一、潛水電泵的結構型式潛水電泵(bèng)是将泵與電機緊密結合(hé)成一體共同潛水運行的機組。通常根據泵與(yǔ)電機間相對位置的(de)不同,可将(jiāng)潛水電泵分為(wéi)上泵式(shì)和下泵式兩種主要結構形式。
１上(shàng)泵式(shì)潛水電泵上泵式潛水電泵結構泵在上面,電機在下面。這種結構有利于減小泵的徑(jìng)向尺(chǐ)寸,故多用于井用潛水電泵和小型(xíng)作業面潛水電泵。 
     在上泵式潛水電泵結構中,通(tōng)常采用(yòng)濕式潛水(shuǐ)電機。電機内腔充滿清水、變壓器油或錠(dìng)子油,其定子線圈用加強絕緣(yuán)的耐油、耐水漆包線(xiàn)繞制。定轉子浸在液體中運轉,電機(jī)外面又被水淹(yān)沒,冷卻條件好。濕式電機軸承可采(cǎi)用工程塑料軸(zhóu)承或(huò)滾動軸承。對軸伸端和軸承的密(mì)封采用骨架式油封或機械密封,密封(fēng)僅起防泥沙和髒水的作用,結構(gòu)簡單。濕式潛(qián)水電(diàn)泵較徹底地解決(jué)了電磁部分和軸(zhóu)承部(bù)分(fèn)的密封問題,推廣應用較早。但濕式電(diàn)機定轉子間隙(xì)中水(shuǐ)摩(mó)擦損失較大,與轉子外徑的５次方成正(zhèng)比。所以通常做成細長型,以降(jiàng)低摩(mó)擦損失,提高電機效率。
２ 下泵式潛水電泵泵位于電機(jī)下面的稱為下泵(bèng)式潛水電泵,通常(cháng)它又可以分為内裝式和外裝式兩種。内裝(zhuāng)下泵式潛(qián)水電泵所(suǒ)輸送的液體首先通過包(bāo)圍電機的環形流道,使(shǐ)之(zhī)冷卻電機後再流出泵壓(yā)出口。這種泵即使在接近排幹吸水(shuǐ)池的情況下,也不必擔心電機升溫,故應用範圍正在日益擴大。外(wài)裝下泵式潛水電泵則直(zhí)接從葉輪後的壓水室或導葉體出口處排出液體,電機也被抽送的液(yè)體冷卻。由于下泵式結構可以在較淺的(de)液體中也能工作,故常用于作(zuò)業面潛水電泵,尤其它是大口徑潛(qián)水電泵的主要結構型式(shì)。對于下泵(bèng)式潛水電泵而言,因(yīn)為它可以采用(yòng)工藝(yì)上能夠(gòu)大批量生産的普通幹式三相異步電機,在密封上反将電機機(jī)殼配合面用“Ｏ”型橡膠密封圈封閉,輸出軸從下端(duān)伸出。在軸伸部位裝有在封液中旋轉的機械密封裝置,一般為(wéi)一至三道單端面或雙端(duān)面機械密封,以嚴格(gé)防止被輸送液(yè)體沿軸進(jìn)入電機(jī)内腔。而在早期還曾采(cǎi)用一種氣墊密封結構,在電機下端有一個氣(qì)封室,它靠幾個(gè)孔道與外界相通,泵潛入(rù)吸液(yè)池後,氣封室内(nèi)的空氣在外界(jiè)液體壓力的作用下形成氣墊,從而阻止液體進入(rù)電(diàn)機内腔(qiāng)。
    下泵式潛水電(diàn)泵的機械密封位于出口水流高壓區,揚程越(yuè)高,此處水(shuǐ)壓力越高,所以機械密封的性(xìng)能受到揚程的控制。
二、潛水電泵的密封(fēng)和保護技術潛水電泵的(de)發展基本上取決于密封(fēng)技術的研(yán)究成果(guǒ)。而潛水電泵的密封問題一直是(shì)廣大用戶所(suǒ)關心的焦點,總覺(jiào)得潛在水中工(gōng)作(zuò)不安全、不放(fàng)心,由(yóu)于大部分采用幹式電機(jī),萬一漏水怎麼(me)辦?因此,如果潛(qián)水電泵(bèng)能夠如常規(guī)電機那樣安全、可靠,那麼推廣應用是沒有什麼(me)問題的。潛水(shuǐ)電泵密封通常分為(wéi)電氣(qì)密封和軸承密封兩部分。在濕式(shì)潛水電機上,這兩部分密封解決得比較成功,國内有許多潛水泵廠就以生産單一的濕式潛水電機配(pèi)套泵段的,如安慶電機廠、泰州潛水電泵廠等。濕式潛水(shuǐ)電機的電氣密封和軸承(chéng)密封各自獨立,如軸承密封失靈,隻引起水潤滑軸承的潤滑(huá)水進砂、油脂或稀油(yóu)潤滑的滾動軸承進(jìn)水,後果是加速(sù)磨損和鏽蝕,隻要電機不短路照常可以運轉。所以,隻(zhī)要用戶按維修保養規程及時更換易損件和潤滑油(yóu),就能保證濕式潛(qián)水電泵長期運轉。對(duì)于使用幹式電機的潛水電(diàn)泵,軸上的機械密封(fēng)除了(le)密封電機下軸(zhóu)承(油室)外,還(hái)承擔密封(fēng)電機内腔,以嚴格防止被輸送液體進入電機内(nèi)部。目前(qián),機械密封(fēng)的材料和結構已有了很大的發展,一般在電機(jī)與不利部件之間裝有一至三(sān)道單端面或雙(shuāng)端面機械密封。通常上層是石墨/碳化鎢(wū),下層是碳化鎢/碳化鎢。另外(wài),密封材(cái)料除碳化鎢以(yǐ)外,也可采(cǎi)用碳化矽、氧化鋁(lǚ)或其它硬質合金(jīn)副等。另外,對潛水電泵可附設多層(céng)保護裝置(zhì),例如在定子繞組中内裝(zhuāng)熱過載保護器,以防止電機過載而發熱。在接線腔内設置漏水檢測探頭,當電纜線斷裂或其它原因漏水時,探(tàn)頭發出信号,控制系統對泵實施保護。在(zài)幹式電機的下軸承處設有滲漏集水槽,槽内裝有漏水檢測(cè)器———浮子開關,如果(guǒ)滲(shèn)漏到槽内的液體(tǐ)達到一定量時便自動報警。在機械密封端(duān)的油室内還(hái)設有電極保護,當水滲漏到油室内時電極發出信号,由控制系統顯示。此時,管理人員及時保養,對機械密封進行檢查和更換,把(bǎ)集水槽和油室内液體倒出,并對油室再(zài)加入新的機械油,然後(hòu)将螺栓擰緊即可。整個保養過程(chéng)簡單、方便,水泵即刻又可(kě)投入工作。潛水電泵的密封除了采取上述措施以外,仍在進一步地研究怎樣才能提高它的密封可(kě)靠性和安全性(xìng)。例如大(dà)功率的幹式電(diàn)機另設有由外界向電機内腔(qiāng)的自動補氣裝置,使電(diàn)機内部處于正壓狀态,平衡或(huò)大于機構密封(fēng)外界的水壓力(lì),以達(dá)到加強止漏的效果(guǒ)。還有對水泵段的機械密封采取減壓措施,例(lì)如開設減壓孔或增加甩水(shuǐ)器,以降低此(cǐ)處的水壓(yā)力和防砂。
    還有(yǒu)在水泵的葉輪(lún)後面增設副(fù)葉(yè)輪,以減輕機械密封處的壓(yā)力和保(bǎo)護軸封。而機械密封的選擇也應(yīng)注意要結構合理,密封性能好,安裝工藝簡單、方便。總之,潛水電泵密(mì)封技術問題解決得好,潛水(shuǐ)電泵才會有更加廣闊的市(shì)場。
三、潛水電泵(bèng)的控制系統由于潛(qián)水電泵是潛入水下工作,它的控制(zhì)系統尤其重要。因(yīn)此,當在設計潛水電泵的各項功能(néng)時,應該要同時考慮它的控制系統。本文簡要介紹國(guó)外目前常用的潛水(shuǐ)電泵的控制系(xì)統。
１ 水位控制系統水位控制系統通(tōng)常(cháng)有四種形式,如圖１所示。在泵站中,多數情況下應(yīng)選擇浮球式水位調(diào)節器。在調節器内(nèi)裝有開關,用來對調節器(qì)随水位變化而傾斜或垂直(zhí)時進行操縱。對于一台泵,啟動和停(tíng)機(jī)時用兩個水位調節器來設定,而(ér)對于備用泵(bèng)的水位調節、報警等可由附(fù)加的調節器設定。在建築工地、礦山和抽(chōu)送有爆(bào)炸危險(xiǎn)的介質等(děng)場合,可選用遙控裝置。它裝在控制(zhì)盤上,用來(lái)測量電機電流。同時還可測量運行時間并确定停機時間,僅适用于控制單台(tái)泵的(de)運行。圖1水位控制系統(tǒng)當流量很大而要求揚(yáng)程較低時,常用電極來(lái)進行水位控制,如在(zài)土壤改良和排水場合。另外,在小吸水池或流動(dòng)紊亂的泵站(zhàn),也采(cǎi)用電極來控制水位,它隻需(xū)很小的空間,裝在直徑５０ｍｍ的管子裡,水位高度(dù)易于控制。在抽送地面水(shuǐ)的泵站,即吸水池較小和水流紊動的情況下,氣泡控制是調節(jiē)水位的可靠方法,它可(kě)以用(yòng)于所有形(xíng)式的泵和所有介質。這種控制方法,在水中設有運動部件,因而不會有卡位或粘附的問題,隻需用一(yī)根塑料軟管插入介質即可。
２ 組合水位和泵的控(kòng)制系統(tǒng)組合水位和泵的控(kòng)制系統通常也有四種形(xíng)式(shì),如圖(tú)２所示。
ＡＰＣ自動調節泵(bèng)控制系統是用于雙泵泵站的水位(wèi)控制系統,它是控(kòng)制泵的運行和調節吸水池水位的(de)一種實用和經(jīng)濟(jì)的方法。該系統的控(kòng)制裝置是一台微型程序處理機,它可以很容易地(dì)安裝在泵站控制盤上,檢測潛水電泵電機的電流消耗,而不(bú)需要在吸(xī)水池中直接檢(jiǎn)測水位。采用該系統(tǒng)還可省去水位控制(zhì)設施,保護泵站清潔。同時它還具有使泵輪換運行(háng)的功能,以獲得(dé)使(shǐ)泵的磨損均衡和(hé)維持間隔時間的經濟運(yùn)行。帶攪(jiǎo)拌閥的ＡＰＣ自動調節泵控制系統除了具有上述水位控制功能外,主要(yào)的還(hái)具有十分驚人的清理泵(bèng)坑的效果。
    攪拌閥可(kě)以安裝(zhuāng)于所有污水(shuǐ)泵的(de)泵體上,當泵啟(qǐ)動時可以形成強有力的攪拌作用,使(shǐ)淤泥及覆蓋物料被攪拌成懸浮狀而抽走。ＰＰＣ壓電泵控(kòng)制系統是一種壓力感應調節系統(tǒng),它是用來控制雙泵泵站運行和調節水位的一種實用(yòng)和經濟的方法。該控(kòng)制系統由一個傳感器和一個水位控制裝置組成,傳感(gǎn)器放于吸水池中檢測壓力(lì)。同時,在每一個運(yùn)行周期内,該系統還具有使泵輪換運行的功能。帶攪拌閥的(de)ＰＰＣ壓電泵控制系統,在每一個(gè)工作周期開始時,利用攪拌閥翻(fān)動吸水池中的水,從(cóng)而可以防止浮動的固體物沉積(jī),這樣将(jiāng)使泵站内的(de)工作環境大為改(gǎi)善。實踐表(biǎo)明,這種帶攪拌閥的ＰＰＣ壓電泵控制系統(tǒng)可以使泵坑的清淤工(gōng)作量大為減少或者根本無需清淤。３ 泵啟(qǐ)動與停機的控制另外,在泵的啟動和停機過程中也配備有控制系統,例如１～６台泵的(de)共同停(tíng)機和分别(bié)啟動水位控制,１～２台泵的延時啟動和停機控制,２～６台泵的不同啟動和停機水位控制及其２～３台泵(bèng)的串聯運(yùn)行控(kòng)制等。
四、潛水電泵(bèng)的前景展望由于潛水電泵本身和(hé)選用潛水電泵的泵站具有很多優點,因此,今後我國(guó)的需求量将持續(xù)增長,并有以下主要發展趨勢。
１ 發展大中型潛水電泵大中型潛水電泵具有簡(jiǎn)化泵結構和節省泵站建設(shè)投資(zī)的突出優點(diǎn),一般可降低成本(běn)４０%～６０%,縮短工期１/２～２/３。因此,将在市政、工礦、環保和工農業給排水等方面得到越來(lái)越廣泛的應用。預計将來的需求量将較大。
２ 發展多功能多用途潛水電泵我國(guó)潛水電泵的形式(shì)和國外*的潛水電泵生産廠的産品相比還不夠多,如帶有切割裝置(zhì)的泵、多級泵、抽送腐蝕性介質(zhì)的潛水電泵等生産的還很少(shǎo),然而其市場的需求量又很大,因此,具有很好的發展前途(tú)。
３ 開發高可(kě)靠性機械密(mì)封(fēng)機械密封是潛水電泵(bèng)的關鍵(jiàn)部分,采用兩道單端面機械密封,這樣介質的壓力可以(yǐ)作用到端面(miàn),洩漏方向為内(nèi)流型,這些(xiē)都是有利的,但結構稍複雜(zá)。在油室内裝雙端(duān)面機械密封,兩側的(de)端面應采用不同的結構型式,使介質的壓力能作(zuò)用到下側的(de)端面上,否則隻靠彈簧力,密封端面的反(fǎn)推(tuī)力易使端面打開。因此(cǐ),還應進一步在結構和材料方面進行研究,提(tí)高其可靠性和壽命。
４ 新材料新技術新(xīn)工藝等将逐步應用普通(tōng)泵已使用不鏽鋼、氟塑料(liào)(Ｆ４６)、襯塑、襯膠(jiāo)、噴塗陶瓷等,所有這(zhè)些材(cái)料應當盡快應用到潛水電泵上,擴大潛(qián)水泵的應用領域(yù)。
    而計算機輔(fǔ)助設計、輔助制造(zào)和輔助測試等(děng)新(xīn)技術、新工藝的應用也勢在必行。事(shì)實證明(míng),新技術、新材料、新(xīn)工藝的應(yīng)用,不但解放勞動生産力,而且還(hái)可以保證産品質量穩定可靠。
５ 注意潛(qián)水電泵的(de)外觀質量并逐步打入國際市場我國的潛水電泵在國際市(shì)場上有着明顯的價(jià)格競争優(yōu)勢,但(dàn)是必須要注意提高電(diàn)泵的可靠性和壽命,尤其要改善潛水電泵的外(wài)觀質(zhì)量(liàng),要給用戶一種美的感覺,以(yǐ)使國産的潛水電泵早日更多(duō)地打(dǎ)入國際市場。