潛水電泵的典型結構分析與工程應用
THETYPICALSTRUCTUREANALYSISANDENGINEERING
APPLICATIONOFSUBMERSIBLEPUMPS
ShiWeidong
(JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhengjiang,212013)
ABSTRACTTheauthorreviewsthedevelopmentgeneralsituationandanalysisthetypicalstructureofsubmersiblepumpathomeandabroad,introducesthestructureshapesofimpeller.typesandengineeringapplicationatabroad.Itischaracterizedbyagreatvarietyandinanoveldesign.itcanbeusedforreferenceathome.
KEYWORDSsubmersiblepump,generalsituation,impellerstructureanalysisapplication
引言
潛水電泵則是一種泵與電機合二為一的特殊的輸送液體的機械,顧名思義,機電一體潛入水中工作.它結構簡單,使用方便.隨著材料科學、密封技術、控制和保護技術的發展以及冷熱加工工藝水平的提高,潛水電泵得到了飛速發展.
1904年,美國的布隆*杰克遜(ByronJackson)公司第一個成功地設計、制造了臥式連接的潛水電泵和潛水電機,這就是現代潛水電泵的“祖先”.1928年,該公司發明了直接連接的立式潛水電泵,這是現代深井潛水電泵的最初形式.可見,潛水電泵的發展已經有了60多年的歷史了.
瑞典的飛力(SterberyFlygt)公司,1948年首次研制成功了世界上第一臺給排水用的淺水(或稱作業面)潛水電泵,從根本上簡化了泵的型式,改革了建筑基坑和礦井等的排水設備,并很快在全世界范圍內獲得成功.1956年,Flygt公司生產出了排放污水用的潛水泵,使污水泵站的成本大約減少一半.此外,Flygt公司還解決了一系列疑難問題,開發的各種特殊的潛水泵可以用來抽吸含有固體顆粒的磨蝕性液體、粘性溶液和腐蝕性液體等.近年來,Flygt公司在泵的結構上已取得了很大進展,并發展了四個系列:抽送含小顆粒磨蝕液體的2000系列、抽送民用和工業廢水的3000系列大流量污水潛水泵、抽送清水的5000系列、具有大流量中等揚程螺旋(軸流)式的7000系列.
到了60年代,美國、英國、德國、法國、芬蘭、日本等國也都大批量生產作業面潛水電泵.尤其是日本(如日立、鶴見等公司)已實現了建筑設備用和工程用潛水電泵的標準化和系列化,無論在結構設計、材料選用和自動控制等方面都取得了新的成就.
我國于1958年由上海人民電機廠開始生產7kW的作業面潛水電泵,揭開了我國潛水電泵生產的序幕,經過30多年的發展,目前已經取得了較大的成績.已先后生產出了QY、QS、QX、QDX(單相)型系列的小型潛水電泵.年產量約150萬臺.80年代后期以來又發展了QW型污水潛水電泵.QZ型潛水軸流泵和QH型潛水混流泵等.年產量約8萬臺.江蘇理工大學流體機械研究所與揚州市亞太特種水泵廠等工廠合作,系統地研究了污水潛水電泵,先后承擔了三項省、部級科研課題.試驗研究了泵內的流動狀態、葉的結構型式、幾何參數對泵特性的影響等.從而掌握了各種無堵塞污水潛水電泵的設計理論和方法,在改善無堵塞泵的性能方面積累了豐富的經驗,并先后四次榮獲國家及省、部級科技進步獎,同時還被國家科委列為國家級科技成果重點推廣計劃項目.
1 國內外潛水電泵典型結構分析
1.1 國外潛水電泵典型結構分析
Flygt公司是世界上最大的生產潛水電泵的廠家,擁有最齊全的潛水泵系列.其產品設新穎,組件系統標準化,設備現代化.現選其中一種典型結構予以分析.
圖1為Flygt公司典型的C泵結構,主要特點如下.
(1)電機的電纜必須是能夠經受介質侵蝕的,電纜可以采用撓性金屬軟管保護.
(2)定子絕緣等級F(155℃).按照標準,電機定子內裝入過載保護器.
(3)功率在9kW以上時裝有冷卻系統,葉輪的背葉片使冷卻水環繞定子室循環.也可采用獨立的冷卻系統,外圍的冷卻套與蝸殼不相通,直接由外部引進冷卻水.當泵抽送的液體溫度會升高或者有可能干運行的情況下,采取這