈性襯里、噴涂襯里以及剛性襯里。非金屬泵一般為單級、蝸殼式、徑向剖分結(jié)構(gòu)。

對于整體泵體可以加入筋骨進行加強，為了防止非金屬泵接口受力的脆弱性，可在非金屬泵體兩邊增加前后蓋板，并用螺栓進行連接加固。對于襯里泵可以通過金屬泵殼開設(shè)合適的槽孔進行固定。此外還可考慮在泵殼上焊接龜甲絲網(wǎng)加強。

2. 葉輪

非金屬泵的葉輪也可分為開式、半開式和閉式三種。閉式葉輪由熱塑性塑料制成，前后蓋板可以超聲波或震動焊接在一起。半開式、開式葉輪可以用熱塑性或熱固性塑料制成。

葉輪分整體結(jié)構(gòu)和內(nèi)埋金屬件結(jié)構(gòu)兩種。整體非金屬結(jié)構(gòu)葉輪強度低，適用于小型泵；內(nèi)埋金屬件結(jié)構(gòu)采用模壓方式成型，葉輪強度高。

3. 密封環(huán)(口環(huán))

非金屬泵一般不設(shè)密封環(huán)。

4. 軸

非金屬泵的泵軸一般不與介質(zhì)接觸，采用金屬材料，一端用于固定葉輪，另一端用于安裝聯(lián)軸器。非金屬泵的泵軸與葉輪常采用螺紋連接。

5. 軸封

非金屬泵的軸封型式有機械密封、動力密封和無軸封結(jié)構(gòu)。

（1）機械密封

國內(nèi)許多非金屬泵通常采用152型(或SB2)外裝式波紋管多彈簧單端面機械密封。該密封適用壓力范圍為0~0.5MPa，軸徑25~55mm，溫度<120℃，動環(huán)材料為填充四氟，靜環(huán)材料為氧化鋁陶瓷。該密封可用于濃度30%以上的鹽酸， 50%以下的稀硫酸，98%以上的磷酸和各種濃度的混合酸。該密封使用壽命較長，一般大于4000h。對于清水介質(zhì)和酸性介質(zhì)大部分選用WB2或152型機械密封，對于堿性介質(zhì)一般選用169型機械密封。當(dāng)工作介質(zhì)特殊時，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)特性選用其他型式的機械密封，包括材料。

（2）動力密封

包括副葉輪(或副葉片)密封和停車密封。該密封型式常用于輸送含固體顆粒的介質(zhì)，一般適用于含固量大于15%的介質(zhì)。動力密封泵需要注明最大允許入口壓力，以避免用戶在較高入口壓力下使用時產(chǎn)生大量泄漏。

（3）軸封結(jié)構(gòu)

主要指非金屬磁力驅(qū)動泵，可用于輸送各種不允許泄漏的液體。

非金屬泵與金屬材料泵的結(jié)構(gòu)差異

由于非金屬與金屬材料性能上的差異，非金屬泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計有以下特殊性。

1.  葉輪密封處和背葉片與泵體的運轉(zhuǎn)間隙

因塑料和玻璃鋼的線脹系數(shù)比鋼大2~6倍，沿用金屬泵的運轉(zhuǎn)間隙易發(fā)生咬合，使泵損壞。間隙過大又會使泵的效率降低，并造成泵軸向力的不平衡。由于徑向間隙不可調(diào)節(jié)，也可考慮采用軸向間隙，這樣無需拆泵，即可檢查并調(diào)節(jié)運轉(zhuǎn)間隙。

2. 葉輪與軸的連接型式

（1）葉輪內(nèi)預(yù)埋金屬件，通過金屬件與軸用鍵連接，或葉輪與軸直接用鍵連接，葉輪端部用葉輪螺母保護。此結(jié)構(gòu)來源于金屬泵，由于密封面多，可靠性差，長時間使用后，易被介質(zhì)腐蝕。

（2）葉輪內(nèi)預(yù)埋金屬件，與軸采用螺紋連接，取消葉輪螺母。此結(jié)構(gòu)可使軸完全受到保護，避免軸被介質(zhì)腐蝕的可能。缺點是螺紋加工精度要求較高，運轉(zhuǎn)時嚴(yán)禁電動機反轉(zhuǎn)。

（3）泵體襯里層厚度及其固定

按國外泵企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，襯里層厚度一般為3~5mm，如果襯里過薄(如1. 5~2mm)，壓制過程易出現(xiàn)局部襯里缺陷，導(dǎo)致泵的允許使用溫度和使用壽命有所下降，襯里層從泵體和后蓋基體金屬脫落的可能性也增大。

為了防止溫度變化引起的非金屬從泵殼上脫落或開裂，可考慮在泵殼上焊接龜甲絲網(wǎng)，從而使得襯塑泵可以做到較大規(guī)格型號，進口管徑最大可達(dá)?600mm。

（4）軸向力平衡

塑料泵的葉輪內(nèi)大多埋有金屬件，一般不宜用平衡孔的方法平衡軸向力。國內(nèi)外普遍采用背葉片平衡軸向力。

（5）接口

非金屬泵進出口接管的受力目前尚未有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)加以限定，一般由設(shè)計單位提出要求，并根據(jù)制造廠自身的制造情況而定。對于整體非金屬泵殼，一般采用活套法蘭方式與管道連接，活套法蘭與兩端蓋板連接；還可采用把法蘭與蓋板做成整體的方式與管道連接。

與金屬相比，通常非金屬的物理性能要差很多，甚至不如鋁和黃銅。但是，通過增加元件的斷面模量(即增加壁厚)及加入筋骨，非金屬則可以承受一定的工作壓力。隨著塑料工業(yè)的高速發(fā)展，塑料泵的品種不斷增加，正愈來愈多地取代其它種類的金屬泵，且耐腐蝕性能優(yōu)，性價比更高。

氟塑料泵(熱塑性)

聚全氟乙丙烯(FEP，F(xiàn)46)

是聚四氟乙烯的改性品種，為四氟乙烯與六氟丙烯在55~60 ℃用懸浮法共聚而成，俗稱F46。F46具有優(yōu)良的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐候性、電絕緣性和阻燃性，表面張力小，熔融態(tài)時與金屬黏結(jié)性好，此材料在-85~205 ℃溫度下可長期使用。該材料制的泵使用溫度可達(dá)150℃(200℃)。

氟合金泵

由上海有機化學(xué)研究所研制的氟塑料合金是采用國內(nèi)現(xiàn)有的超高分子量聚全氟乙丙烯為主要原料，與四氟乙烯加填料直接混合，用物理方法制得的。其具有氟塑料的優(yōu)良性能，耐高溫、耐腐蝕，電絕緣性好和表面不粘等。

氟塑料合金的特性為：F50-1耐高溫性比氟塑料F46好，成本比F46便宜;F50-2具有聚四氟乙烯(F4)的優(yōu)良性能(250℃下可長期使用，耐各種酸、堿、強氧化劑和有機溶劑，電絕緣性好等)，又克服了F4的易冷流性和加工性差的缺點，能熱壓或冷壓燒結(jié)成形，成本介于聚四氟乙烯懸浮粉和分散粉之間，在許多應(yīng)用上可取代F4，用此材料制的泵使用溫度可達(dá)150℃。

聚偏氟乙烯(PVDF)

具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐磨蝕性，適用于溫度低于150℃的場合，但價格相對較高。PVDF由偏氟乙烯經(jīng)自由基聚合反應(yīng)制得，分子量可高達(dá)104。具有優(yōu)良的力學(xué)性能，是目前氟塑料中機械強度最高的產(chǎn)品，有極好的化學(xué)穩(wěn)定性及耐候性。

其最大特點是耐腐性、抗沖擊性、耐老化性、抗蠕變性等性能突出，可用一般熱塑性塑料加工方法成形，其方便的加工性能是其它塑料性能所遠(yuǎn)不及的。除濃硫酸、濃硝酸和少數(shù)有機溶劑外，能耐較多的腐蝕性介質(zhì)。耐磨性僅次于超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，優(yōu)于其它塑料。耐溫性能也較高，以此材料制的泵使用溫度可達(dá)120℃。

其它氟塑料

聚四氟乙烯(PTFE)俗稱F4，具有極強的耐腐蝕性能，但是其物理性能很差，此時要求有金屬加強筋來承受泵的高壓。因此其制造工藝差，成本高又具有冷流性，一般不用此材料制造泵。

可溶性聚四氟乙烯(PFA)耐溫范圍、力學(xué)性能、耐腐蝕性與F46相當(dāng)。

超高分子量聚乙烯泵(熱塑性)

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是新型的泵用工程塑料，美國材料試驗協(xié)會(ASTM)規(guī)定其分子量為300萬~600萬的線型聚乙烯稱為超高分子量聚乙烯。

由于其分子鏈特別長，具有許多獨特的物理機械性能，耐蝕性超過現(xiàn)有其他熱塑性塑料，且表面摩擦系數(shù)低，低溫耐沖擊性好，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性優(yōu)良，耐寒性好，無毒性，特別適用于輸送含細(xì)顆粒的腐蝕性介質(zhì)，但耐溫性不高，此材料制的泵允許使用溫度為80℃。

玻璃鋼泵(熱固性)

玻璃鋼是玻璃纖維增強熱固性塑料的俗稱，常見的泵用玻璃鋼是酚醛玻璃鋼。

酚醛玻璃鋼是以改性酚醛樹脂浸漬玻璃纖維加工制成的熱固性塑料。酚醛玻璃鋼價格低，強度高(拉伸強度105~1394MPa，彎曲強度220～460MPa)，工藝性好，尺寸穩(wěn)定性好，在受力受壓條件下不易變形，能耐溫度不大于100℃的大多數(shù)化學(xué)品腐蝕，但不耐強堿和酚類物質(zhì)的腐蝕。

酚醛玻璃鋼的耐磨性較差，適用于輸送不含固體顆粒的介質(zhì)。由于配方不同，酚醛玻璃鋼有多種牌號，不同牌號的材料，其物理和力學(xué)性能各有差異，耐磨蝕性能也有差異。

增強聚丙烯(熱固性)

增強聚丙烯(FRPP)是聚丙烯樹脂與短切玻璃纖維(玻璃纖維含量約為10%~40%)混合后，經(jīng)擠出、切粒制得。主要采用注射工藝成形，除具有聚丙烯的優(yōu)良性能和相對密度增加約10%外，還改善了聚丙烯的耐熱、抗蠕變和尺寸穩(wěn)定性。同時，力學(xué)性能也有顯著提高，如拉伸強度，彎曲強度均增大1~2倍，沖擊強度提高1~3倍。

采用增強聚丙烯作為材料的泵耐溫可達(dá)100℃，除氧化性酸，濃硝酸、鉻酸外，能耐大部分酸、堿、溶劑介質(zhì)。增強聚丙烯泵可采用注射模塑的方法整體成形，生產(chǎn)效率高，成本低，適用于輸送介質(zhì)條件不苛刻的場合。

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