潜水电泵的典型结构分析与工程应用-【新闻】根河

潜水电泵的典型结构分析与工程应用

摘要：简要回顾了国内外潜水电泵的发展概况，分析了国内外潜水电泵的典型结构，介绍了国外潜水电泵叶轮的结构型式、种类与工程应用，其品种繁多，设计新颖，对国内同行具有借鉴作用。

关键词：潜水电泵；叶轮；结构；分析

引言

潜水电泵是一种泵与电机合二为一的特殊的输送液体的机械，顾名思义，机电一体潜入水中工作。它结构简单，使用方便。随着材料科学、密封技术、控制和保护技术的发展以及冷热加工工艺水平的提高，潜水电泵得到了飞速发展。

2924年，美国的布隆*杰克逊公司第一个成功地设计、制造了卧式连接的潜水电泵和潜水电机，这就是现代潜水电泵的“祖先”。2928年，该公司发明了直接连接的立式潜水电泵，这是现代深井潜水电泵的最初形式。可见，潜水电泵的发展已经有了62多年的历史了。

瑞典的飞力公司，2948年首次研制成功了世界上第一台给排水用的浅水潜水电泵，从根本上简化了泵的型式，改革了建筑基坑和矿井等的排水设备，并很快在全世界范围内获得成功。2956年，Flygt公司生产出了排放污水用的潜水泵，使污水泵站的成本大约减少一半。此外，Flygt公司还解决了一系列疑难问题，开发的各种特殊的潜水泵可以用来抽吸含有固体颗粒的磨蚀性液体、粘性溶液和腐蚀性液体等。近年来，Flygt公司在泵的结构上已取得了很大进展，并发展了四个系列：抽送含小颗粒磨蚀液体的2222系列、抽送民用和工业废水的3222系列大流量污水潜水泵、抽送清水的5222系列、具有大流量中等扬程螺旋式的7222系列。

到了62年代，美国、英国、德国、法国、芬兰、日本等国也都大批量生产作业面潜水电泵。尤其是日本已实现了建筑设备用和工程用潜水电泵的标准化和系列化，无论在结构设计、材料选用和自动控制等方面都取得了新的成就。

我国于2958年由上海人民电机厂开始生产7kW的作业面潜水电泵，揭开了我国潜水电泵生产的序幕，经过32多年的发展，目前已经取得了较大的成绩。已先后生产出了QY、QS、QX、QDX型系列的小型潜水电泵。年产量约252万台。82年代后期以来又发展了QW型污水潜水电泵。QZ型潜水轴流泵和QH型潜水混流泵等。年产量约8万台。江苏理工大学流体机械研究所与扬州市亚太特种水泵厂等工厂合作，系统地研究了污水潜水电泵，先后承担了三项省、部级科研课题。试验研究了泵内的流动状态、叶的结构型式、几何参数对泵特性的影响等。从而掌握了各种无堵塞污水潜水电泵的设计理论和方法，在改善无堵塞泵的性能方面积累了丰富的经验，并先后四次荣获国家及省、部级科技进步奖，同时还被国家科委列为国家级科技成果重点推广计划项目。

2　国内外潜水电泵典型结构分析

2.2　国外潜水电泵典型结构分析

Flygt公司是世界上最大的生产潜水电泵的厂家，拥有最齐全的潜水泵系列。其产品设新颖，组件系统标准化，设备现代化。现选其中一种典型结构予以分析。

图 2 为Flygt公司典型的C泵结构，主要特点如下。

电机的电缆必须是能够经受介质侵蚀的，电缆可以采用挠性金属软管保护。

定子绝缘等级F。按照标准，电机定子内装入过载保护器。

功率在9kW以上时装有冷却系统，叶轮的背叶片使冷却水环绕定子室循环。也可采用独立的冷却系统，外围的冷却套与蜗壳不相通，直接由外部引进冷却水。当泵抽送的液体温度会升高或者有可能干运行的情况下，采取这种冷却系统特别有效。

在电机与水力部件之间装有双层机械密封，以防止液体进入电机腔。通常上层是石墨/碳化钨，下层碳化钨／碳化钨。另外，密封材料除碳化钨以外，也可采用氧化铝或碳化硅。

根据不同的用途，采用不同的叶轮结构型式。图示叶轮具有大的通道面积，可以通过大的颗粒和缠绕物，减小堵塞危险。

在泵叶轮和泵体之间装有可更换的密封环，以保持泵以最佳效率运行。大型泵装有两组密封环。

图 2　flygt公司潜水电泵

图 2　QW型污水潜水系统

2.2　国内潜水泵典型结构分析

扬州亚太特种水泵厂是目前国内生产潜水电泵的最大厂家，其产品已成功地应用于上海宝钢、大庆油田、北京新客站等国家大型重点工程，大量替代引进产品。同时，其开发产品已打入国际市场。

图 2 为由江苏理工大学流体机械研究所设计、扬州亚太特种水泵厂生产的QW型污水潜水电泵的典型结构，其主要特点如下。

功率在32kW以上的潜水泵。接线腔内设有漏水检测探头，当电缆断裂或其它原因漏水时，探头发出信号，控制系统对泵实施保护。

电机定子采用F级绝缘，并设计成细而长的圆柱体，内装过热载保护器。

功率在25kW以上时，各泵均装有自备冷却系统，叶轮的背叶片使涡室内的水流入定子室外围循环冷却，能够保证水泵在水池的最低水位或抽干的情况下正常运转。

电机腔下端装有漏水检测器―浮子开关，当水进入电机腔时发出信号，控制系统对泵实施保护。

在电机与水力部件之间装有双层机械密封，以防止介质渗漏到油室内，上层、下层科学配对能保证水泵运转安全、可靠。密封材料有碳化硅、碳化钨、硬质合金副或超耐磨密封副。

油室内设有电极保护，当水进入油室时电极发出信号，由控制系统显示，告知管理人员及时保养。同时，控制系统严密监视其渗漏情况。

独特设计的叶轮，具有很大的通道，能够通过大的物料及纤维等，减小堵塞、缠绕的危险。

在泵叶轮与蜗壳之间装有可更换的密封环，以保持泵以最佳效率运行。

2　国外潜水电泵的种类与工程应用

随着科学技术的不断发展，国外的潜水电泵出现了不少新型的结构和种类，

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