小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)用自吸電泵的改進(jìn)應(yīng)用

張?jiān)A 曾憲榮 周文天 陳沿維

摘要：針對(duì)達(dá)州小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)噴水用自吸電泵葉輪容易堵塞、開(kāi)大閥門(mén)泵掉壓影響噴水效果的問(wèn)題，在不改變泵體的情況下，對(duì)該泵的葉輪核心零件進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)成全開(kāi)式結(jié)構(gòu)并試驗(yàn)，改進(jìn)后的自吸電泵具有葉輪不堵塞，開(kāi)大閥門(mén)不掉壓的恒壓效果。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng);自吸電泵;改進(jìn)應(yīng)用

1自吸電泵的選用現(xiàn)狀

達(dá)州市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究推廣站調(diào)研了達(dá)州市的20余個(gè)養(yǎng)殖面積在100畝（6.7 hm2）以?xún)?nèi)的小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，噴水使用的自吸電泵多為以下三種自吸電泵產(chǎn)品，性能參數(shù)見(jiàn)表1。

DSU自吸電泵由鋁殼電機(jī)、鋁合金泵殼和葉輪組成，泵整體較為輕巧，在小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)廣泛使用，但存在的主要問(wèn)題是：葉輪出口寬度小，容易堵塞;夏天需要的水量大，開(kāi)大閥門(mén)時(shí)泵掉壓影響噴水效果。通過(guò)深入分析認(rèn)為，三種泵的設(shè)計(jì)比轉(zhuǎn)數(shù)ns分別為56.7、59、71，都屬于低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵，葉輪出口小容易堵塞，泵Q～H流量揚(yáng)程曲線(xiàn)成陡降趨勢(shì)，所以泵出口閥門(mén)一打開(kāi)壓力快速下降。在不改變泵體的情況下，借用達(dá)州市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究推廣站已有的恒壓自吸泵專(zhuān)利技術(shù)（一種自吸泵，ZL20112004352.X）對(duì)葉輪核心零件進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)成全開(kāi)式結(jié)構(gòu)，試制、測(cè)試并應(yīng)用。

2自吸電泵葉輪的改進(jìn)

2.1葉輪結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

泵的比轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為：ns=3.65nQ〖*〗H3/4，代入計(jì)算出三種泵的設(shè)計(jì)比轉(zhuǎn)數(shù)ns分別為56.7、59、71，屬于低比轉(zhuǎn)速離心泵范圍，可以按照高速部分流泵來(lái)設(shè)計(jì)葉輪結(jié)構(gòu)[1-4]，葉輪為全開(kāi)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無(wú)前后蓋板，無(wú)圓盤(pán)摩擦損失，確保了泵的水力效率較高，葉輪背面對(duì)泵體密封腔有泵吸作用，密封腔體壓力跟泵進(jìn)口壓力差不多，有利于降低密封壓力，延長(zhǎng)密封的使用壽命，葉輪全開(kāi)式結(jié)構(gòu)無(wú)堵塞。

2.2葉輪的主要水力計(jì)算

葉輪結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖2，葉輪的主要水力尺寸計(jì)算按照高速部分流泵的設(shè)計(jì)方法并結(jié)合達(dá)州市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究推廣站已經(jīng)有的實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)（一種自吸泵，專(zhuān)利號(hào)ZL201120043452.X）的成功經(jīng)驗(yàn)來(lái)計(jì)算如下：

葉輪主要水力計(jì)算[1-5]：

葉輪外徑計(jì)算公式為：

葉輪進(jìn)口邊D0=40 mm，葉輪進(jìn)口邊D1=65 mm，葉輪軸孔為25 mm，葉輪輪轂D=45 mm，葉輪葉片厚度S=8 mm，葉輪中間半蓋板圓周為0.5D2，半蓋板厚度S=8 mm，葉片數(shù)Z一般取6～10枚，該葉輪取Z=8枚。

將三種自吸電泵的性能參數(shù)代入葉輪水力計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果羅列于表2。

將新設(shè)計(jì)的全開(kāi)式葉輪制作完成后，裝進(jìn)原來(lái)泵體中試驗(yàn)，實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)點(diǎn)性能參數(shù)見(jiàn)表3。表3實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)點(diǎn)性能參數(shù)

DSU-25自吸電泵的Q～H流量揚(yáng)程曲線(xiàn)與裝進(jìn)改制的全開(kāi)式葉輪后的Q～H流量揚(yáng)程曲線(xiàn)對(duì)比見(jiàn)圖3（DSU-40自吸電泵、DSU-50自吸電泵的Q～H流量曲線(xiàn)對(duì)比圖因類(lèi)似，在此省略掉）。

1.改進(jìn)后的流量揚(yáng)程曲線(xiàn)2.改進(jìn)前的流量揚(yáng)程曲線(xiàn)

從DSU-25自吸電泵裝進(jìn)改制的全開(kāi)式葉輪后泵的Q～H流量曲線(xiàn)可見(jiàn)：改進(jìn)后在全流量范圍內(nèi)使用都?jí)毫愣?，改進(jìn)前的流量揚(yáng)程曲線(xiàn)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，無(wú)穩(wěn)壓特點(diǎn)，使用壓力范圍窄小且不穩(wěn)定。

4結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)達(dá)州小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)噴水用自吸電泵葉輪出口小容易堵塞，泵Q～H流量揚(yáng)程曲線(xiàn)成陡降趨勢(shì)，泵出口閥門(mén)一打開(kāi)壓力快速下降的問(wèn)題，借用達(dá)州市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究推廣站已有的恒壓自吸泵專(zhuān)利技術(shù)（一種自吸泵，ZL20112004352.X）對(duì)該泵的葉輪核心零件進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)成全開(kāi)式結(jié)構(gòu)，試制、測(cè)試并應(yīng)用，改進(jìn)后的自吸電泵葉輪不堵塞，泵具有變流穩(wěn)壓、開(kāi)大閥門(mén)不掉壓的恒壓效果，泵壓力有所提高且高效，較好地滿(mǎn)足了小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)夏天噴水量大也不掉壓的要求，助推了達(dá)州的產(chǎn)業(yè)扶貧和鄉(xiāng)村振興。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈陽(yáng)水泵研究所.葉片泵設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983，105-106.

[2] 關(guān)醒凡.現(xiàn)代泵技術(shù)手冊(cè)[M].北京：宇航出版社，1995，383-387.

[3] 合肥通用機(jī)械研究所.高速部分流泵[R].合肥：化工與通用機(jī)械參考資料，1975，38-41.

[4] 甘肅工業(yè)大學(xué)水力機(jī)械教研室李文廣譯.（美國(guó)）工業(yè)用離心泵設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].蘭州： 機(jī)械工業(yè)出版社，1998，88-95.

[5] 張?jiān)A，方長(zhǎng)河，曾憲榮.一種自吸泵：ZL2011200443452.X[P].2011-12-07.

（收稿日期：2019-11-21）

作者簡(jiǎn)介：張?jiān)A（1965-），男，漢族，工學(xué)學(xué)士， 農(nóng)業(yè)工程推廣研究員，主要從事農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究與推廣應(yīng)用。E-mail：2670602844@qq.com。DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2020.02.014