礦井水泵工教案

第一部分礦井排水系統(tǒng)

一、礦井水的來源及充水通道

二、涌水量

三、礦井排水方式

四、《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定

五、礦井排水系統(tǒng)

一、礦井水的來源及充水通道

決定礦井出現(xiàn)水害的兩個必備條件是礦井水源和涌水通道。

1.礦井水源

1)大氣降水。大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來源，所有礦床充水都

直接或間接與大氣降水有關(guān)。因此對于井深較淺，充水通道較多的礦井,

在雨季時，要特別注意水害防治。

2)地表水。在有大型地表水水體(海、湖、大河流、水庫、水池等)

的礦井，查清天然條件下和采掘過后地表水的影響，是水文地質(zhì)工作的

重要內(nèi)容。地表水不僅可能造成礦井突然涌水，嚴(yán)重時會導(dǎo)致水沙同時

潰入礦井。

3)地下水水源。地下水是礦井水害的直接充水水源，礦井的地層中，

都或多或少地夾有含水層，含水層的規(guī)模、富水性以及水的補(bǔ)給條件，

是決定礦井充水程度的根本因素。根據(jù)地下水的賦存狀態(tài)和賦存位置的

不同，將礦井地下水分為如下幾種：

(1)孔隙水一一松散巖層孔隙中的水。如表土層中細(xì)砂、粉砂富含

地下水時，極易造成水砂一起潰入井下，特別是給井筒施工帶來困難。

(2)裂隙水一一堅硬巖層裂隙中的水。

(3)巖溶水一一較大的石灰?guī)r中裂隙或溶洞中的水。石灰?guī)r中孔隙、

裂隙發(fā)育、分布廣、補(bǔ)給條件好，因此往往巖溶水水壓較大，水量較多，

危害也較大。

(4)老空積水一一舊時的小煤窯、采空區(qū)或廢舊巷道，由于長期停

止排水而積聚的地下水。老空積水的水量多以靜儲量為主，當(dāng)煤(巖)柱

強(qiáng)度小于其靜壓力時，即可發(fā)生突水，在短時間內(nèi)可有大量積水涌入礦

井，來勢兇猛，破壞性很強(qiáng)。當(dāng)老空積水與其他充水水源聯(lián)系不大，突

水時，雖涌水量很大，但持續(xù)時間不長，容易疏干。老空積水一般呈酸

性，對金屬有腐蝕作用。

4)生產(chǎn)用水。煤礦生產(chǎn)過程中，如水采、除塵、煤體注水、防火注

漿、水砂充填等，都有大量用水，如管理不善、排水不暢也可能引發(fā)水

災(zāi)事故。

2.充水通道

礦井充水通道有人為形成和天然形成之分。

人為形成的充水通道有：

(1)頂板冒落裂隙帶一一頂板冒落形成導(dǎo)水裂隙。

(2)地表巖溶塌陷帶一一礦區(qū)開采后地表下沉，地表水和大氣降水

通過塌陷坑直接充入井下。

(3)封孔質(zhì)量不嚴(yán)的鉆孔一一打鉆后封孔不嚴(yán)，鉆孔成為各類含水

層的充水通道。

天然形成的充水通道有：

(1)孔隙、裂隙一一各種巖層中的節(jié)理、層理成為充水通道。

(2)巖溶一一巖石中的溶洞、孔洞成為充水通道。

(3)斷層破碎帶一一通過斷層與含水層相連，斷層破碎帶成為充水

通道。

3.礦井水的特性

與純凈水比較：

(1)重度比純凈水大(1020kg/m3)；

(2)有一定的酸堿性，對泵有腐蝕。

二、涌水量

1.涌水量：單位時間內(nèi)礦井涌出的水量。m3/h

2.正常涌水量：一年之中時間最長的涌水期的涌水量。

3.最大涌水量：一年之中礦井最高峰涌水期的涌水量。最大涌水量

受大氣降水的影響，礦井涌水量增加到最大程度。

正常涌水量和最大涌水量是根據(jù)水文地質(zhì)條件由技術(shù)人員推算的，

巷道開出后要核實涌水量，以便對排水設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。做為水泵司機(jī)必

須清楚所工作的礦井的正常涌水量和最大涌水量。

三、礦井排水方式

1.礦井排水的意義

礦井排水的任務(wù)就是將井下涌出的礦井水，通過排水系統(tǒng)不斷地排

至地面，以保證礦井安全生產(chǎn)和作業(yè)人員的生命安全。否則就會影響礦

井正常生產(chǎn)，甚至發(fā)生淹井事故，造成生命、財產(chǎn)的巨大損失。因此礦

井排水系統(tǒng)是必不可少的主要的生產(chǎn)系統(tǒng)之一。

2.礦井排水的特點

由于礦井涌水的復(fù)雜性和危險性，以及礦井結(jié)構(gòu)布置的不同，故對

礦井排水及排水泵房的要求比一般機(jī)電嗣室的要求嚴(yán)格，對排水設(shè)備的

可靠性能要求較高，必須保證及時排除礦井涌水。因為礦井涌水在井下

流動的過程中，混入和溶解了許多礦物質(zhì)，含有一定數(shù)量的煤炭顆粒、

流砂等雜質(zhì)，所以要求排水泵要具有較強(qiáng)的抗腐蝕性和耐磨性；止匕外，

由于排水泵安裝在胴室內(nèi)，胴室空間比地面空間小，安裝和維修都不方

便，為了保證礦井的安全，礦井水泵房要求安裝使用、備用、待修的水

泵臺數(shù)較多；再者，礦井排水設(shè)備的耗電量很大，一般會占到全礦井總

耗電量的25%?35%,有的礦井占到40%,個別礦井會更多。上述都是

礦井排水的特點。

3.礦井排水方式

礦井排水方式很多，不同的礦井應(yīng)根據(jù)礦井的具體條件，考慮其可

靠性和經(jīng)濟(jì)性，合理選擇排水方式。

1)壓入式、吸入式及壓、吸并存式排水方式

(1)壓入式排水方式

被排的水面高度高于水泵的吸水口高度。

優(yōu)點：①水泵啟動時不需要真空泵、射流泵等啟動設(shè)備。啟動非常

方便，啟動前，只要打開吸水側(cè)閘閥，水就會自動灌滿泵體，然后啟動

電動機(jī)，逐漸打開排水側(cè)的閘閥，就可以排水了。

②由于壓入式排水被排水面高度高于水泵吸水口高度，所以泵內(nèi)部

存在一定的壓力，工作時一般不會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，同時也可以提高排水

系統(tǒng)效率。

壓入式排水要求泵房和機(jī)電設(shè)備有很高的可靠性，水泵司機(jī)有很強(qiáng)

的業(yè)務(wù)素質(zhì)，水倉周圍巖層沒有裂隙。

缺點：一旦泵房、水倉隔墻及機(jī)電設(shè)備發(fā)生較大故障，或者操作人

員操作失誤，就容易發(fā)生水淹泵房和礦井的重大事故。因此，要慎重采

用。

(2)吸入式排水方式

被排的水面高度低于水泵的吸水口的高度。

優(yōu)點：安全性能高，工作可靠，不會造成水淹泵房事故。

缺點：①水泵啟動時需要啟動設(shè)備；②排水效率較壓入式排水方式

低。

(3)壓、吸并存的排水方式

以泵房標(biāo)高為準(zhǔn)設(shè)有上、下兩個水倉，上部水倉的標(biāo)高比水泵吸口

高，下部水倉的標(biāo)高比水泵吸口低，一部分水泵采用壓入式排水，另一

部分水泵采用吸入式排水。這種壓、吸并存的排水方式，既可以發(fā)揮壓

入式排水的優(yōu)點，又可以保證泵房安全。一旦發(fā)生故障時，上水倉的水

可以排放到下水倉去，全部采用吸入式排水，不會造成跑水淹泵房事故。

2)移動式和固定式排水方式

(1)移動式排水方式

指水泵隨著工作面的移動或水位的變化而移動的排水方式，如排出

立井、斜井下山掘進(jìn)工作面以及恢復(fù)淹沒礦井的積水，一般情況下只為

礦井的局部服務(wù)。

(2)固定式排水方式

指水泵位置長期固定不變，礦井的涌水都由此泵房水泵排出的排水

方式。這種排水方式是礦井的主要排水方式。

礦井固定式排水方式還分為直接排水和分段排水。

①直接排水方式：各水平水倉中的水直接排送到地面。如圖(a)

優(yōu)點：可靠性強(qiáng)，水平之間互不依賴。

缺點：管路多，泵房多，維修量大。

a一由各水平直接排送地面

②分段排水方式：一種是下水平的水排到上一水平，再由上水平排

到地面。另一種是上水平的水順大巷流到下水平的水倉，再由下水平的

泵直接排到地面。如圖(b)和(c)

b一下水平水排到上部水倉，c一上水平水全部放到下水平,

再統(tǒng)一排向地面統(tǒng)一向地面排水

優(yōu)點：管路少，維修量小。

缺點：水平之間互相影響,排水依賴，可靠性差。

③斜井排水一般是通過鉆孔下排水管，而不是順著斜井敷設(shè)管路。

目前我國鉆孔直徑已達(dá)到380mm以上，鉆孔深度可達(dá)270多米。

由鉆孔下排水管的斜井排水系統(tǒng)

四、《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定

第二百七十八條主要排水設(shè)備應(yīng)符合下列要求：

（一）水泵：必須有工作、備用和檢修的水泵。

工作水泵的能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量（包括

充填水及其他用水）。

備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的70%?

工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水

量。

檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25%O

水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可在主泵房內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的

位置。

對水泵的要求，是從兩個方面考慮保證安全的。第一是從正常涌水

量考慮，為了不間斷地排出礦井正常涌水量，工作水泵的排水能力必須

大于礦井正常涌水量能力，規(guī)定了工作水泵的能力，應(yīng)能在20小時排出

24小時的正常涌水量，即Q泵工=24Q正/20=1.2Q正，也就是工作泵的能力

是正常涌水量的1.2倍。第二是從最大涌水量考慮，工作和備用泵的總

能力，應(yīng)能在20小時排出24小時的最大涌水量，即Q虹+Q泵備=24Q最大

/20=1.2Q地大，也就是工作泵和備用泵總的能力是最大涌水量的1.2倍。

所謂最大涌水量是指受大氣降水的影響，礦井涌水量增加到最大程度時

的水量。不包括礦井大突水時的水量，確切應(yīng)叫礦井最大突水量。因為

有些礦井受大氣降水的影響很大，雨季時礦井最大涌水量和正常涌水量

相差數(shù)量很大，若一律按70%規(guī)定，則不能保證安全，故又提出按最大

涌水量計算的規(guī)定。

水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可在主泵房內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的

位置。目的是為了防突水災(zāi)害。

（二）水管：必須有工作和備用的水管。

工作水管的能力應(yīng)能配合工作水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌

水量。

工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在20h內(nèi)排出

礦井24h的最大涌水量。

（三）配電設(shè)備：應(yīng)同工作、備用以及檢修水泵相適應(yīng)，并能夠同

時開動工作和備用水泵。

有突水淹井危險的礦井，可另行增建抗災(zāi)強(qiáng)排能力泵房。

第二百七十九條主要泵房至少有2個出口，一個出口用斜巷通到

井筒，并應(yīng)高出泵房底板7m以上；另一個出口通到井底車場，在此出

口通路內(nèi)，應(yīng)設(shè)置易于關(guān)閉的既能防水又能防火的密閉門。泵房和水倉

的連接通道，應(yīng)設(shè)置可靠的控制閘門。

泵房是礦井排水系統(tǒng)的主要工程，泵房設(shè)置是否得當(dāng)是關(guān)系到排水

設(shè)施能否長期正常運轉(zhuǎn)的重大問題。

為了解決泵房通風(fēng)降溫和泵房被淹時撤人，規(guī)定了主要泵房至少有

兩個出口，一個出口用斜巷通到井筒，作為回風(fēng)和設(shè)置水管、電纜用。

為了提高泵房的通風(fēng)能力，規(guī)定了高出泵房底板7m以上。另一個出口通

到井底車場，可以作為水泵安裝時的運輸?shù)溃捎诰总噲鰳?biāo)高較低，

作為進(jìn)風(fēng)通道也有利于泵房通風(fēng)。為了防止泵房被淹和失火，又規(guī)定了

在此出口通路內(nèi)，京戲設(shè)置易于關(guān)閉的既能防水又能防火的密閉門。為

了防止水倉水進(jìn)入泵房，影響水泵的正常運轉(zhuǎn)，又規(guī)定了泵房和水倉的

連接通道，應(yīng)設(shè)置可靠的控制閘門。

第二百八十條主要水倉必須有主倉和副倉，當(dāng)一個水倉清理時，

另一個水倉能正常使用。

新建、改擴(kuò)建礦井或生產(chǎn)礦井的新水平，正常涌水量在100（W/h

以下時，主要水倉的有效容量應(yīng)能容納8h的正常涌水量。

正常涌水量大于100（W/h的礦井，主要水倉有效容量可按下式計

算：

V=2（仆3000）

式中F—主要水倉的有效容量，m3；

3

Q一一礦井每小時正常涌水量，mo

但主要水倉的總有效容量不得小于4h的礦井正常涌水量。

采區(qū)水倉的有效容量應(yīng)能容納4h的采區(qū)正常涌水量。

礦井最大涌水量和正常涌水量相差特大的礦井，對排水能力、水倉

容量應(yīng)編制專門設(shè)計。

水倉進(jìn)口處應(yīng)設(shè)置算子。對水砂充填、水力采煤和其他涌水中帶有

大量雜質(zhì)的礦井，還應(yīng)設(shè)置沉淀池。水倉的空倉容量必須經(jīng)常保持在總

容量的50%以上。

水倉是井下排水的重要設(shè)施，水倉設(shè)置是否合適，關(guān)系排水系統(tǒng)排

水能力能否正常發(fā)揮。礦井涌水中帶有大量雜質(zhì)很容易占據(jù)水空間，必

須經(jīng)常清理才能保證水倉的有效容量，所以規(guī)定了主要水倉必須有主倉

和副倉，當(dāng)一個水倉清理時，另一個水倉能正常使用。

第二百八十一條水泵、水管、閘閥、排水用的配電設(shè)備和輸電線

路，必須經(jīng)常檢查和維護(hù)。在每年雨季以前，必須全面檢修1次，并對

全部工作水泵和備用水泵進(jìn)行1次聯(lián)合排水試驗，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。

水倉、沉淀池和水溝中的淤泥，應(yīng)及時清理，每年雨季前必須清理

1次。

井下排水設(shè)施是礦井安全生產(chǎn)的重要保證設(shè)施，其中水泵、水管、

閘閥、排水用的配電設(shè)備和輸電線路是排水設(shè)施的重要組成部分，必須

經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)和檢查，以保證其正常運轉(zhuǎn)。雨季是地表洪水泛濫、地下

含水層得到補(bǔ)充、水量充足的時期，洪水淹井事故時有發(fā)生。為確保汛

期安全生產(chǎn)，將可能產(chǎn)生的最大涌水量排出礦井，在雨季前必須對排水

設(shè)施進(jìn)行全面檢修一次，同時對全部工作水泵和備用水泵進(jìn)行一次數(shù)聯(lián)

合排水試驗，以便發(fā)現(xiàn)問題及時處理，為防汛工作做好充分的準(zhǔn)備。

五、礦井排水系統(tǒng)

1.單臺泵的排水系統(tǒng)

吸水井內(nèi)的水經(jīng)底閥、吸水管進(jìn)入水泵，獲得壓力后，通過閘閥和

逆止閥沿排水管排至地面的水池。目前，固定式排水設(shè)備系統(tǒng)中，多數(shù)

已不采用底閥。

1—水泵及電機(jī)：泵使水具有能量，達(dá)到排水的目的。

2—放氣閥：放掉泵內(nèi)的氣體。

3一壓力表：水泵出口處的壓力值，讀數(shù)是指高于大氣壓的壓力。

壓力表測量的最大壓力應(yīng)低于表盤上的最大壓力。

4一閘閥：（截止閥）就是將其兩側(cè)的設(shè)備或管路接通或斷開，泵起

動時必須關(guān)閉，保證電機(jī)空載啟動，泵運轉(zhuǎn)時起調(diào)節(jié)流量的作用。

5一逆止閥：防止排水管中的水逆流，避免水流沖擊損壞水泵葉輪

和底閥。一般安裝在離水泵很近的閘閥上方。若突然停電，排水管中的

水下垂，壓力大，易損壞泵零件。

6—底閥和濾水罩：底閥是當(dāng)水泵啟動前向吸水管中灌水時，防止

吸水管中的水流出，保證水泵的正常啟動，水泵停止工作時保證其中的

存水不會漏掉（逆止閥）。底閥插入水面以下深度不得小于0.5m,距吸

水井底不得少于0.5m。

7—吸水管：是水泵的吸水通道。

8—真空表：水泵進(jìn)入口的真空壓力，讀數(shù)是指低于大氣壓力的壓

力，是負(fù)壓值。

9—放水閥（旁通管閘門）：為泵注水用。

10一排水管：是水泵的排水通道。

11—水池：排水池。

12—吸水井：積水井。

2.充水裝置

1）底閥：故障多，處理麻煩，阻力大，耗電多。易被水中的雜質(zhì)、

污泥堵住，處理時必須把它提出水面，擋簾蓋不嚴(yán)，易漏壓力水，無法

開機(jī)，現(xiàn)多采用無底閥排水方式。

2）儲水箱：在吸水管側(cè)加裝儲水箱。（在實際工作中不在儲水箱放

氣閥放氣，而是在泵上的放氣閥放氣，儲水箱的氣在底水籠頭處排出）

3）真空泵：利用真空泵把泵內(nèi)空氣抽出，達(dá)到充水的目的（六家礦

主泵房）。水泵啟動前，開動真空泵抽出水泵內(nèi)的空氣，由于泵體上、下

口均已經(jīng)被水密封，因此水泵內(nèi)的空氣越來越稀薄，即氣壓越來越低，

形成負(fù)壓，吸水池中的水在大氣壓的壓力作用下，隨著負(fù)壓的升高逐漸

進(jìn)入到吸水管和泵體內(nèi)，直到充滿泵體，這時關(guān)閉真空泵，開動水泵就

可以排水了。

4）射流器：水泵的射流啟動是利用噴射泵來實現(xiàn)的。

噴射泵構(gòu)造圖

1—吸水室；2—噴嘴；3—混合營；4—螺母

當(dāng)從排水管引來的高壓水由噴嘴高速噴射出時，高速的噴射水流連

續(xù)不斷地帶走了吸水室中的空氣，使得與吸入室相連接的泵體內(nèi)部形成

一定的真空度，產(chǎn)生負(fù)壓，在大氣壓的壓力下使泵體內(nèi)部逐漸地充滿了

水，這時便可以啟動電機(jī)帶動水泵進(jìn)行排水

如圖所示。首先打開閥門11和閥門10,這時來自排水管路中的高

壓水通過噴射泵5,將泵體內(nèi)的空氣帶走，高壓水和空氣通過連接管路

流入到水池中，這樣經(jīng)過很短的時間，水泵體中就形成了真空，在大氣

壓的壓力作用下，水池（或水倉）中的水被壓入泵體，當(dāng)連接管路中排出

的全部是水時，即可關(guān)閉閥門10和閥門11,啟動水泵進(jìn)行排水。

二曹=

噴射泵排水系統(tǒng)示意圖

1—水泵；2一閘閥：3—逆止閥；4—排水管；5—噴射泵;

6—真空表；7—電動機(jī)；8—水龍頭；9—放水管；

10—高壓閥；11—低壓閥

3.三臺泵排水系統(tǒng)（以儲水箱充水為例）

第二部分礦井排水設(shè)備

一、礦用水泵的分類及構(gòu)造

二、排水管路及元件

三、離心式水泵的構(gòu)造

四、離心式水泵軸向力的產(chǎn)生及其平衡

五、離心式水泵的工作原理及性能

一、礦用水泵的分類及構(gòu)造

（一）礦用水泵的分類

礦用水泵可E人用來輸送清水、污水、水煤漿和泥漿等，其揚(yáng)程一般

都在1000m以下，也有一些揚(yáng)程在1000m以上的。礦用水泵的類型較多，

分類方式也多，一般有如下幾種分類方式。

1.按水泵葉串》數(shù)目分類

按水泵葉輪白占數(shù)目分類，有單級泵和多級泵。

⑴單Z及泵。它只有一個葉輪，揚(yáng)程較低，一般在8?100m之間。

⑵多名及泵。它由多個葉輪組成，泵的總揚(yáng)程為所有葉輪產(chǎn)生的揚(yáng)

程之和，揚(yáng)我瞅高,一般在70?1000m,高揚(yáng)程泵的揚(yáng)程最高可達(dá)到1800m

或更高。

2.按水泵傳為U軸的安裝位置分類

按水泵傳動舟11的安裝位置方式分類，可分為：臥式水泵和立式水泵。

臥式水:泵的傳動軸均為水平安裝。立式水泵的傳動軸為垂直安裝，

立式水泵又分為吊泵、深井泵和潛水泵。

M-

8-

15--

16--

?11/I。

吊泵

=a1

一閘閥；—壓力表；一彎頭；

g123

||4一上部梯子；5一下部梯子；

f6一直嘴旋塞；7—支持彎頭；

沙8—活動操作臺；9—輸水管；

110—電動機(jī)；11一泵工作部分；

12—吸水軟管；13—底閥；14一逆止閥；

|15一吊架；16一吊掛繩輪

1L

s

p1

深井泵

1一泵軸；2—錐形套；3一葉輪；

4一泵殼；5一軸承襯套；6—輸水管；

7—聯(lián)軸器；8—傳動軸；9—軸承襯套;

10—軸承體；11—電機(jī)軸；12一泵座；

13—電動機(jī)；14一調(diào)整螺母

吊泵多為多級式立式離心式水泵，常用于立井(豎井)井筒掘進(jìn)時的

排水。潛水泵有可靠的密封結(jié)構(gòu)，可以防止水進(jìn)入電動機(jī)。把泵和電動

機(jī)裝配在一起，做成可移動式的潛水泵，可以潛入水中進(jìn)行排水?；謴?fù)

淹沒的礦井時就可以用潛水泵。

3.按葉輪的進(jìn)水方式分類

按葉輪的進(jìn)水方式分類，可分為：單側(cè)進(jìn)水式水泵和雙側(cè)進(jìn)水式水

泵。

(1)單側(cè)進(jìn)水式水泵，簡稱單吸泵，如圖a所示。單吸泵的葉輪上

只有一側(cè)進(jìn)水口，因此葉輪兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，進(jìn)而產(chǎn)生軸向力，需要采

取平衡裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于它的過流部分結(jié)構(gòu)簡單，因此可用于泥漿泵、

砂泵、立式軸流泵和小型標(biāo)準(zhǔn)泵。

（2）雙側(cè)進(jìn)水式水泵，簡稱雙吸泵。雙吸泵的葉輪兩側(cè)都有進(jìn)水1：

1,不產(chǎn)生軸向力，不需要平衡裝置，且流量比單吸泵大一倍。一般大口

徑泵、臥式泵采用雙吸，如圖b所示。

a單

吸式

水泵

葉輪

4.按排水的介質(zhì)分類

按排水的介質(zhì)情況分類，可分為：清水泵、渣漿泵（有的叫砂泵）和

泥漿泵。

（二）礦用水泵的構(gòu)造

礦用水泵種類繁多。結(jié)構(gòu)各異，但不論何種泵，都由泵體、泵軸、

葉輪、軸承、泵蓋及密封裝置等幾大部分組成。

二、排水管路及元件

（一）排水管路

排水管路就是由許多節(jié)鋼管或鑄鐵管材采用各種連接方式連接起

來的水流通道。可以將積水從積水池（水倉）輸送到指定位置。由于排水

管路要承受較高的壓力，一般在1?9MPa之間，因此，常選用鋼管作為

主排水管路。鋼管的種類較多，有無縫鋼管、有縫鋼管。而無縫鋼管又

分為:冷軋（冷拔）和熱軋無縫鋼管,其材質(zhì)一般為10~45號碳素結(jié)構(gòu)鋼。

每根鋼管的長度，出廠時在4?12m范圍之間，特殊要求時也可以超過

12mo

在排水壓力不高的條件下，有時也用一些鑄鐵管作為排水管。

排水管路的連接方式：

排水管路的連接方式常用的有四種，即：法蘭盤連接、焊接、快速

接頭連接和螺紋連接。

1.法蘭盤連接

法蘭盤連接，在排水管路中采用法蘭盤連接的方式最為普遍，應(yīng)用

最多的一種。用鑄鋼、鍛鋼或鋼板加工的法蘭盤，焊接在鋼管兩端，工

作壓力低一些的采用搭焊；工作壓力高一些的采用對焊。法蘭盤的對接

處加有起密封作用的墊片，墊片的材料為橡膠、石棉、軟鋁等，按照設(shè)

計要求選用。墊片具有一定的彈性或塑性。用螺栓將兩個相鄰的法蘭盤

連接起來，擰緊程度要適當(dāng)，不可過松。螺栓的規(guī)格、數(shù)量根據(jù)管子管

徑和工作壓力的大小而定。

在安裝管路的時候，有時需要一些附件，如彎頭、三通、四通、管

支座等，很難保證將事先焊接在鋼管上的法蘭盤的孔與管路附件的孔正

好對準(zhǔn)，這時可以采用活法蘭盤連接?；罘ㄌm盤可以隨意轉(zhuǎn)動，調(diào)整上、

下或左、右兩個連接法蘭盤之間的螺栓孔的位置，將它們連接起來。

2.焊接連接

焊接就是在兩根鋼管之間，套上一個鋼匝，分別與兩根鋼管焊接在

一起。此種連接方式在立井（豎井）斜井管路中均可使用，尤其適用于敷

設(shè)在垂直鉆孔中的管路。但此種連接方式不能在存有可燃性和易燃性氣

體的地點使用。

3.快速接頭連接

安裝前，預(yù)先將管端用低碳鋼焊條焊在要安裝的鋼管兩端，清除焊

渣和噴濺點，涂上漆。安裝時，使兩管端對正，再套上密封圈，裝上管

卡，用扳手?jǐn)Q緊螺栓，直到兩個管卡平面接觸無縫隙后方可。此種連接

方式可用于平巷和傾斜巷道中的管路安裝，有時也可用在立井中。其優(yōu)

點是安裝較為方便。須注意的是密封圈在存放時應(yīng)避光、避壓，以免老

化和變形，影響密封性能。

（二）管件及附件

1.管件

排水管路在敷設(shè)過程中，因受到環(huán)境限制或配管要求，需要使用彎

頭、三通、四通、異徑管等管件。

2.附件

管路附件常用的有閥門、管卡、固定管座、伸縮管、伸縮器等。

D閥門

閥門是排水系統(tǒng)中不可缺少的主要附件。排水系統(tǒng)中常用的閥門

有：閘板閥（簡稱閘閥）、逆止閥和底閥。

（1）閘閥

閘閥的作用就是將其兩側(cè)的設(shè)備或管路接通或斷開。在水泵的出水

口側(cè)與排水管之間必須安設(shè)閘閥。當(dāng)水泵啟動時，須關(guān)閉閘閥，這樣可

以降低啟動功率，當(dāng)水泵正常排水工作后，再打開閘閥，水泵停止運轉(zhuǎn)

時，要關(guān)閉閘閥。有時可以通過調(diào)節(jié)閘閥的開啟高度來調(diào)節(jié)負(fù)荷，防止

電機(jī)的負(fù)荷過重及控制流量的大小。

在多條管路，多臺水泵的排水系統(tǒng)中，用安裝閘閥來控制或選擇任

何幾條管路或任何幾臺水泵的運行。在有幾個水倉或多個吸水井的配水

巷中，也需要用閘閥來選擇工作的水倉或水井。

閘閥根據(jù)閘板的不同可分為楔形閘板閘閥和帶金屬楔閘板閘閥。

常用的閘閥是手動操作的，也有電動和液動閘閥。

根據(jù)閥體材質(zhì)的不同，閥體的外表面涂上不同顏色，閥體材質(zhì)不同

涂的顏色不同，閥體的材質(zhì)涂色見表。

閥體材質(zhì)識別涂色

灰鑄鐵、可鍛鑄鐵黑色

球墨鑄鐵銀色

碳素鋼中灰色

耐酸鋼、不銹鋼天藍(lán)色

合金鋼中藍(lán)色

注：1.耐酸鋼、不銹鋼閥體可不涂色;

2.銅合金閥體不涂漆。

（2）逆止閥（止回閥）

逆止閥的作用就是防止排水管路中的水逆流。一般都將其安裝在離

水泵很近的閘閥上方。閥門的一端有活軸，另一端可以繞活軸旋轉(zhuǎn)開啟

或關(guān)閉。當(dāng)水泵停止工作時，水流會順著箭頭所指的方向移動，這時逆

止閥的閥門靠自重和水壓而自動關(guān)閉，阻止水流通過，避免水流沖擊損

壞水泵葉輪和底閥。當(dāng)水泵正常工作時，水流會按箭頭所指的相反方向

流動閥門打開，水流正常通行。

（3）底閥

底閥安裝在吸水管的底部，其插入水面以下深度不得小于0.5m,距

吸水井底不得少于0.5m。它的作用是當(dāng)水泵啟動前向吸水管中灌水時，

防止吸水管中的水流出，保證水泵的正常啟動；水泵停止工作時保證其

中的存水不會漏掉。實際上，底閥就是吸水管端的逆止閥。目前，排水

設(shè)備中大都采用無底閥排水方式，以減小排水阻力。

2）管卡

管卡的作用是用來固定管道的，防止管路彎曲變形和大的位移，但

管路可以在管卡之間微量竄動。管卡應(yīng)牢固地固定在所處位置。

3）固定管座

固定管座用于承載管道的重量，其結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度必須滿足實際要求，

否則將使管道受到損壞。

4）伸縮管

當(dāng)伸縮管外體側(cè)的管路膨脹或收縮時，外體可以沿內(nèi)管移動，從而

起到防止熱脹冷縮而引起管路變形的作用。

5）其他附件

灌水漏斗、旁通管、放氣閥門、濾網(wǎng)等都屬于其他附件。

三、離心式水泵的構(gòu)造

泵的種類很多，根據(jù)作用原理分為葉片式（離心式、軸流式、混流

式）、容積式（往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式、齒輪泵、螺桿泵）、其它型式（噴射、

水錘式）。煤礦采用最多的是離心式水泵，多級泵主要是D型泵（主排

水）、單級泵主要以B型泵為主（輔助排水）。

離心式水泵構(gòu)造簡單，機(jī)體輕巧，操作簡便，易于調(diào)節(jié)和維護(hù)保養(yǎng),

它直接和電機(jī)聯(lián)接傳動（n=1480r/min、2950r/min）,具有很高的效率。

在礦井排水中得到了廣泛的應(yīng)用。

離心式水泵型號的含義：4B91表示：吸水口直徑4英寸、單級離

心泵、揚(yáng)程91m。

MD450—60X6表示：煤礦用、多級離心泵、額定流量為450m：'/h、

單級揚(yáng)程60m、水泵的級數(shù)是6級。

離心式水泵的品種繁多，構(gòu)造各異，典型的有：

（一）單級懸臂式離心水泵

單級懸臂式離心水泵結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便。此種水泵的流量從

4.5m3/h到360m7h,揚(yáng)程從8m到98m,吸水口徑從40mm到200mm。因此

在煤礦中得到了廣泛的應(yīng)用。如掘進(jìn)工作面的排水，空氣壓縮機(jī)冷卻水

的供水以及其他輔助用水等方面，大都使用此種泵。單級懸臂式離心式

水泵的型號有：B型、BA型、BAZ（BZ）型和BE型等。下面舉例介紹單級

懸壁式離心式水泵的結(jié)構(gòu)。

1.BA型離心式水泵

BA型離心泵

1—泵體；2—泵蓋；3一葉輪；4一軸5—托架；6—水封環(huán)；

7一葉輪螺母；8一外舌止推墊圈，9一盤根；10一盤根壓蓋；

11一擋水圈；12—軸承端蓋；13一油標(biāo)尺；

14一單列向心球軸承；15一對輪

BA型離心式水泵的結(jié)構(gòu)如圖所示。該型水泵的出水口方向是垂直向

上的，但根據(jù)實際使用情況的要求，可以作90°、180°、270°旋轉(zhuǎn)。泵的

進(jìn)水口在軸線上，水泵通過彈性聯(lián)軸器或皮帶輪與電動機(jī)連接進(jìn)行傳動o

水泵的旋轉(zhuǎn)方向，從傳動方向上看為順時針旋轉(zhuǎn)。主要零件有：泵體、

泵蓋、葉輪、軸和托架。

泵體1采用灰口鑄鐵制成，其內(nèi)有逐漸擴(kuò)散至水泵出水口的螺旋形

的流道。水在流道中流動時，其流速和動壓逐漸減小，靜壓卻逐漸增大。

泵體1上的盤根箱（亦稱填料函）能阻止空氣進(jìn)入泵體，也可以阻止大量

的水的流出，起到密封的作用。盤根箱內(nèi)填有盤根（石棉油侵鉛盤根）9、

水封環(huán)（單口環(huán)者無水封環(huán)），外面用盤根壓蓋10壓住。少量的高壓水通

過外部的水封管或泵體內(nèi)的水封口流入盤根箱，它不僅起到了水封的作

用，同時也起到冷卻和潤滑的作用。盤根的壓緊程度必須適當(dāng)，壓得太

緊，軸容易發(fā)熱，機(jī)械損失增大；盤根壓的太松，水滲漏得多，水泵的

容積效率下降。一般以水經(jīng)常能從盤根箱中滴出為宜，但滴水不能成線,

若漏出的滴水成線，應(yīng)及時添加或更換盤根。

泵體1的作用有如下三種：

（1）將水平滑地引向水泵葉輪的入口，匯集由葉輪3中甩出來的壓

力水，并將壓力水引向泵的排出口；

（2）減慢從葉輪3中甩出的壓力水的速度，將水的動能大部分轉(zhuǎn)化

為壓力能，以提高水泵的揚(yáng)程和效率；

（3）把水泵和所有的固定部分連成一體。

要注意的是，泵體下部有一個放水螺孔（不易被發(fā)現(xiàn)），冬季里使用

該型號水泵排水在停止使用時，必須將泵體內(nèi)的水放掉，防止結(jié)冰凍壞

泵體。另外，還要注意，在水泵排水口的法蘭上設(shè)有安裝壓力表的螺孔,

如沒安裝壓力表，要用螺釘堵嚴(yán)，防止跑水。

泵蓋2采用鑄鐵制成，其上有收縮型的吸水通道，以使水均勻地流

入葉輪3o泵蓋2與泵體1結(jié)合面之間墊有墊片，以防止漏水。如要拆

卸泵蓋2時，可以同時用兩個拆卸螺釘擰入泵蓋2與泵體1的結(jié)合面上

法蘭上的螺孔中，這樣便可以頂出泵蓋。

葉輪3為鑄鐵制成，單側(cè)進(jìn)水，其中有彎曲或扭曲的葉片。BA型泵

的葉輪為閉式葉輪，分為大口徑、高揚(yáng)程的雙口環(huán)和小口徑、低揚(yáng)程的

單口環(huán)兩種。雙口環(huán)的葉輪后蓋上鉆有若干個孔，來平衡軸向推力。單

口環(huán)的葉輪依靠軸承來承受軸向力，葉輪3在制造時必須經(jīng)過靜平衡試

驗。葉輪3的作用是把電動機(jī)的機(jī)械能傳遞給水，使之轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ芎?/p>

動能。葉輪3的形狀和大小直接影響水泵的流量和揚(yáng)程。

軸4由優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成，其一端固定葉輪3,另一端裝有聯(lián)軸器（對

輪）15,在軸頸易磨損處裝有可更換的軸套，用來保護(hù)軸，軸4支撐在安

裝于托架5內(nèi)的兩個單列向心球軸承14上。

托架5為鑄鐵制成，內(nèi)有軸承室及油室，采用潤滑油（稀油）潤滑的

油室，上面裝有檢查油室油位的油標(biāo)尺13o

擋水圈11為橡膠制成，用來防止水滲入托架5的軸承室內(nèi)部。

對輪15也稱聯(lián)軸節(jié)，可分為彈性對輪、柱銷對輪和爪型對輪等多

種。對輪15的作用是把水泵軸和電動機(jī)軸連接起來。水泵和電動機(jī)同安

裝在一個底座上，安裝時，必須注意水泵軸與電動機(jī)軸在同一條中心線

上，以保證水泵的正常運轉(zhuǎn)。

B型泵是BA型泵的改進(jìn)產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)輕巧，旋轉(zhuǎn)方向和BA型泵相反,

特性與BA型泵基本相同。B型泵取消了托架上的油室，采用潤滑脂（甘

油、黃甘油、黃油）潤滑軸承。B型泵的結(jié)構(gòu)如圖所示。

B型泵的結(jié)構(gòu)

1一泵體；2一葉輪；3—密封環(huán)；4一軸套；5—后蓋;

6一軸；7—托架；8—聯(lián)軸器；9一葉輪螺母：10一鍵

2.BZ型離心式水泵

BZ型水泵為直聯(lián)式、單級、單吸、懸臂式離心水泵，供抽送清水和

類似于水的液體。液體的最高溫度不得超80℃；流量在10?200m：'/h；揚(yáng)

程在8?48m；吸水口徑在50—150mm。

BZ型水泵的結(jié)構(gòu)是在B型泵的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造。BZ型泵直接裝

在JOzb/Tj型立、臥兩用的標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)軸上，省掉了B型泵原來的泵

軸、軸承、托架、聯(lián)軸器和底座等部件，其重量比B型泵減輕50%?70隊

具有小巧體輕、可靠、使用方便的特點。其性能與B型泵完全相同。

BZ型泵的結(jié)構(gòu)

1—泵體；2一葉輪；3—密封環(huán)；

4一軸套；5一直聯(lián)架；6—電動機(jī)

BZ型水泵的泵蓋與泵體1鑄在一起，葉輪2直接裝在不需改變直徑

和長度的JOKD/rj型立、臥兩用標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)6的軸上；用葉輪緊固螺釘

將其固定，把緊固螺釘擰緊在電動機(jī)軸端新增加的螺孔內(nèi)。葉輪2從泵

后裝入泵體1中，泵體1與電機(jī)6的法蘭之間用直聯(lián)架5連接。泵采用

油侵石棉繩軸封，并用擋水圈和鋅墊防止水漏進(jìn)電動機(jī)6。泵的出水口

一般朝上，也可以旋轉(zhuǎn)90°朝側(cè)面和旋轉(zhuǎn)180°朝下，只要將泵體相應(yīng)的

凸臺處鉆孔起牙，調(diào)轉(zhuǎn)泵體及填料壓蓋方向即可。

須注意，使用該型泵時，緊固電動機(jī)6即固定水泵時，泵體1的下

方要有支撐，而且吸水管路的質(zhì)量不能附加在泵體上。

（二）多級單吸式離心泵

多級單吸式離心泵的突出特點是揚(yáng)程較高，在煤礦主排水系統(tǒng)中得

到廣泛的應(yīng)用。流量一般為25?450m'/h,揚(yáng)程可由幾十米到1000m以上,

排水口徑為50?250mm。多級單吸式離心泵的品種很多，常見的有DA型、

D型、GD型、DS型等?，F(xiàn)以DA型離心泵為例，介紹多級單吸式離心泵。

1.DA型多級單吸式離心泵

結(jié)構(gòu)如圖所示。主要部件有：進(jìn)水段1、中段2、葉輪3、軸4、導(dǎo)

葉5、密封環(huán)6、平衡盤7、平衡環(huán)8、出水段導(dǎo)葉9、出水段10以及尾

蓋11、軸承16、軸套12等。泵的吸水口位于進(jìn)水段上呈水平方向，排

水口位于出水段上成垂直方向。可以通過增加或減少水泵的級數(shù)來調(diào)整

泵的揚(yáng)程，以適應(yīng)礦井實際排水高度的需要。

DA型離心式水泵

1一進(jìn)水段；2—中段；3一葉輪；4一軸；5一導(dǎo)葉；6―密封環(huán)；

7—平衡盤；8—平衡環(huán)；9一出水段導(dǎo)葉；10一出水段；

11一尾蓋；12一軸套；13—彈性聯(lián)軸器；14一盤根壓蓋；

15一盤根；16—軸承

(1)進(jìn)水段1、中段2和出水段10都是采用灰口鑄鐵制成，它們之

間的結(jié)合面上墊有墊片，用來密封各段之間的結(jié)合面，用拉緊螺栓將各

段連接起來，使它們共同形成泵的工作室。進(jìn)水段1把水引入第一級葉

輪，中段通過固定在中段上的導(dǎo)葉5把前一級葉輪排出的水引入次級葉

輪的進(jìn)口，末級葉輪排出的水通過出水段上固定的出水導(dǎo)葉和出水段流

道，被引向排水口。進(jìn)水段1、中段2和出水段10的下方都設(shè)有放水螺

孔。

(2)葉輪3一般由鑄鐵制成的，有的泵的葉輪采用不銹鋼制成，葉

輪3的作用是把與其相連接的電動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樗膲毫δ芎蛣?/p>

能，水由軸向單側(cè)進(jìn)入葉輪。水泵中工作的葉輪都是經(jīng)過嚴(yán)格的平衡試

驗后才裝入水泵。

(3)軸4是選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成的。它通過彈性聯(lián)軸器13與電動機(jī)

連接在一起，是水泵工作的主要傳動部分，通過鍵、葉輪擋套、軸套12

及螺母將葉輪固定在軸4上，通過軸4的旋轉(zhuǎn)帶動葉輪3的旋轉(zhuǎn)，把水

輸送到指定高度。

(4)導(dǎo)葉5和出水段導(dǎo)葉9都是由鑄鐵制成。導(dǎo)葉5和中段2共同

形成一個擴(kuò)散形的流道，將水的動能轉(zhuǎn)化為壓力能。它們分別用緊固螺

釘固定在中段和出水段上。

(5)密封環(huán)6的材質(zhì)為鑄鐵。各個密封環(huán)分別被固定在進(jìn)水段1和

中段2上，密封環(huán)屬于易損零件，磨損后必須及時更換，否則會使水泵

滲漏量增大，導(dǎo)致水泵效率降低。密封環(huán)6與葉輪口構(gòu)成環(huán)狀小間隙，

可以防止泵內(nèi)高壓水漏回進(jìn)水流道中。

(6)平衡盤7與平衡環(huán)8共同組成平衡裝置，用來平衡葉輪3旋轉(zhuǎn)

時產(chǎn)生的單向軸向力。位于出水段10和尾蓋11之間的平衡盤由耐磨鑄

鐵制成，而固定在出水段上的平衡環(huán)是由鑄銅制成的。

(7)位于兩個盤根箱處的軸套12是采用鑄鐵制成的，它起到固定葉

輪位置和保護(hù)軸的作用，軸套12也是易損件，磨損后要立即更換。

(8)軸承16由鑄鐵制成，是鑲有巴氏合金的滑動軸承，采用油環(huán)自

行帶油潤滑。軸承體側(cè)面有油標(biāo)孔，可以通過油標(biāo)孔來觀察其內(nèi)部的油

位。軸承的上部設(shè)有加油孔，下部設(shè)有放油孔。

(9)由進(jìn)水段1和尾蓋11上的盤根箱、盤根15、盤根壓蓋14和水

封環(huán)等組成的盤根密封裝置可以防止空氣的進(jìn)入和大量水的滲出，起到

密封的作用。水封管從第二級中段引來的少量高壓水，通過水封環(huán)流到

盤根箱內(nèi)，可以起到水封、冷卻和潤滑作用。

安裝或更換盤根時應(yīng)注意：盤根的松緊程度必須適當(dāng)，壓得太緊，

軸套易發(fā)熱，耗費功率；壓的不緊，過松，則水漏出的太多，使水泵效

率下降。一般以水滴不成線為宜。

2.D型多級離心泵

如圖所示。D型泵與DA型泵性能相近，是DA型泵的改進(jìn)產(chǎn)品，效

率較高。它的首級葉輪入口直徑比次級葉輪入口直徑大，因而水在入口

處的流速較低，這樣便可以提高水泵的吸水揚(yáng)程。

各部作用：

（1）進(jìn)水段11、中段12、出水段5：用螺栓固定在一起，作為水泵

的外殼，前段有吸水口，用來連接吸水管（水平），后段有排水口，用來

連接排水管，中段有導(dǎo)葉和返水道，用來把前一級的水引到后一級葉輪

的入口。

（2）尾蓋17：（作為平衡盤的外殼）形成乏水室和填料箱。

（3）導(dǎo)葉3：水流方向?qū)?，減少水流速度，動能減少、靜能增加（水

在管中和泵中的速度大、損失大，需壓力大，以免增加損耗）。

（4）葉輪1：借助葉輪對水的作用，使水獲得能量，產(chǎn)生流量和揚(yáng)程

（水泵的心臟）。

D型泵結(jié)構(gòu)

1一葉輪：2—大口環(huán)；3—導(dǎo)葉；4—返水圈；5一出水段；

6—平衡盤；7—平衡盤襯環(huán)；8一盤根：9一壓蓋；10—水封環(huán)；

11一進(jìn)水段；12—中間段；13一放氣孔；14一軸承；15一聯(lián)軸器；

16—水封管

（5）密封環(huán)2：減少泵內(nèi)循環(huán)水流，提高水泵容積效率（防止漏水

量大）。

（6）平衡盤6、平衡盤襯環(huán)7：抵銷水泵軸向推力的不良影響（平衡

環(huán)易損壞，不與平衡套一體是為更換方便）。

(7)聯(lián)軸器15：把電機(jī)的功率輸給水泵軸。

(8)軸承14：支撐水泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的(轉(zhuǎn)子：水泵能轉(zhuǎn)動的部份統(tǒng)稱

為轉(zhuǎn)子一一軸、套、平衡盤、聯(lián)軸節(jié)等)。

(9)盤根8、盤根壓蓋9、水封環(huán)10：(乏水管接到水封環(huán)上)：前填

料箱主要作用是防止進(jìn)入空氣的(成線不成滴)，在水封環(huán)上加入一個高

壓水流，起到冷卻填料和防止進(jìn)入空氣。

后填料箱的主要作用是防止漏水。

(10)放氣孔13：放出泵內(nèi)的氣體。

(11)返水圈4：把前一級的水引到下一級。

(12)水封管：水封管從第二級中段引來的少量高壓水，通過水封環(huán)

流到盤根箱內(nèi)，可以起到水封、冷卻和潤滑作用。

另外，在水泵軸上固定著許多套，有來水套、出水套、間隙套等，

其作用是防止水沖擊軸，起保護(hù)軸的作用，增加了軸的強(qiáng)度，使軸不易

彎曲。

(三)礦用離心式水泵

由于煤礦的水質(zhì)狀況較差，水中含有一定數(shù)量的末煤、煤泥、巖渣

和砂粒，pH值較低，一般為2?5,偏酸性。為了保證礦山井下和井上的

正常排水和礦井立井(豎井)開拓延伸時的排水，我國已設(shè)計制造出多種

類型的礦山用離心泵，如：WG型、WD型、DW型、PN型、DL型、DGL型、

GD型、GZ型、ZJ型、S型等水泵。

1.GZ270采煤泵

此型號水泵為大流量、高揚(yáng)程、高吸入壓力的節(jié)段式多級離心泵，

專做水力采煤增壓所用，揚(yáng)程765?1305m；流量240?300m：'/h；允許水

泵進(jìn)口壓力可以達(dá)到lOMPa。

GZ270—150型采煤泵組成：

(1)由進(jìn)水段、中段、出水段、導(dǎo)翼等部件用拉緊螺栓將它們聯(lián)結(jié)

組成水泵的定子。各密封的結(jié)合面上沒有墊片，而是靠很高的加工精度

和拉緊螺栓的拉緊程度來保證結(jié)合面的密封。在拆裝此種型號的水泵時，

要十分注意對各個密封端面的保護(hù)，不可將其端面劃傷和碰傷。導(dǎo)翼上

有數(shù)個紫銅釘將導(dǎo)翼兩端固定在中段上。

此型號泵的進(jìn)口壓力較高，為了保證水泵的填料函處于低壓狀況，

在壓力水進(jìn)入填料之前，安裝了間隙很小的軸封套，經(jīng)過卸壓的水通過

尾蓋底部的①20mm的孔(尾蓋底部有兩個中20mm孔，一個為卸壓孔，另

一個為填料漏水孔)排向大氣，水量大約能達(dá)到4m7h,如果堵塞此孔，

填料函部件就會發(fā)熱或大量漏水，使水泵無法正常運轉(zhuǎn)。

(2)轉(zhuǎn)子部件：整個轉(zhuǎn)子部件完全依靠位于兩端的軸承體內(nèi)的兩個

球面滑動軸承來支撐。軸承的潤滑由輔助油泵或主油泵進(jìn)行強(qiáng)制潤滑。

潤滑油的壓力為0.03~0.05MPao當(dāng)軸承磨損、泵軸下沉?xí)r，可用與軸

承體結(jié)合的首蓋和尾蓋法蘭處的3個M16X80的螺釘進(jìn)行調(diào)整。如果檢

查發(fā)現(xiàn)軸承磨損超過規(guī)定值時，要立即更換軸承。

(3)為了保證水泵和電動機(jī)的軸承正常潤滑和冷卻，該型號采煤泵

采用了專門的潤滑系統(tǒng)：油箱一輔助油泵一油冷卻器一油過濾器一水泵

軸承及電動機(jī)軸承f油箱。

(4)聯(lián)軸器：為了整個水泵安裝方便起見，采用了柱銷式彈性聯(lián)軸

器，同時考慮到水泵運轉(zhuǎn)的安全性，在運轉(zhuǎn)時，要求使用單位應(yīng)自行配

制聯(lián)軸器安全罩。必須注意，水泵聯(lián)軸器與電動機(jī)側(cè)聯(lián)軸器兩端面之間

在組裝時應(yīng)保證有6mm左右的間隙，以便在平衡盤與平衡環(huán)靠住時，使

泵在啟動的過程中，軸向竄量留有余地。

2.80DGL50型立式多級離心吊泵

80DGL50泵結(jié)構(gòu)圖

1一下軸承體；2一下?lián)跛祝?一下填料室；4一護(hù)軸套；

5一進(jìn)水段；6一軸套螺母；7—密封環(huán)；8一葉輪，9—導(dǎo)翼套；

10一中段，11一軸；12—導(dǎo)翼，13―拉緊螺栓；14一回水管；

15一出水段；16一出水段導(dǎo)翼；17—平衡套，18一平衡鼓；

19一軸承體；20—填料室；21—填料；22—填料壓蓋；23一軸套；

24一擋水套；25—推力球軸承；26—軸承套；27一滾珠軸承；

28—軸承壓蓋；29一擋套螺母；30—聯(lián)軸器

80DGL50型立式多級離心吊泵系分段、單吸泵，如圖。它主要用

于開鑿礦井（豎井）時抽吸渾濁的含有顆粒不大的泥砂水，也可以作為被

淹沒的礦井排水用。其排水量為33?6（W/h；揚(yáng)程為232?564%

80DGL型吊泵主要由水泵、電機(jī)及其附屬裝置（如閘閥、逆止閥、

吊架、操作臺、梯子等）組成。整個機(jī)組固定在用槽鋼制造的吊架上。在

吊架上端裝有支撐彎頭和繩輪，吊架下端裝有托架。

支撐彎頭用來連接泵的出水管和閥門，繩輪是借鋼絲繩來吊掛整個

水泵機(jī)組，托架用來連接電動機(jī)和水泵。

水泵部分主要零件有：進(jìn)水段、中段、出水段、導(dǎo)翼、出水段導(dǎo)翼、

葉輪、密封環(huán)、平衡鼓、平衡套、填料室、軸承體、泵軸、軸套、下軸

承體、下填料室等。

進(jìn)水段、導(dǎo)翼、中段、出水段導(dǎo)翼、出水段均采用耐磨球墨鑄鐵制

造，它們和填料室共同形成工作室。此水泵的進(jìn)水段、中段和出水段之

間具有良好的密封結(jié)合面。因此，在裝配時不需加任何密封材料。

葉輪采用銅鋁球墨鑄鐵制造，內(nèi)有葉片，液體沿軸向單側(cè)進(jìn)入，由

于葉輪前后蓋板兩側(cè)受壓不等產(chǎn)生軸向力，該軸向力由平衡鼓和推力球

軸承來承擔(dān)，葉輪在制造時經(jīng)過靜平衡試驗。

泵軸采用40Gr合金鋼制成，并經(jīng)過熱處理。泵軸中間裝有葉輪、

平衡鼓、軸承套、軸套、滾珠軸承和向心推力球軸承，用螺母將它們固

定在泵軸上，組成一個轉(zhuǎn)子部件。在泵軸上端安裝聯(lián)軸器部件與電動機(jī)

連接。泵軸的下端裝有擋水套和護(hù)軸套。如需更換下端軸承時，只要卸

下下端軸承體即可進(jìn)行，十分簡便。

填料室內(nèi)裝有鉛粉油浸石棉繩，填料的作用是保證水泵的密封，上、

下填料室用六角螺栓連接在軸承體上和進(jìn)水段上。

在軸承體上鉆有回水孔，借助軟管將水引出作下填料室的水封水和

電動機(jī)的冷卻用水。

平衡鼓為一般的灰口鑄鐵制成，位于出水段中間，水泵大部分的軸

向力由它來平衡，剩余的軸向力由推力球軸承來承受。

泵的旋轉(zhuǎn)方向：從上向下看時為逆時針旋轉(zhuǎn)。泵所用的電動機(jī)為立

式電動機(jī)（如在井下使用為立式防爆電動機(jī)）。

3.S型雙吸離心泵

S型泵為單級、雙吸、中開式泵殼離心水泵，如圖所示。它適合于

礦山排水，其流量為108?2880m?h,揚(yáng)程為12?125m,進(jìn)水口徑為150-

600mm。

S型水泵的吸入口與排出口均在水泵軸心線下方，與軸線垂直呈水

平方向。泵殼為中開式，檢修時不需要拆卸進(jìn)水、排水管路及電動機(jī)或

其他原動機(jī)。從傳動方向看去，水泵均為順時針方向旋轉(zhuǎn)（必要時亦可以

改為逆時針方向旋轉(zhuǎn)）。

S型泵結(jié)構(gòu)圖

1—泵體；2—泵蓋；3一軸；4一葉輪；5—密封環(huán)；6一軸套；

7—填料套；8—填料環(huán)；9—填料壓蓋：10—右軸承體；

11一左軸承體；12—聯(lián)軸器

S型水泵的主要零件有：泵體1、泵蓋2、軸3、葉輪4、雙吸密封

環(huán)5、軸套6、左右軸承體10、11等。除軸3的材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)碳素鋼外，

其余的零部件均為鑄鐵制造而成。泵體1與泵蓋2構(gòu)成葉輪的工作室，

在進(jìn)水和出水法蘭上設(shè)有安裝真空表和壓力表的管螺孔。泵體的下部加

工出放水的管螺孔。

葉輪4用軸套6和兩側(cè)的軸套螺母固定，其軸向位置可以通過軸

套螺母來進(jìn)行調(diào)整。葉輪4的軸向力利用葉片的對稱布置達(dá)到平衡，可

能有一些剩余軸向力由軸端的軸承承受。葉輪4在安裝前要經(jīng)過靜平衡

校驗。

泵軸3由兩個單列向心球軸承來支撐，軸承裝在泵體1兩端的軸承

體內(nèi)，用甘油潤滑。

雙吸密封環(huán)5的作用是減少水泵壓水室的水漏回吸水室。水泵通過

彈性聯(lián)軸器與電動機(jī)連接，軸封為軟填料密封。為了防止空氣漏入泵內(nèi)

和冷卻潤滑密封腔內(nèi)，在填料之間裝有水封環(huán)。水泵運轉(zhuǎn)時，少量的高

壓水通過泵蓋、中開面上的梯形凹槽流入填料腔，起水封作用。

四、離心式水泵軸向力的產(chǎn)生及其平衡

1.軸向力的產(chǎn)生

離心式水泵大多數(shù)都采用單吸閉式葉輪，此種水泵在工作時，葉輪

前后兩側(cè)蓋板所受到的壓力是不相等的，因此，壓力高的一側(cè)就要向壓

力低的一側(cè)產(chǎn)生一個推力，由于這個推力的作用方向與水泵軸心線方向

是一致的，所以稱之為軸向力。單吸閉式葉輪前后蓋板的受力圖見圖。

葉輪兩側(cè)壓力分布

從受力圖（壓力分布圖）中可以看出單吸閉式葉輪前后蓋板的壓力

分布情況。在密封環(huán)r.之外，葉輪兩側(cè)的壓力是對稱的，不會產(chǎn)生軸向

力；而在密封環(huán)r,之內(nèi)，葉輪進(jìn)口處的壓力高于大氣壓力，水經(jīng)過葉輪

與導(dǎo)向器或泵體之間的徑向間隙進(jìn)入葉輪與泵體之間的空間，因而在密

封環(huán)r,之內(nèi)，作用于葉輪前蓋板上的總壓力小于作用在葉輪后蓋板上的

總壓力，從而產(chǎn)生了由排水側(cè)指向吸水側(cè)的軸向力。這就是水泵軸向力

產(chǎn)生的主要原因。另外，諸如水的反沖力、葉輪內(nèi)部不對稱的壓力和軸

或軸套的直徑不相等因素，是造成軸向力的次要原因。

水泵的軸向力會使水泵的轉(zhuǎn)子向水泵的吸水方向竄動，如若不能很

好地平衡掉軸向力，則高速旋轉(zhuǎn)的水輪（葉輪）就容易和泵殼相碰撞，引

起振動、磨損，甚至?xí)顾喅隹谂c導(dǎo)向器進(jìn)口之間發(fā)生超過限度的偏

移，導(dǎo)致水泵的效率降低或不能工作。單級泵的軸向推力可達(dá)數(shù)百公斤，

多級分段式水泵的軸向推力與葉輪的級數(shù)成正比，即水泵的級數(shù)越多，

產(chǎn)生的軸向推力越大，有的多級水泵的軸向推力可高達(dá)幾噸重的力。軸

向推力的方向指向來水側(cè)。

2.軸向推力的危害

1）葉輪出水口偏移影響上水量。

2）造成轉(zhuǎn)動部分和轉(zhuǎn)達(dá)固定部分磨擦、零部件損壞，或水泵軸和電

機(jī)軸相頂撞，出現(xiàn)電機(jī)負(fù)荷加大。

3.消除軸向推力的辦法

目前，平衡離心式水泵的軸向力的方法有如下幾種：

1）止推軸承法

在水泵的軸上承受軸向力的一端安裝一套向心推力球軸承來阻擋

水泵軸的軸向竄動。該種平衡方法簡單，多用于小型單級水泵上。

2）對稱布置法

對稱布置法見圖a,此種平衡方法，適用于中等流量的多級水泵上。

當(dāng)多級水泵的葉輪數(shù)為偶數(shù)時，采用兩個尺寸相同的單吸式葉輪背靠背

地對稱布置方法。當(dāng)水泵的葉輪級數(shù)為奇數(shù)時，可以將第一級葉輪制成

雙吸式，其余的用單吸式葉輪對稱布置。

3）平衡孔法

此種平衡方法，就是在葉輪的后蓋板上對著葉輪的進(jìn)口處均勻地鉆

幾個小平衡孔，以此來降低葉輪后蓋板上的壓力，從而減少水泵的軸向

推力，如圖b所示。此種方法簡單，能夠平衡掉大部分的軸向力，余下

的少量軸向力，需要配置止推軸承來進(jìn)行平衡。此種平衡方法的不足之

處是因為有部分水通過葉輪上的平衡小孔，流回到葉輪的吸入口，增加

了漏損，降低了水泵的容積效率。這種平衡方法廣泛地應(yīng)用在單級水泵

b平衡孔法1一后蓋板；2—平衡孔

4）平衡盤法

平衡盤法是采用水力平衡裝置的方法如圖所示。平衡盤左側(cè)的空間

叫平衡室，平衡盤與泵體之間專門設(shè)置了一個軸向間隙b。（約1?1.5mm）,

在輪轂（或軸套）與泵體之間還有一個徑向間隙b,平衡盤的后面與吸入

口相通。這樣，徑向間隙b左邊的壓力就是末級葉輪右面的壓力P,而

平衡盤右面的壓力P。接近泵的入口壓力。在多級泵中，平衡盤裝置兩邊

的壓力差P-P。是很大的，水在此壓力差的作用下，經(jīng)過b,壓力下降到

P',再經(jīng)過b。，壓力下降到P。，然后流到泵的入口。

由于平衡盤的兩側(cè)存在著壓力差，左側(cè)壓力大，右側(cè)壓力小，因而

產(chǎn)生一個作用在軸上的力，使整個水泵的轉(zhuǎn)子向右竄動。這時，平衡盤

與平衡板之間的間隙b。增大，流出的壓力水量增多，平衡室中的壓力P'

降低，平衡盤上所產(chǎn)生的向右的軸向推力相應(yīng)減少，水泵轉(zhuǎn)子便自動向

左竄動，這樣b。又減少，P'又增大，直到左右兩側(cè)壓力平衡為止。

多級泵平衡盤裝置

一F軸向推力

假定在水泵運轉(zhuǎn)的瞬間，軸向推力F大于平衡室中水作用在平衡盤

上的平衡力P,軸開始往吸水側(cè)竄動，這樣就使平衡環(huán)與平衡盤之間的

間隙b。減小，從平衡室經(jīng)b。流入乏水室的水就減少。那么，作用在平衡

盤上的平衡力P就增大，當(dāng)軸向推力F=平衡力P時，軸就不竄動了。

又假定水泵運轉(zhuǎn)的瞬間，軸向推力F小于平衡室中水作用在平衡盤

上的平衡力P,軸開始往出水側(cè)竄動，這樣就使平衡環(huán)與平衡盤之間的

間隙b。增大，從平衡室經(jīng)b。流入乏水室的水就增加，那么，作用在平衡

盤上的平衡力P就減小，F(xiàn)>P,又重復(fù)上一循環(huán)。

水泵在運轉(zhuǎn)時，由于運轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化，軸向力也在變，轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子

部件:水泵能轉(zhuǎn)動的部分）始終是在某一平衡位置左右竄動，自動保持平

衡。由于平衡盤法有自動平衡的特點，因而在水泵上得到廣泛的應(yīng)用。

須提示的是，平衡盤回水管流出的水量不應(yīng)超過水泵流量的

1.5%?3%,否則會降低水泵的效率。裝配時，間隙b。應(yīng)保持在0.5?

1mm之間，水泵的軸向竄動間距為1?4mm。

5.平衡管法

平衡管法與平衡孔法的原理和作用是一樣的如圖a所示。此種平衡

方法適用于大型水泵。

6.背葉片法

背葉片法見圖bo此種方法主要用于閉式葉輪，它不允許異物磨損

水泵的滑動部件，要求水泵的軸功率有所增加。

a平衡管法b背葉片法

五、離心式