矿用D型泵结构分析与水泵房布置论述毕业设计

矿用D型泵结构分析与水泵房布置论述毕业设计

1 绪论

1.1 离心泵概述

1.1.1 离心泵工作原理

在启动泵前，泵体及吸入管路充满液体。当叶轮高速旋转时，叶轮带动叶片间的液体一起旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘，动能也随之增加。当液体进入泵壳后，液体以较高的压强沿排出口流出。与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空，而液面处的压强比叶轮中心处要高，因此，吸入管路的液体在压差作用下进入泵。叶轮不停旋转，液体也连续不断的被吸入和压出。离心泵之所以能够输送液体，主要靠离心力的作用，故称为离心泵。

1.1.2 离心泵的分类

离心泵有根据不同结构和方式有多种分类：

一、按工作叶轮数目来分类

1、单级泵：即在泵轴上只有一个叶轮。

2、多级泵.：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。

二、按工作压力来分类

1、低压泵：压力低于100米水柱；

2、中压泵：压力在100~650米水柱之间；

3、高压泵：压力高于650米水柱。

三、按叶轮进水方式来分类

1、单侧进水式泵：又叫单吸泵，即叶轮上只有一个进水口；

2、双侧进水式泵：又叫双吸泵，即叶轮两侧都有一个进水口。它的流量比单吸式泵大一倍，可以近似看作是二个单吸泵叶轮背靠背地放在了一起。

四、按泵壳结合缝形式来分类

1、水平中开式泵：即在通过轴心线的水平面上开有结合缝。

2、垂直结合面泵：即结合面与轴心线相垂直。

五、按泵轴位置来分类

1、卧式泵：泵轴位于水平位置。

2、立式泵：泵轴位于垂直位置。

六、按叶轮出来的水引向压出室的方式分类

1、蜗壳泵：水从叶轮出来后，直接进入具有螺旋线形状的泵壳。

2、导叶泵：水从叶轮出来后，进入它外面设置的导叶，之后进入下一级或流入出口管。

平时我们说某台水泵属于多级泵，是指叶轮多少来讲的。根据其它结构特征，它又有可能是卧式泵、垂直结合面泵、导叶式泵、高压泵、单面进水式泵等。所以依据不同，叫法就不一样。另外，根据用途也可进行分类，如油泵、水泵、凝结水泵、排灰泵、循环水泵等。

1.1.3 离心泵的工作特点

(1)水沿离心泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入，垂直于轴向流出，即进出水流方向互成90°。

(2)由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水，因此在起动前必须相泵和吸水管灌注引水，或用真空泵抽气，以排出空气形成真空，而且泵壳和吸水管路必须严格密封，不得漏气，否则形不成真空，也就吸不上水来。

(3)由于叶轮进口不可能形成绝对真空，因此离心泵吸水高度不能超过10米，加上水流经吸水管路带来的沿程损失，实际允许安装高度(水泵轴线距吸入水面的高度)远小于10米。如安装过高，则不吸水；此外，由于山区比平原大气压力低，因此同一台水泵在山区，特别是在高山区安装时，其安装高度应降低，否则也不能吸上水来。

1．2 矿用泵排水的研究背景与重要性

众所周知，矿井有它一定的局限性，那便是地下作业。在矿井建设和生产过程中，矿井排水设备不仅要排除各时期涌入矿井的矿水，而且在遭到突然涌水的袭击有可能淹没矿井的情况下，还要抢险排水。因此，排水设备是煤矿建设和生产中不可缺少的，它对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。

矿用排水泵多用离心式多级泵，主要有以下优点：流量、扬程的围大，并且流量和压力都很平稳，没有波动；效率较高；转数较高，可以与电动机直接相连；操作方便可靠，故障少，维修容易，易于实现自动化；于同一指标的往复泵相比，离心泵结构紧凑，体积小，重量轻，零部件少，制造方便，造价低，占地面积小。

设计出不同类型和不同结构尺寸的泵以及合理的布置泵站房，才能更好的使矿井的涌水及时、安全、经济地排出，因此设计工作也较繁重，在设计过程中，对设计结果的有效模拟和检验是提高设计工作效率的重要途径。本次设计主要真对矿用D型泵进行了结构分析。

1.3 虚拟现实造型语言（Virtual Reality Modeling Language）

VRML 是虚拟现实造型语言（Virtual Reality Modeling Language）的简称，本质上是一种面向WEB，面向对象的三维造型语言，而且它是一种解释性语言。虚拟现实技术是许多相关学科领域交叉、集成的产物。人们通过计算机运用虚拟现实技术对复杂数据进行可视化操作与交互，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。虚拟现实技术是一种能对现实场景实现有效模拟的技术，它是高度发展的计算机技术在各领域的广泛应用过程中的结晶，它不仅仅包括所说的图形学、图像处理、模式识别、网络技术、并行处理技术、人工智能等高性能等计算机技术，还涉及了数学、物理等学科领域，甚至与气象学、美学、地理、生物、心理学及社会学科等相关。此技术也不仅为采煤机的设计起到很好的辅助作用，也是为现有产品的展示和宣传的提供了很大的方便。

VRML 的应用领域相当广泛，大致有以下几个领域：娱乐、教台、训练、医学、设计、商业、简报、军事、太空、艺术、监控、科学视觉化、听觉评估、刑事调查和网络应用等。

国最早开展此项技术试验的是虚拟现实工程技术研究中心。航空航天大学计算机系也是国最早研究VR 的单位之一，它在VR 视觉接口方面获得了一部分研究成果；大学设计了基于PC 机的VR 系统；清华大学国家光盘工程研究中心所作的“布达拉宫”，采用了QuickTime 技术，实现大全景VR 制作；大学CAD&CG 国家重点实验室开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统；工业大学算机系已经成功地合成了人的高级行为中的特定人脸图像，解决了表情的合成和唇动合成技术问题，并正在研究人说话时手势和头势的动作、语音和语调的同步等。近些年来，随着计算机和网络技术的发展，这些新兴技术冲击着传统工业，并且带动其技术的革新。VRML 在机械设计和装配方面有着重要的意义，基于VRML 机械行业出现虚拟设计和虚拟装配技术，大大提高了产品的质量和缩短了产品设计周期，带来了巨大的经济效益，所以研究VRML 有着及其重要的意义。VRML 还可以建造虚拟实室，建造虚拟机械，有利于学生对知识的理解和掌握。因此，虚拟现实技术为泵的结构分析设计起到很