隔膜泵抽泥浆可以不

基坑施工方案 （一）

本方案为深基坑施工预案，本预案包括排（降）水、土方开挖（回填）程序、支护结构、基坑监测等内容。其中基坑监测由专业基坑检监测公司进行监测。

一、深基坑施工基坑排水、降水方法

在土方开挖过程中，当开挖底面标高低于地下水位的基坑（或沟槽）时，由于土的含水层被切断，地下水会不断渗入坑内。地下水的存在，非但土方开挖困难，费工费时，边坡易于塌方，而且会导致地基被水浸泡，扰动地基土，造成工程竣工后建筑物的不均匀沉降，使建筑物开裂或破坏。因此，基坑槽开挖施工中，应根据工程地质和地下水文情况，采取有效地降低地下水位措施，使基坑开挖和施工达到无水状态，以保证工程质量和工程的顺利进行。

1、排水方法：

基坑、沟槽开挖时降低地下水位的方法很多，本工程主要采用设明沟、集水井排水法。

为确保土方开挖时基坑边坡稳定，使坑内无积水，采取如下措施。

（1）基坑外排水，采取在基坑周围设1.2m宽散水护坡，将地表水截入场内明沟内，经三次沉淀后，进入城市地下水道。

（2）基坑内排水，采取在基坑底砖胎模侧形成集水沟，在集水沟两端挖掘集水井，具体尺寸如下：集水沟呈倒梯形，上口宽500mm，下口宽300mm，低于坑底0.5m。集水井孔径0.8m，低于坑底标高1m，放置潜水泵于集水井内，集水后用潜水泵接软管扬程流至场内明沟内。

2、排水机具的选用

基坑排水广泛采用动力水泵，一般有机动、电动、真空及虹吸泵等。

选用水泵类型时，一般取水泵的排水量为基坑涌水量的1.5—2倍。当基坑涌水量Q<20m3／h，可用隔膜式泵或潜水电泵；当Q在20-60m3／h，可用隔膜式或离心式水泵，或潜水电泵；当Q>60 m3／h，多用离心式水泵。隔膜式水泵排水量小，但可排除泥浆水，选择时应按水泵的技术性能选用。根据实际水量的大小，决定采用降水机械的台数及型号。当基坑涌水量很小，亦可采用人力提水桶、手摇泵或水龙车等将水排出。

二、土方开挖程序

（一）土方开挖的总体顺序和方法

本工程基坑的土方分层机械开挖，分层厚度20㎜左右，且基坑机械开挖和基坑护壁交叉同步进行，挖至基坑底部设计标高上300mm停止开挖，进入人工修边捡底。

（二）机械开挖的方法

1、主要机具：

（1）挖土机械有：挖土机、推土机、自卸汽车 等。

（2）一般机具有：铁锹（尖、平头两种）、手推车、小白线或20号铅丝和钢卷尺以及坡度尺等。

2、作业条件：

（1）土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕。

（2）建筑物或构筑物的位置或场地的定位控制线（桩）、标准水平桩及开槽的灰线尺寸，必须经过检验合格；并办完预检手续。

（3）夜间施工时，应有足够的照明设施；在危险地段应设置明显标志，并要合理安排开挖顺序，防止错挖或超挖。

（4）开挖有地下水位的基坑槽、管沟时，应根据当地工程地质资料，采取措施降低地下水位。一般要降至开挖面以下0.5m，然后才能开挖。

（5）施工机械进入现场所经过的道路、桥梁和卸车设施等，应事先经过检查，必要时要进行加固或加宽等准备工作。

（6）选择土方机械，应根据施工区域的地形与作业条件、土的类别与厚度、总工程量和工期综合考虑，以能发挥施工机械的效率来确定，编好施工方案。

（7）施工区域运行路线的布置，应根据作业区域工程的大小、机械性能、运距和地形起伏等情况加以确定。

（8）在机械施工无法作业的部位和修整边坡坡度、清理槽底等，均应配备人工进行。

（9）熟悉图纸，做好技术交底。

3、工艺流程：

确定开挖的`顺序和坡度 → 分段分层平均下挖 → 修边和清底 （1）开挖基坑（槽）或管沟时，应合理确定开挖顺序、路线及开挖深度。

（2）土方开挖宜从上到下分层分段依次进行。随时作成一定坡势，以利泄水。

（3）在开挖过程中，应随时检查槽壁和边坡的状态。深度大于1.5m时，根据土质变化情况，应做好基坑（槽）或管沟的支撑准备，以防坍陷。

（4）开挖基坑（槽）和管沟，不得挖至设计标高以下，如不能准确地挖至设计基底标高时，可在设计标高以上暂留一层土不挖，以便在抄平后，由人工挖出。暂留土层：一般铲运机、推土机挖土时，为20cm左右；挖土机用反铲、正铲和拉铲挖土时，为30cm左右为宜。

（5）在机械施工挖不到的土方，应配合人工随时进行挖掘，并用手推车把土运到机械挖到的地方，以便及时用机械挖走。

（6）修帮和清底。在距槽底设计标高50cm槽帮处，抄出水平线，钉上小木撅，然后用人工将暂留土层挖走。同时由两端轴线（中心线）引桩拉通线（用小线或铅丝），检查距槽边尺寸，确定槽宽标准，以此修整槽边。最后清除槽底土方。

（7）槽底修理铲平后，进行质量检查验收。

（二）人工捡底的方法

基坑形成后根据已建立的建筑物轴线控制网和高程控制桩，将轴线标高引测于坑内，并在坑内建立临时轴线控制网，测放出基础垫层外框线，作为人工捡底的依据，人工捡底应采用锹镐进行开挖，开挖过程中应注意基底标高，防止超挖，人工开挖前应邀业主、监理、质监等部门进行验槽。

（三）、土方的运输和堆放

开挖基坑（槽）的土方，在场地有条件堆放时，一定留足回填需用的好土；多余的土方，应一次运走，避免二次搬运。

土方运至业主指定地点堆放。堆放场地内，将土方按土的类型分类堆放，即杂填土、素填土堆放在一起，粉质粘土、粉土堆放在一起，中砂堆放在一起，圆砾、卵石堆放一起，膨胀土单独堆放。

三、土方回填程序

回答人的补充 2009-11-25 11:28

（一）主要机具：

1、装运土方机械有：装载机、挖掘机、自卸汽车等。

2、碾压机械有：平碾、羊足碾和振动碾等。

3、一般机具有：蛙式或柴油打夯机、手推车、铁锹、钢尺等。

（二）作业条件：

1、施工前应根据工程特点、填方土料种类、密实度要求、施工条件等，合理地确定填方土料含水量控制范围、虚铺厚度和压实遍数等参数；重要回填土方工程，其参数应通过压实试验来确定。

2、填土前应对填方基底和已完工程进行检查和中间验收，合格后要作好隐蔽检查和验收手续。

3、施工前，应做好水平高程标志布置。如大型基坑或沟边上每隔1m钉上水平桩橛或在邻近的固定建筑物上抄上标准高程点。大面积场地上或地坪每隔一定距离钉上水平桩。

4、确定好土方机械、车辆的行走路线，应事先经过检查，必要时要进行加固加宽等准备工作。同时要编好施工方案。

（三）工艺流程：

基坑底地坪上清理→检验土质→分层铺土→分层碾压密实→检验密实度→修整找平验收

1、填土时应先清除基底的树根、积水、淤泥和有机杂物……

2、检验土质。检验回填土料的种类、粒径，有无杂物，是否符合规定，以及土料的含水量是否在控制范围内；如含水量偏高，可采用翻松、晾晒或均匀掺入干土等措施；如遇填料含水量偏低，可采用预先洒水润湿等措施。

3、填土应分层铺摊。每层铺土的厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定。

填土每层的铺土厚度和压实遍数

压实机具每层铺土厚度 （mm）每层压实遍数 （遍）

平碾200～3006～8

羊足碾200～3508～16

蛙式打夯机200～2503～4

推土机200～3006～8

拖拉机200～3008～16

人工夯实不大于2003～4

4、碾压时，轮（夯）迹应相互搭接，防止漏压或漏夯。长宽比较大时，填土应分段进行。每层接缝处应作成斜坡形，碾迹重叠。重叠0.5～l.0m左右，上下层错缝距离不应小于1m。

5、填方超出基底表面时，应保证边缘部位的压实质量。填土后，如设计不要求边坡修整，宜将填方边缘宽填0.5m；如设计要求边坡修平拍实，宽填可为0.2m。

6、在机械施工碾压不到的填土部位，应配合人工推土填充，用蛙式或柴油打夯机分层夯打密实。

7、 回填土方每层压实后，应按规范规定进行环刀取样，测出干土的质量密度，达到要求后，再进行上一层的铺土。

8、填方全部完成后，表面应进行拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平；凡低于标准高程的地方，应补土找平夯实。

四、支护结构

（一）本工程土方工程支护结构采用土钉支护。

（二）土钉墙时采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的结构。它是将拉筋插入土体内部全长度与土粘接，并在破面上喷射混凝土，从而形成加筋土体加固区带，用以提高整个原位土体的强度并现值其位移，同时增

强基坑边坡坡体的自身稳定性。

（三）工艺流程：

作业面开挖→成孔→置筋→注浆→喷射混凝土面层→土钉抗拔力检验

1、土钉墙施工是随着工作面开挖分层施工的。

2、成孔工艺和方法与土层条件。机具装备及施工单位的手段和经验有关。

3、在置筋前，最好采用压缩空气将孔内残留及扰动的废土清除干净。

4、土钉注浆采用注浆泵灌注，浆液采用1：2水泥砂浆。

5、为了防止土体松弛和崩解，必须尽快做第一层喷射混凝土。临时性的支护，面层做一层，厚度50-150㎜；永久性支护面层两层或三层，厚度100-300㎜。喷射混凝土强度等级不低于C15。在喷射混凝土中，设置钢筋网。钢筋网间距采用双向均为200-300㎜，钢筋直径6-10㎜，在喷射混凝土面层中设置1-2层。

6、钉抗拔力检验由专业单位、人员进行检验。

基坑施工方案 （二）

1.护坡桩施工

工艺流程：钻机就位―钻孔―泵送混凝土―提钻―下笼―移机至下一桩位

主要施工方法：采用长螺旋成孔泵送混凝土施工工艺，使用先进的振动法后插筋方式下入钢筋笼。此法子在CFG桩压灌技术上发展而来。在混凝土灌注后，将钢筋笼与沉管桩机振动锤结合在一起，振动力通过φ127钢管传导至笼底，靠振动力将钢筋笼振入孔内，其后拔出振动锤和钢管。此种施工方法功效快，无污染，桩身混凝土密实，能充分保证成桩质量。为保证成桩质量，采用隔一打一的跳打法施工。

锚杆施工：工艺流程：成孔―绑扎主筋―插入主筋―压浆―安装垫板或腰梁―等待七天凝固―张拉―锁定

主要施工方法：在土方开挖至设计锚杆成孔要求标高后进行预应力锚杆施工。在成孔后下入预应力锚索并进行注浆，待锚杆养护龄期到达后，进行锚杆张拉和锁定，结束后方可进行下一步土方开挖。

2.抗拔桩工程

旋挖钻机施工。由于该地层钻孔范围内分布有卵石，因此采用旋挖钻机施工。

本抗拔桩采用旋挖钻机进行施工，是利用钻杆和钻斗的旋转及重力使土屑进入钻斗，土屑装满钻斗后，提升钻斗出土，这样通过钻斗的旋转、削土、提升和出土，多次反复而成孔。此法适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层以及含有部分卵石、碎石的地层。

桩位置确定后，用两根互相垂直的直线相交于桩点，并定出十字控制点，做好标识并妥加保护。履盘座落的位置应平整，坡度不大于3°。

采用钢护筒，钻孔前应在测定的桩位，准确埋设护筒，护筒长度约为2m，护筒直径大于设计桩径10cm，护筒顶标高应高于地面20cm～30cm，并确保筒壁与水平面垂直。

护筒定位时应先对桩位进行复核，然后以桩位为中心，定出相互垂直的十字控制桩线，并作十字栓点控制，挖护筒孔位，吊放入护筒，护筒周围孔隙填入粘土并夯实，同时用十字线校正护筒中心及桩位中心，使之重合一致，并保证其护筒中心位置与桩中心偏差小于2cm。

制备泥浆的技术要求：

①在测定泥浆材料性能的基础上，及时试配泥浆的最佳配合比。

②成孔后在泥浆面以下取样一次，清孔后测一次。

③新制配泥浆应测试合格后方可使用。

钻机就位，将钻头对准桩位，复核无误后调整钻机垂直度。

开钻前，用水平仪测量孔口护筒顶标高，以便控制钻进深度。钻进开始时，注意钻进速度，调整不同地层的钻速。

第一根护坡桩施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。

在钻进过程中，一定要保持泥浆面，不得低于护筒顶50cm。在提钻时，须及时向孔内补浆，以保证水头。

钻进时必须作好详细钻进记录。包括成孔时各主要地层厚度、所用时间等内容。

钻进孔深达到图纸规定深度，进行清孔，让钻机空转不进尺，同时射水清孔，清孔后沉渣厚度不得大于100mm，泥浆指标达到要求。

清孔时，孔内水位应保持在护筒下50cm左右，防止塌孔。

钢筋笼场内移运可用人工抬运或用平车加托架移运，不可使钢筋笼产生永久性变形；钢筋笼用吊车起吊要对正孔位，徐徐下入，不准强行压入。因为钢筋笼采用不均匀配筋，吊放钢筋笼时一定注意钢筋笼的方向，在槽内配筋一侧笼顶标以红漆。

导管和漏斗：选择直径为25cm的导管，导管组装时接头必须密合不漏水（要求加密封圈，黄油封口）；

在第一次使用前应进行闭水打压试验，试水压力0.6MPa～1.0MPa，不漏水为合格。

导管底端下至孔底标高上50cm左右。漏斗安装在导管顶端。

对砼的技术要求：该工程使用商品混凝土，坍落度180mm～220mm，混凝土初凝时间不得低于6小时；不允许任何含有氯化钙的外加剂用在混凝土配合比中。配制的混凝土应该密实，具有良好的流动性，满足水下砼灌注并为保证设计要求。

工艺采用自由塞隔水（即充气球胆），隔水塞球胆大小要合适，安装要正，一般位于水面以上。灌注混凝土前孔口要盖严，防止混凝土落入孔中污染泥浆。砼首灌量应灌至导管下口2m以上；砼浇注时，导管下口埋入砼的深度不小于1.5m，不大于6m，

设专人及时测定，以便掌握导管提升高度。每次拆卸导管，必须经过测量计算导管埋深，然后确定卸管长度，使混凝土处于流动状态，并作好浇注施工记录。混凝土灌注必须连续进行，中间不得间断。

当混凝土面快到钢筋笼下端时，为防止钢筋笼上浮，当混凝土面接近和初入钢筋笼时，应保持较大的导管深度，放慢灌注速度，当混凝土面进入钢筋笼后，应适当提升导管，减少埋深（不得少于1.5m）以增加钢筋笼对导管底口下的埋置深度。

混凝土灌注到桩孔上部5m以内时，可不再提升导管，直到灌注至设计标高后一次拔出。混凝土灌注完成后及时拔出护筒，应立即回填土加以覆盖，防止塌孔及保护人员和设备的安全。

在灌注水下混凝土过程中，应设污水泵及时排水防止泥浆漫出，确保文明施工。

注意事项：吊运导管时，不得超过5节连接一次性起吊。导管在使用后，应立即清洗干净。

由于在坑内施工，故依据实际情况适当铺设路渣以保证桩机的正常施工。

除桩基施工严格按有关规范要求进行外，为确保抗拔桩的质量，进行低应变动力检测，抽检数量不少于20?。对桩基进行单桩抗拔静载试验，检验数量为总桩数的1%，且不小于3根。

3.结语

基坑在上部放坡和下部支护的情况下，施工工程能稳定开挖，得到了良好的效果，对于工程的顺利进行起到了至关重要的作用。

集水坑排水的特点是设置集水坑和排水沟，根据工程的不同特点具体有以下几种方法：

1．明沟与集水井排水 2．分层明沟排水 3．深层明沟排水。 4．暗沟排水 5．利用工程设施排水

基坑排水广泛采用动力水泵，一般有机动、电动、真空及虹吸泵等。选用水泵类型时，一般取水泵的排水量为基坑涌水量的1.5—2倍。当基坑涌水量Q60 m3／h，多用离心式水泵。隔膜式水泵排水量小，但可排除泥浆水，选择时应按水泵的技术性能选用。当基坑涌水量很小，亦可采用人力提水桶、手摇泵或水龙车等将水排出。

隔膜泵的主要用途：

在矿山，隧道，隧道，选矿和矿渣中抽水。

泵送水泥灌浆和砂浆，各种橡胶灌浆。

啤酒花和发酵粉糖浆，糖浆，糖蜜。

各种研磨剂，腐蚀剂，油和泥，清洁油脂和普通容器。

泵送油漆，胶和颜料。

可以泵送所有类型的胶粘剂和胶水。

各种瓷砖，瓷器，砖瓦和陶瓷釉浆。

钻完油井后，泵送沉积物并注浆。

泵送花生酱，泡菜，土豆泥，小红香肠，苹果酱，巧克力等。

泵送各种乳化剂和填充剂。

各种剧毒，易燃和易挥发的液体。

各种强酸，强碱和强腐蚀性液体。

各种高温液体可以承受150度的高温。

作为各种固液分离设备的前级压力传递装置。

气动隔膜泵是目前国内最新颖的一种采用压缩空气为动力源，通过气阀往复运动分配空气，带动隔膜挤压输送介质的容积式泵。

一、气动隔膜泵特点

该泵集杂质泵、自吸泵、泥浆泵、屏蔽泵、潜水泵等输送机械的优点。聚丙烯塑料塑料气动隔膜泵是一种新型输送机械，是目前国内最新颖的一种泵类。采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽。其性能参数与联邦德国的WLLDENPVMPS、美国的MARIOWPUMPS相近。隔膜片根据不同液体介质分别采用丁晴橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯、等满足不同用户的需要。

气动隔膜泵已被国内一千多家石油、化工、电子、陶瓷、纺织系统单位采用，安置在各种特殊场合，用来抽送各种常规泵不能抽吸的介质，均取得了满意的效果。

二、气动隔膜泵产品用途

1、隔膜泵吸花生酱、泡菜、土豆泥、小红肠、果酱苹果浆、巧克力等。

2、隔膜泵吸油漆、树胶、颜料。

3、粘合剂和胶水、全部种类可用泵吸取。

4、各种瓦、瓷、砖器及陶器釉浆。

5、油井钻好后，用泵吸沉积物及灌浆。

6、泵吸各种乳剂和填料。

7、泵吸各种污水。

8、用泵为油轮，驳船清仓吸取仓内污水。

9、啤酒花及发酵粉稀浆、糖浆、糖密。

10、泵吸矿井、坑道、隧道、选矿、矿渣中的积水。泵吸水泥灌浆及灰浆。

11、各种橡胶浆。

12、各种磨料、腐蚀剂、石油及泥浆、清洗油垢及一般容器。

13、各种剧毒、易燃、易挥发液体。

14、各种强酸、强碱、强腐蚀液体。

15、各种高温液体最高可耐150℃。

16、作为各种固液体分离设备的前级送压装置

隔膜泵能够完全无泄漏地输送介质，从介质进入泵入口到被排出泵的出口，泵的结构设计上没有动密封，介质与大气之间被隔膜隔开。

普通水泵一定有动密封，密封型式有填料密封和机械密封。两种密封都不可避免的存在泄漏，填料密封大一些，机械密封小一些。

1、isw卧式清水泵，供输送清水及物理化学性质类似于清水的其它液体之用，适用于工业和城市给排 水、高层建筑增压送水、园林喷灌、消防增压、远距离输送、暖通制冷循环、浴室等冷暖水循环增压 及设备配套，使用温度t≤80℃。 　

　2、iswr卧式热水泵广泛适用于：冶金、化工、纺织、造纸以及宾馆饭店等锅炉热水增压循环输送及 城市采暖系统，iswr型使用温度t≤120℃。 　

　3、iswh卧式化工泵，供输送不含固体颗粒，具有腐蚀性、粘度类似于水的液体，适用于石油、化 工、冶金、电力、造纸、食品制药和合成纤维等部门，使用温度为-20℃～+120℃。 　

　4、iswb卧式管道油泵，供输送汽油、煤油、柴油等油类产品或易燃、易爆液体，被输送介质温度为 -20～ +120℃。

用渣浆泵抽泥浆

在非金属矿产加工生产中，物料的湿法细磨、分级、压滤脱水等许多地方都要用泥浆输送设备。对于各种不同的用途，泥浆输送设备有离心式和容积式两种。前者如叶轮式泥浆泵、砂泵；后者如往复式隔膜泵、螺杆泵等。

一、离心式泥浆泵

（一）离心式泥浆泵的工作原理

离心式泥浆泵又名砂泵，其结构与离心式水泵相似，如图6-7所示。

图6-7　离心式泥浆泵

1-联轴器；2-主轴；3-轴承座；4-轴承；5-填料压盖；6-轴套；7-水封填料箱；8-平衡盘；9-后衬套；10-叶轮；11-前衬套；12-前壳体；13-后壳体；14-机座

在泥浆泵的壳体内有一个叶轮10，被安装在直接与电动机轴相联或为传动装置带动的旋转主轴上。叶轮上有数片均匀分布的形状特殊的叶片，在叶片间形成了泥浆的通道。泵壳为螺旋形蜗壳。泥浆进口管安于壳体的轴心处，泥浆出口管装在壳体的切线方向上。

当叶轮随主轴高速旋转时，壳体内泥浆受叶片的推动，跟随旋转，产生了很大的离心力，这种离心力所具有的压强，即为叶轮处泥浆的动压头。当泥浆流到壳体出口处时，流道扩大流速降低，于是部分动压头转化为静压头，当此压头高于泵外系统的压头时，泥浆就被排出泵外。

随着泵内泥浆的排出，叶轮中部逐渐降为负压，于是机外的泥浆被吸入，砂泵就是这样把泥浆不断地吸入和排出，进行着输送工作。

由离心泵的工作原理可见，泵的压头是随着叶轮直径和转速的增加而增大的，但受到泵用材料强度、制造精度、耗用功率等方面的影响，离心泵叶轮直径不宜过大，转速不宜过高，因此，离心式泥浆泵的压力不能很高，单级泵的压力，一般不超过0.2MPa。

（二）主要结构部件和特点

1.叶轮

叶轮10是直接作用于泥浆的部件，要求它有足够的强度和耐磨性。它选用耐磨材料制造，如灰口铸铁、高硅铸铁、镍铬铸铁、铸钢、钛合金、天然橡胶和合成橡胶等。一般采用开式和半开式叶轮，为加强叶片的刚性和强度，也可采用闭式叶轮。叶轮内的流道宽大平滑，叶片短厚而片少（2～4片）。

在叶轮前后盖板上还制有径向或旋转方向凸出的付叶片，用于防止固体颗粒进入轴封装置。

在叶轮的后盖板上应开4～6个小孔，使叶轮后方与吸入口处的压力尽量一致，以达到平衡轴向力的目的。这种开平衡孔办法简单易行，但会引起泥浆回流，泵送效率降低，同时仍有10%～25%的轴向力得不到平衡。采用安装盘8的办法，可进一步平衡轴向力。

2.壳体

离心式泥浆泵的壳体，内部曲线平滑，流道宽大，壳体内密封环（图6-7中密封环已与前衬套整体制造）与叶轮进口处外缘的间隙较大。一般把壳体做成剖分式结构，即分成前壳体12和后壳体13，以便于清洗和处理阻塞事故。装配时，壳体的中心线与叶轮旋转中心线重合。在壳体内表面，还分别衬有前壳护板衬套11和后壳护板衬套9，这些橡胶质的护板衬套有较好的耐磨性，容易更换，对壳体起保护作用。

壳体内环形通道截面的变化较小，外形近似圆盘形，泵送的效率较低。

为了保证泥浆泵在整个使用期间不因部件的磨损而降低送浆效率，可装设叶轮与壳体间隙的调整机构。

为了在泵的使用过程中及时清除堵塞物，应在壳体的适当位置开设检修孔。在剖分式壳体上采用摇臂连接方式，有利于快速装拆。

3.主轴与轴承

主轴使用碳素钢等材料制成，有足够刚性和强度。如在它的轴封部位上加装耐磨材料制成的轴套，则可提高其使用寿命。主轴一端通过法兰式挠性联轴器1与电机转轴相联，主轴的另一端装着叶轮10。整个主轴用轴承4安装在泥浆泵的机座14上。

因为离心泵工作时有轴向力存在，所以安装主轴的轴承应选用止推滚动轴承。如果轴向力不大或泵的功率较少，也可以选用径向滚动轴承或巴氏合金衬里的滑动轴承。

4.轴封装置

在旋转主轴与固定壳体的交接处，必须有轴封装置，它对泵的使用情况和泵送效率有很大的影响，多数采用简单的压盖填料箱轴封装置。带水封环的填料箱结构效果较好。

填料箱安装在壳体上，或与壳体整体制造。填料又称盘根，是一种用浸透润滑油脂的棉麻纤维或合成纤维制成的软填料，或是在纤维中加入软金属的半金属填料，或在纤维中混入石墨、石棉等制成填料。轴封的严密性用松紧填料压盖的方法来保证。压盖常用青铜等耐磨材料制成。在水封环中注入干净的水，使填料箱得到经常的冲洗，这样即使有固体颗粒进入填料箱，也会被及时排出，以延长填料寿命，避免主轴表面的磨损。

（三）离心式泥浆泵的使用

1.这种泵是依靠叶轮带动泥浆旋转，使其产生离心力来工作的，泥浆在离心力作用下所产生的压力为

非金属矿产加工机械设备

式中　ρ——泥浆密度（g/cm3）；

ω——泥浆旋转角速度（rad）；

r——泥浆旋转半径（m）。

可见，离心力所产生的压力与该流体的密度成正比。如果泥浆中含有较多空气，那末泵送这种泥浆时所产生的压力就很小，甚至难以送出去，这就是“气缚”现象。所以在开泵以前，泵内和吸入管内必须充满泥浆，排除空气。也可将泵体置于受吸液面之下，让泥浆自己流入泵内，免去了“灌泵”操作。

2.保证有良好的轴封，防止空气漏入泵体，调紧填料压盖可加强轴封的严密性。但调得过紧，会因填料与主轴摩擦阻力急剧增大而使主轴无法转动。

3.安装吸入管时应尽量少用弯管和接头，以免影响吸入高度，管道接口处要严密无缝，不能漏气，可用肥皂水作泄漏试验。吸入管上不能产生有留气体的“气袋”。

4.根据离心泵的特性曲线，泥浆输送量可用出浆管道上的阀门进行调节。

5.离心式泥浆泵是一种高速转动的机械，主轴可以与电机轴直联，但须注意两轴对中整个设备应在同一基础，不与其它基础相连，以免发生共振。

6.配管（吸入管，输浆管）应有其它构件支撑，避免壳体荷载过重。

（四）主要性能

现在我国此类泵产品有PN型泥浆泵，用来输送最大浓度按重量计不超过50%～60%浓度的泥浆或含砂浆；PS型砂泵，输送含固体物质按重量计不超过65%的含砂量或污浊液体。它们的规格、性能见表6-7、表6-8，性能曲线见图6-8、图6-9。

二、往复隔膜式泥浆泵

往复隔膜泥浆泵简称隔膜泵。

普通结构的隔膜泵能输出压力为0.8～1.2MPa的流体，在非金属矿产加工生产中常用隔膜泵为压滤机供浆。一般泵送的压力越高，过滤效率越高，榨取的泥料含水率越低。我国能制造输送压力为2MPa以上的隔膜泵。

（一）隔膜泵的结构

表6-7　PN型泥浆泵规格性能（摘）

注：1、2、3、4为出口径毫米数被25除所得整数值；P为杂质泵；N为泥浆泵。

表6-8　PS型砂泵性能（摘）

注： 、4为出口径毫米数被25除所得整数值；P为杂质泵；S为砂泵。

图6-8　2PN型泥浆泵性能曲线图

非金属矿产加工机械设备

按缸体数目不同，隔膜泵有单缸泵、双缸泵和多缸泵。双缸泵比单缸泵的生产能力大，输浆的速度和压力较均匀，因此，电机的负荷也较均匀。多缸泵的性能则更好，如相位差为120。的三缸泵，其瞬间最小流量约为平均流量的87%，瞬时最大流量为平均流量的106%。但多缸泵结构比较复杂，造价较高。目前使用最广泛的是双缸隔膜泵，它的结构如图6-10所示。

双缸泵实质上是由二个单缸泵组合的，把二个泵送系统对称地安装在机架两侧，共用电动机、机械传动机构、进浆管道和出料管道。所以只要剖析其中一个泵送系统就可以了。

它的结构部件主要有机架、机械传动系统、柱塞和柱塞缸、隔膜和隔膜室、阀门和阀门室、空气室、压力调节器等。

1.机架

它是安装和支承机械传动系统和泥浆输送系统的构件，用铸铁或铸钢整体铸造而成，在其装配面上需经机械加工。也可用钢板焊接而成或用装配式结构。机架的形状有立式喇叭状（图6-10）和立式四棱柱状两种。通过地脚螺丝安装在混凝土基础上，要求机架的制造在保证有足够的刚性和强度前提下，减轻重量，节约材料，缩小外形尺寸。

图6-10　双缸隔膜泵

1-曲柄；2-连杆；3-柱塞；4-压盖；5-填料；6-管道；7-柱塞缸；8-隔膜室；9-隔膜；10-进浆阀；11-阀门室；12-出浆阀；13-管道；14-空气室；15-出浆管；16-电动机；17、18-螺栓；19-贮油筒；20-保险阀；21-输油阀

2.机械传动系统

隔膜泵的送液作用，首先是由于泵体上柱塞3往复运动而获得。根据机械运动原理，柱塞在曲柄连杆机构带动下作往复运动时，往复的频率，或者说曲柄轴的转速是受到一定限制的。为不使这种往复运动产生过大的惯性冲击力，在负荷较大的情况下，通常要求曲柄轴的转速小于60r/min。所以隔膜泵的传动系统，在传递动力的同时还必须有一定的减速比。

隔膜泵上的机械传动系统有减速器传动和皮带传动两种形式。图6-10所示为减速器传动。电动机与减速器都安装在泵体的机架上。电动机16的主轴与减速器输入轴相联。减速器的输出轴上安装着曲柄1，当曲柄旋转时，连杆2和柱塞3作上下往复运动。这种形式使整个设备结构紧凑，外形美观；皮带传动机构，是电动机经二级皮带轮传动使曲柄旋转的机构，挠性皮带对设备有一定的保险作用，直径与重量较大的皮带轮有飞轮作用，使电机负荷比较均匀，且具有加工比较容易等优点。其缺点是设备笨重，外形尺寸和占地面积较大。

3.柱塞和柱塞缸

圆柱形的柱塞3是一条钢柱（铸铁空心件），它可以在柱塞缸7内作上下往复运动，柱塞与柱塞缸的接触表面，按配合要求作了很好的精加工。为加强它们之间配合紧密度，在柱塞缸的上部安装有压盖填料箱式密封装置，调节紧固螺柱，可使压盖4压紧填料5，增加缸内密封性。柱塞缸下部稍有扩大，内贮液压油，一侧有孔径管道6与压力调节器的贮油筒19底部相通，另一侧有孔与隔膜室8的右半室相通。

4.隔膜和隔膜室

隔膜室8中的隔膜9是这种往复式泥浆泵的特有部件。隔膜通常是一块厚10～25mm的圆形橡皮。有很好的强度和柔软性，耐热、耐油。选用Ⅰ-1组低硬度耐油橡胶比较适宜，它的拉断力不小于8MPa，拉断伸长率不小于350%，拉断永久变形不大于30%。隔膜把隔膜室分成左右两室，右室径孔板通柱塞缸，左室径孔板通阀门室11。所以，隔膜把机械活动部分与泥浆输送部分隔离开来，使隔膜泵具有耐磨、使用寿命长、容易清洗、不易堵塞等优点。

5.阀门和阀门室

在阀门室11中有进浆阀10和出浆阀12。进浆阀下方与进浆管道相连；出浆阀上方与出浆管道13及空气室14相连，对阀门的要求是：①阀的流通面积较大，对液流的阻力较小；②阀的闭启灵活自如。关闭时，阀体与阀座之间的接触严密无泄漏，开启时，阀体离阀座的距离适当，容易复位；③阀体本身重量恰当，当依靠其自重落在阀座上时，冲击力小。同时，不会轻易离位，阀门闭合良好；④阀的强度、刚性耐磨性好，在承受相当大压力时，不会变形和破坏。在受泥浆多次冲击后，仍能保持原形；⑤进浆阀和出浆阀可以互换。

目前常用的有球形阀和平板阀两种，它们都是单向阀。依靠液压向上顶开，依靠自重落下复位。有些泵在阀座上方的阀门室里，装有挡盖，用以限制阀体离座的距离。为检修、安装、清洗的方便，阀门室上开有检修孔，平时用盖板封闭着。

6.空气室

空气室是一个圆球形（或圆柱形等）的中空壳体，内部充填着一定压力（一般为大气压）的空气。空气室底部与阀门室和出浆管相通，空气室顶部装有指示输浆压力的压力表。

由于柱塞在整个冲程中的往复运动是变速运动，所以隔膜泵送浆的瞬时压力与流量会随着时间有相应的起伏变化。这种不均匀的脉动输液情况，说明液体在通过泵体和配管时有加速度存在。由加速度所产生的阻抗，会增加泵用电机的消耗功率，并引起液流冲击，加剧管道磨损，缩短设备使用寿命，还使泵体和配管产生振动，发生噪音。为了缓和这种脉动情况，采取了一些措施，如将单缸泵改为双缸泵或多缸泵，安装弹簧式缓冲装置等，设置空气室则是一种最简单而有效的办法。

在泵的排出冲程、出浆管道中压力增大时，封闭在空气室中的空气被压缩，吸收部分压力能，贮存部分液体，使管道内的压力和流量不会上升得太高；在管道中压力逐步降低时，被压缩的气体膨胀，释放出压力能。贮存的液体补充到管道的液流中，使出浆管道内的压力和流量不会迅速减少。所以，空气室好似电路中的滤波器一样，对管道中的液流起到了缓冲脉动作用。

由于泵的脉动输液情况，使压力表指针时常摆动较大，影响压力表使用寿命。为了保护压力表，可安装压力表开关，只在读示压力时才将开关打开。压力表与空气室的连接管最好选用螺旋管，以免操作不慎时泥浆直接喷入表中，影响精度。

7.压力调节器

压力调节器由贮油筒19（图6-10）、保险阀20和输油阀21等组成。贮油筒内装满与柱塞缸中同样的液压油，它的底部经管道6与柱塞缸7相通。保险阀20被压力弹簧压在阀座上，压力大小可由螺旋18调节。输油阀被拉力弹簧拉紧在阀座上，拉力大小由螺旋17调节。

隔膜泵的压力调节过程是这样进行的：当柱塞3向上运动时，柱塞缸内压力降低，形成负压，在外界大气压与缸内压力差值大到足以克服拉力弹簧的拉力时，输油阀21便向下打开，贮油筒内的油液经管道6流入柱塞缸，于是缸内压力不再下降；当柱塞3向下运动时，缸内压力增加，形成正压，当正压值大到足以克服压力弹簧的压力时，保险阀20便被顶开，缸中的油液经管道6排向贮油筒，柱塞缸内压力不再增加。而柱塞缸内的压力是通过隔膜传递给阀门室中泥浆的，缸内压力大小反映了隔膜泵输液压力的大小。所以，只要调节压力弹簧的压力，就可控制泵送泥浆的压力。

由上述情况可见，压力调节器既有调压、保险作用，又有输油、补油作用。

拉力弹簧的正常拉力值按下述步骤调节：

先让柱塞处于冲程的中间位置，在柱塞缸及与缸相通的隔膜室右半部、管道和贮油筒中充满油液，关闭保险阀和输油阀。然后开动电机使柱塞向上运动，并调节输油阀上拉力弹簧的拉力，使柱塞向上运动到极限位置时，输油阀正好仍未打开。这样在以后运转中，若因泄漏等情况造成缸内油量减少而出现更大负压时，输油阀就会打开，向缸中补油，避免缸内压力过低，使隔膜向油缸一侧过分的弯曲变形。

压力弹簧的正常压力应以隔膜泵输液的额定最高压力为标准，或以输液系统所需最高压力为标准进行调节。

隔膜泵的实际输液压力是随负载的阻力而变化的，负载（例如压滤机）的阻力越大，它的输液压力也越大。在理论上，可以提供无限大的压力，可是实际上要受隔膜材料、泵体结构和泵用功率等多种因素的限制。所以，应把压力弹簧的压力调节到柱塞排液冲程时出浆管道压力（有压力表显示）达到规定数值时，柱塞缸内的液压油正好冲开保险阀、排向贮油筒。这样就可防止泵体因出现压力过高而损坏的情况，同时也保证输送的泥浆能达到一定的压力要求。

（二）隔膜泵工作原理

电动机经过机械传动曲柄连杆机构，使柱塞上下往复运动。在柱塞上升时，柱塞缸容积增大，产生部分真空，缸内压力下降，当缸内压力降低至小于阀门室11中的压力时，隔膜9向柱塞缸一侧弯曲变形，这时，阀门室容积逐渐增大，室内压力也随之降低，当出现较大负值时，泥浆在外界大气压作用下经过进浆管道，冲开进浆阀10，进入阀门室。当柱塞下压时，缸内容积减少，压力渐增，并通过油液传递给隔膜，当缸内压力大于阀门室中压力时，隔膜向阀门室一侧弯曲变形，充满在阀门室里的泥浆受到隔膜的推力，压住了单向进浆阀10，当推力大于出浆管道中压力时，泥浆冲开单向出浆阀12，进入输浆管道，排到其它系统去。

只要柱塞不断地上下往复运动，就使泥浆被隔膜泵不停地吸入和输出。

三、隔膜泵的设计计算

（一）生产能力

隔膜泵的生产能力是指泵送液体或泥浆的流量，可按下式计算：

非金属矿产加工机械设备

式中　m——泵缸数目；

Q——单位时间的体积流量（m3/h）；

A——柱塞断面积（m2）， ；

d——柱塞直径（m）；

s——柱塞冲程（m）；等于曲柄长度的一倍；

n——曲柄轴回转速度（r/min）；

ηr——隔膜泵容积系数，ηr＝0.65～0.85。

隔膜泵容积系数的意义是实际排出量与理论排出量的比值。产生（1-ηr）的原因是：①因进浆阀没有完全关闭严密而引起的常时泄漏；②因出浆阀没有完全关闭严密而引起的常时泄漏；③由于进浆阀关闭的迟后，在柱塞排液冲程时，阀门室中的泥浆向进浆管倒流；④由于出浆阀关闭的迟后，在柱塞吸液冲程时，出浆管道中泥浆向阀门室倒流；⑤由于液体（或泥浆）的压缩性而使排液量减少，当用气流搅拌的泥浆被泵送时，由于泥浆中含有较多的空气，这种情况就较为严重；⑥管道及泵体连接处密封不良，造成液体向外部泄漏或空气向泵送系统侵入；⑦隔膜泵的设计、制造质量较差。

（二）功率

隔膜泵的功率主要消耗在泵送泥浆方面，其次消耗在机械传动的摩擦方面，可按下式计算：

非金属矿产加工机械设备

式中　N——功率消耗（kW）；

Q——生产能力（m3/h）；

p——输浆压力（MPa）；

η——机械传动总效率，η＝0.65～0.8。

配用电机的功率较式（6-3）的计算值大20%～30%，再按标准选型。

（三）空气室的容积和壁厚

一般来说，空气室容积大一些，缓冲作用就强一些。但过大了，使设备体型庞大，而且也是不必要的。空气室适宜容积可按下式确定：

非金属矿产加工机械设备

式中　V——空气室容积（m3）；

i——隔膜泵排量变化率，其意义是瞬时最大排量与平均排量的差值和平均排量的比值，单缸为0.55；双缸为0.11；三缸为0.012；

A—柱塞的横断面积（m2）；

s——柱塞冲程（m）；

k——许用脉动变化率，其意义是脉动压力振幅与泵的输液平均压力之比。随工作性质的要求选取。一般取k＝0.01～0.05。如对压滤机供浆时，对脉动要求不高，可取k＝0.05。

空气室的壁厚可根据薄壁容器强度公式计算：

非金属矿产加工机械设备

式中δ——空气室壁厚（mm）；

p——空气室承受的最高压力，按隔膜泵额定最高压力确定（MPa）；

D——空气室内径，按空气室适宜容积确定（mm）；

σ——制造空气室材料的许用应力， ，σb为材料的抗拉强度极限（MPa）；n为安全系数，取n＝5；

C——考虑泥浆对空气室内壁的磨损、腐蚀等因素的放大尺寸，取C＝2～6mm。

当用铸造法制造时，要求壁厚δ＞6mm。

（四）曲柄连杆机构的设计

隔膜泵柱塞的往复运动，通常由电机经减速机构和曲柄连杆机构的传动来实现。

曲柄连杆机构的设计按下述步骤进行：

1.根据所选用电机型号和减速传动的速比，确定曲柄轴的转速n，并要求n＜60r/min。

2.根据隔膜泵的缸数m、柱塞直径d和所需的生产能力Q，确定曲柄长度a（m）。

3.确定连杆长度b。

四、隔膜泵的使用

1.开机前先要检查各运动部件是否有故障，润滑情况是否良好，泵体与配管连接处是否有漏气现象。

2.在柱塞缸和贮油筒中应加满液压油。按输浆压力要求和正确的方法调节好压力调节器中弹簧的弹力。

3.检查阀门情况，并把泥浆灌入阀门室，以利及时送浆。

4.若在出浆管道上装有截止阀，在开机前必须将它打开。为避免产生操作不慎而造成的问题，可在出浆管道上安装安全阀。当管内压力过高时，安全阀自动打开，管内压力不再上升。

5.隔膜泵是一种往复泵，当柱塞往复次数n、冲程s一定时，泵的流量Q就一定。要想改变Q，就应改变n或s，在实际使用时要做到这一点会使泵的结构复杂化。所以，通常调节流量的方法是在出浆管道上安装旁路支管。切忌用出浆管道阀门来调节，否则将造成事故。

6.隔膜泵具有自吸能力，为了防止因泵停止工作时，进浆管内的泥浆自行沉降而发生堵住进浆管底阀，造成第二次起动困难的情况，允许不装底阀。

五、隔膜泵与砂泵的比较

隔膜泵与砂泵的比较如表6-9所列。

表6-9　隔膜泵与砂泵的比较

隔膜泵的技术性能列于表6-10。

表6-10　国产隔膜泵规格和技术性能

六、螺杆泵

螺杆泵又名莫诺泵，适用于输送泥浆悬浮液。按螺杆数不同，有单杆、双杆、三杆等多种结构形式。图6-11为单杆螺杆泵的结构。

螺杆泵的主要结构部件是带有双头螺纹内腔的定子1和带有单头螺纹表面的转子2。定子的螺距为转子螺距的1/2。

在由耐磨橡胶制成的定子内表面与转子外面之间形成了弯曲的孔腔7。当转子转动时，孔腔的形状不断地变化，使泥浆由进浆口A吸入，在转子挤压下，从出浆口B输出。

图6-11　螺杆泵结构图

1-定子；2-转子；3-机体；4-销子；5-连接杆；6-空心转轴；7-孔腔

泵的空心转轴6与电动机直接相连。轴孔中间有一根连接杆5。连接杆的一端以活动铰链结构连接在转轴上，另一端用销子4和活动铰链结构与转子2的一端相接。当电机带动空心转轴旋转时，通过连接杆的传动，使转子2旋转。转速为1500～3000r/min。

这种泵的结构轻巧，外形小，送浆平稳，适应性强，可以与压滤机、喷雾干燥器、注浆成型生产线等配套使用，效果良好。按泵规格型号不同，单杆泵的生产能力为10～500L/min；输浆压力为0.14～1MPa，螺杆愈长，压力愈高。

国产单杆螺杆泵技术性能列于表6-11。

表6-11　部分螺杆泵技术性能

气动隔膜泵连接压缩空气后,气阀控制压缩空气推动膜片1向右移动,同时膜片会挤压右膜腔室中的介质从而将介质排出泵腔。

气动隔膜泵是一种新型输送机械，采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽。

气动隔膜泵是一种新型输送机械，是国内最新颖的一种泵类。采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体均可使用。

气动隔膜泵其有四种材质：工程塑料、铝合金、不锈钢、铸铁。气动隔膜泵根据不同液体介质分别采用丁腈橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚四六乙烯等，以满足不同用户的需要。安置在各种特殊场合，用来抽送各种常规泵不能抽吸的介质，均取得了满意的效果。