潛水泵起升保護裝置結(jié)構(gòu)及原理

任傳逢 陳延旭 張秀芹

摘要 ? ?介紹了潛水泵起升保護裝置的研制背景、設(shè)計思路，闡述了該裝置的結(jié)構(gòu)形式及工作原理，分析了該裝置的經(jīng)濟效益，以期為該裝置的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞 ? ?潛水泵;提升保護裝置;結(jié)構(gòu);原理

中圖分類號 ? ?TH38 ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）20-0155-01 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

隨著農(nóng)業(yè)機械化程度的不斷提高，農(nóng)田作業(yè)已基本實現(xiàn)全程機械化。豐縣位于江蘇省西北部，是一個典型的農(nóng)作物大縣，屬江蘇省用水末梢地區(qū)，農(nóng)田灌溉用長江水需要用13級提水才能到達，屬嚴重缺水地區(qū)。多年來，豐縣農(nóng)民一直采用井水灌溉，機械一直延用潛水電泵抽水才能完成。農(nóng)用潛水泵重量大約為60 kg，下潛深度為25 m左右?，F(xiàn)階段，農(nóng)村在外務(wù)工人員較多，留守的多是老弱病殘人員。這樣以來，就給農(nóng)田灌溉使用的潛水泵的安裝起升帶來一定難度?？茖W(xué)解決這一難題，有助于提高農(nóng)田灌溉這一環(huán)節(jié)的機械化程度。

1 ? ?設(shè)計思路

潛水泵被廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活等方面。有些潛水泵的體積和重量較大，當(dāng)設(shè)備需要安裝、保養(yǎng)或維修時，從水中抬出很不方便。另外，將潛水泵潛在水底使用時，比如在魚塘中使用，經(jīng)常會吸到垃圾、雜草或植物，從而導(dǎo)致設(shè)備損壞而不能生產(chǎn)導(dǎo)致?lián)p失，費工、費時[1]。針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，急待研制一種潛水泵起升及保護裝置，方便潛水泵的起升及下降，同時也起到保護隔離的作用。

2 ? ?結(jié)構(gòu)形式及工作原理

潛水泵起升保護裝置的結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。第一支柱豎直固定安裝在水池岸邊或深井旁，其側(cè)表面安裝遙控裝置。橫臂一端水平連接于第一支柱頂端，且可繞其頂部轉(zhuǎn)動，另一端連接一定滑輪，橫臂上端固定安裝一電機。鋼絲繩拉索通過電機驅(qū)動，由定滑輪向下連接所述隔離箱體頂蓋部分，隔離箱體呈中空網(wǎng)狀，頂蓋可以打開。第二支柱豎直安裝，頂端和橫臂中間位置可拆卸固定連接，底端固定于水池底部。第一支柱的一側(cè)面從上到下設(shè)置有平行于其軸線的凹槽軌道，從凹槽軌道中部往下至底端設(shè)有可起到限位功能的滑槽。隔離箱體側(cè)面裝有滾輪，滾輪可以在凹槽軌道和滑槽中上下滾動，且滾入滑槽中可被限位固定，僅可以上下滾動。潛水泵固定于隔離箱體中。

鋼絲繩拉索末端可連接一不銹鋼彈簧掛鉤，可拆卸，與隔離箱體頂蓋上的圓環(huán)連接，不銹鋼彈簧掛鉤可封閉，和頂蓋上的圓環(huán)相連，目的是在隔離箱體完全落地后，鋼絲繩拉索不處于緊繃狀態(tài)時不銹鋼彈簧掛鉤不會從圓環(huán)上脫落。

隔離箱體遠離第二支柱一側(cè)設(shè)置一過濾裝置，且和潛水泵入水口相連通。過濾裝置可以為過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)可過濾水中體積較大的雜質(zhì)，且過濾裝置可以定時更換。隔離箱體為鐵絲制成的中空網(wǎng)狀，將隔離箱體設(shè)計成鐵絲籠子的形狀是實用新型的最優(yōu)方案，并用鐵絲將潛水泵固定于隔離箱體上，且需保證隔離箱體的強度。

第二支柱頂端面兩側(cè)平行于橫臂方向鉸接兩隔板，兩隔板上相同位置有通孔，橫臂所對應(yīng)的位置也有一通孔，可用螺栓將其三者連接，且可拆卸，用螺栓穿過兩側(cè)的隔板和橫臂上的通孔，然后用螺母在另一側(cè)擰緊，即可將第二支柱和橫臂固定。

隔離箱體的底部安裝有支腿，可抬高距離水池底部的距離。水池底部，尤其是魚塘類的水池，底部一般淤泥較多，若將潛水泵直接放在水池底部，淤泥、泥沙等雜質(zhì)易堵塞在潛水泵周圍，對其吸水有較大影響。因此，將潛水泵抬高，可避免此種情況發(fā)生。

本裝置在使用前，打開隔離箱體頂蓋，將潛水泵固定在隔離箱體內(nèi)部，蓋上之后將不銹鋼彈簧掛鉤鉤在頂蓋圓環(huán)上，利用第一支柱的遙控裝置將隔離箱體抬高，同時將橫臂移動至第二支柱頂端位置，將第二支柱頂端鉸接的隔板豎立，用螺栓將其固定住，再利用遙控裝置將隔離箱體側(cè)面滾輪卡入第二支柱側(cè)面的凹槽軌道中，緩慢下降，滾輪卡入滑槽中，隔離箱體被限位固定，盡可以上下滾動，繼續(xù)下降，直至支腿到達水池底部。需要更換過濾裝置或維修保養(yǎng)的時候再將隔離箱體升起，解除橫臂和第二支柱頂端的固定，再用遙控裝置將橫臂移至岸邊，進行保養(yǎng)及維修操作，方便快捷。

全自動電氣控制裝置包括漏電斷路器、交流接觸器、電動機綜合保護器、三相交流電動機、停止按鈕、啟動按鈕、中間繼電器、電源指示燈、過載指示燈、斷水指示燈、運行指示燈、第一熔斷器、第二熔斷器和全自動水位控制器[1-3]。全自動水位控制器實時監(jiān)測水池水位，通過交流接觸器自動控制潛水泵工作，漏電斷路器、第一熔斷器、第二熔斷器和電動機綜合保護器用于保護電路在出現(xiàn)漏電、短路、失壓、欠壓、缺相、過載、過流、缺水等不正常情況下免受損壞。本裝置具有全自動控制的潛水泵工作，實現(xiàn)了無人值守，提高了經(jīng)濟效益;安裝方便，適用性強。

3 ? ?經(jīng)濟效益

本裝置從根本上改變了深井潛水泵在提升和下放過程中原來完全依靠人力的狀態(tài)，極大地降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，提高了操作過程的安全性[4]。

4 ? ?參考文獻

[1] 魏清順.導(dǎo)流器結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對井用潛水泵性能影響研究[D].太原：太原理工大學(xué)，2018.

[2] 孟嘉嘉.多級井用潛水泵的優(yōu)化設(shè)計[D].杭州：浙江理工大學(xué)，2012.

[3] 劉榮華.潛水泵裝置水力特性及優(yōu)化設(shè)計研究[D].揚州：揚州大學(xué)，2010.

[4] 魏清順.潛水泵導(dǎo)流器的特性及提高泵性能的研究[D].蘭州：蘭州理工大學(xué)，2008.