多级潜水电泵的改进设计

　　在各地中小型矿中及建筑工程工地中，为排除积水，经常需要高扬程的潜水电泵根据这一信息，我公司开发了一个系列三种规格的多级潜水电泵产品，流量为10m3也扬程分别为64m、96m和128m，单级扬程32m，功率分别为4kW、75kW、11kW，投放市场后很受用户欢迎但在使用中也暴露出了一些问题，其中主要的是使用寿命太短，短的只使用了100多个小时，电动机就烧毁了。这直接影响了我公司产品的声誉为此，我们在专门组织人员进行用户走访后，决定进行改进设计并确定了改进设计方案经改进后，产品取得了预期的使用效果2泵结构及故障原因分析为原三级潜水电泵结构图之所以选择这样的结构，是考虑到已有的电动机部件可以被借用，以便缩短设计和试制时间、降低生产成本。

　　采用两道单端面机械密封串联形式以增强密封效果由于轴伸太长，故在泵进水节处设置一锡青铜滑动轴承，配对轴套的材料为1Cr18Ni9Ti表面喷涂镍基合金102HRC为50~62宽径比B/d为087此泵在本厂清水试验台连续运行500h后解体，其机械密封磨损正常但经走访用户，发现泵常被用作矿下排除积水，而水中含有煤、砂等杂质且有一定的浓度和腐蚀性将一台电动机烧毁的泵解体，发现机械密封动环已完全磨平，弹簧扭曲变形，叶轮口环滑动轴承也严重磨损。

　　泵端机械密封的磨损泄漏加重了电动机端机械密封的负担，也使其快速磨损，产生泄漏，导致电动机烧毁，这是机械密封快速失效的关键所在另外，从本厂测试的泵性能曲线来看，泵效率偏低。使用扬程变化幅度不能太大，否则将导致泵过载c）叶片出口宽度3改进措施1重新设计叶轮重新设计的叶轮应考虑能够适合于输送低浓度含砂水流介质按照固液两相流的设计经验，对于小颗粒含砂水流介质，易磨损的部位在叶片出口处，叶轮应取小的U（U=15°~30°和较少的叶片数叶轮主要尺寸计算如下。

　　对叶轮出口直径，在保证一定的抗磨要求并侧重效率时，对于闭式叶轮可按下式计算：下表为重新设计的叶轮参数（单位：mm包角叶片进口宽度幻此外，为提高泵过流部件表面光洁度，对叶轮、导叶等零件全部进行抛丸处理考虑到泵停机一段时间后叶轮口环会生锈抱死，造成起动困难，设置了锡青铜密封环。

　　32对密封部位进行重新设计我们采用了的结构。将原出口部位改为吸入部位，并改用双端面机械密封，水封端选用碳化桂/硬质合金优质磨块，电动机端选用碳化桂/石墨对磨材料。由于机械密封位于泵进水口，减去了作用于机械密封上的工作压力，叶轮进口的吸入流动状态也使颗粒杂质很难进入到机械密封端面中去，双端面机械密封置于油室内也使弹簧免受腐蚀介质的侵蚀总之，此结构显著改善了机械密封的工作条件和冷却条件。

　　旋转“这一规定。

　　33对滑动轴承的改进滑动轴承的设计好坏也是关系到泵能否长期稳定运行的关键之一。而滑动轴承的承载能力跟轴承的宽径比n成正比（n=B /d，其中B为轴承宽度，d为轴承内径）为了提高轴承的承载能力，改进设计时取n=T35并在轴承内表面开设与转子旋转方向一致的双头螺旋槽，以增加轴承的润滑水量、便于排除进入滑动轴承的颗粒杂质同时，为了阻止颗粒杂质进入滑动轴承腔内，在末级叶轮的后盖板上增设4条径向背叶片。

　　34关于泵轴向力泵结构改进后所产生的轴向力方向与转动部件的自重相反，因此可以减小泵轴向力，减轻推力轴承的负荷，延长推力轴承的使用寿命。另一方面，由于轴向力反向，在轴承处须附加一旋紧螺母或轴用挡圈以限制转轴的串动4试验及现场使用情况由于吸入口尺寸较大，我们适当加大了轴承档和机械密封档轴径，以增加转轴的刚性经过重新设计后的泵结构仍符合JB/T8092-经过改进设计的样泵，在本厂B级精度试验台中的清水试验结果与原泵的试验结果见从中可以看出，改进后泵在额定流量点水电准“电泵从进水口蕴看为逆时c方向Pu效率提高了5.且扩大了际使用场合的运行情况，将2台样泵发往用户处作矿下排除积水的可靠性考核运行试验两个月后，用户要求按样发货。样泵经过近一年的运行后解体，发现机械密封磨损正常，电动机绝缘正常，轴承完好无损，叶轮口环、密封坏滑动轴承和轴套等有不同程度的磨损，整机经更换机械密封和上述易损件后仍可投入使用。

　　5结束语在原有泵的基础上所作的改进设计经用户使用后证明是成功的。随着清水泵使用范围的不断扩大，用户使用清水泵来抽送含颗粒杂质介质的情况越来越多，例如矿井下排除积水、从深井中抽送地下水、建筑工地抽排水等对不同的使用场合，有针对性地在原有泵的基础上作少许结构改进，即可显著提高泵在含颗粒杂质中的使用寿命。这样既缩短设计试制周期，节约大量费用，产品又成熟可靠由于大量采用通用件，又便于生产管理，具有显著的经济效益。

　　虽然经改进设计后的泵在含颗粒杂质介质中的使用寿命大大延长，但其毕竟不是杂质泵，不能在高浓度粗颗粒杂质介质中使甩用户对泵的维护保养应引起高度重视，按期更换易损件。