1、1潜污泵自动耦合装置设计研究摘要：近年来，随着工业、市政、环保水处理等行业的迅速发展，潜水污水泵的需求量也越来越大，本文作者简单介绍了什么是潜污泵以及它的发展情况，以及潜污泵的优缺点和各部件的设计特点，从而对潜污泵自动藕合安装方式和自耦装置设计的相关问题做了进一步研究。 关键词：潜污泵 特点分析 设计 1 潜污泵的定义及其发展情况 1.1 潜污泵的定义：我们通常所说的潜污泵和潜水排污泵，实际上是一个意思，潜污泵是一种泵与电机连体，并同时潜入液下工作的泵类产品，主要用于输送城市污水，粪便或液体中含有纤维、纸屑等固体颗粒的介质。随着国家对环境越来越重视，使得潜污泵的需求也相应的越来越大。 1.2
2、潜污泵的发展情况：早在 1689 年，就有法国物理学家巴本制造出了泵的试验模型。随着时代的变化，离心泵得到了广泛的应用及发展。潜水泵的出现相对晚一些，直到 1928 年，美国最先研制出潜水泵。随后的 30 年里，一些发达国家例如：德国、英国、美国、日本等国家开始着手生产“深井潜水泵” 。我国在 1958 年开始生产“作业面潜水泵” ，60 年代发展为“充油式潜水泵” ，70 年代发展了“充水式潜水泵” ，80 年代又发展了“干式型潜水泵” 。80 年代后期“作业面潜水泵”得到了飞速的发展，并且逐步大型化、多元化。大中型潜水泵因为具有简化泵结构和节2省泵站建设投资等突出优点，在市政、工矿等方面得
3、到广泛的应用。 随着各行各业对潜污泵需求的增加和对泵性能要求的提高，现在潜污泵的性能参数在向两极方向发展：流量范围两极化。扬程向两极方向发展更加明显。电动机功率两极化。 2 潜水排污泵的优缺点 2.1 优点：外形比较美观、结构紧凑、占地面积小。潜水排污泵由于潜入液下工作，因此可直接安装于污水池内，无需建造专门的泵房，移动方便安装也简单，从而可以节省大量的土地及基建费用。具有节能效果显著、防缠绕、无堵塞、自动安装和自动控制等特点。在排送固体颗粒和长纤维垃圾方面，具有独特效果。采用独特叶轮结构和新型机密封，能有效地输送含有固体物和长纤维的介质。能够长时间的连续运转。排污泵由于泵和电机是同轴而且轴也
4、比较短，所以转动部件的重量相对来说就比较轻，因此轴承上承受的载荷相对较小，所以寿命就会比一般的泵长得多。采用最新材料的机械密封，不存在汽蚀破坏及灌引水等问题。 2.2 缺点：对于潜水排污泵来说最关键的问题是可靠性问题，因为：排污泵的使用场合是在液下，安装及维修比地面泵困难，同时，零件易损导致整机的使用寿命低于化工泵。输送的是一些含有固体物料的混合液体的介质，这样就需要泵用材质一定要过关。泵与电机靠得很近，潜污泵电机及轴承等不宜在50介质中工作，然而潜污泵电机又靠介质冷却，露出液面不可超过 1/2，控制易出问题且排液不彻底，而且电机及壳体长期在液下就会受到介质的腐蚀从而缩短其使用寿命。潜污3泵在
5、结构上有限制，比化工泵的扬程范围小，泵为立式布置，转动部件重量与叶轮承受水压力同向。这些问题都使得排污泵在密封、电机承载能力、轴承布置及选用等方面的要求比一般的污水泵要高。 3 潜污泵的主要特点 液下污水泵的叶轮采用多种形式，主要有：旋流式：大大提高了污物通过能力，能有效的通过泵口径的 5 倍纤维物质与直径为泵口径约50%的固体颗粒、流道式：它的抗缠绕、无堵塞性能在几种高效无堵塞叶轮中为最佳，泵的效率较高，耐磨损也最好。螺旋离心式：这种叶轮无堵塞性好，适用于含颗粒和纤维物质的液体，对输送物质破坏性小。开式或半开式：叶轮磨损间隙增大，导致泵性能下降。无堵塞性能差，不能输送大颗粒或较长的一些纤维物
6、质等。立式液下泵机械密封采用的材料多样化，有铸铁的、不锈钢的、青铜的，但是这些材料有一定的缺点，有一定的腐蚀性，会减少机子的寿命，现在研制出了塑料的，这种材质弥补了上面的不足同时将密封改进为双端面密封，使其长期处于油室内运行，可使泵安全连续运行 8000 小时以上。立式液下泵整体结构紧凑、体积小、噪声小、节能效果显著，检修方便，无需建泵房，潜入水中即可工作，大大减少工程造价。液下污水泵密封油室内设置有高精度抗干扰漏水检测传感器，定子绕组内预埋了热敏元件，对水泵电机绝对保护。液下污水泵可根据用户需要配备全自动安全保护控制柜，对泵的漏水、漏电、过载及超温等进行绝对保护，提高了产品的安全性与可靠性。
7、浮球开关可以根据所需液变化，自动控制泵的起动与停止，不需专人看管，使用极为方便。液下污水泵可根据用户需要配备双导轨自动耦4合安装系统，它给安装、维修带来极大方便，人可不必为此而进入污水坑。液下污水泵能够在全扬程范围内使用，保证电机不会过载。有两种不同的安装方式，固定式自动耦合安装系统，移动式自由安装系统。 4 潜污泵自动耦合的安装方式、结构形式以及自耦装置设计 随着国家环保法的出台以及人们对环保的意识不断增强，潜污泵成了人们生活生产中不可或缺的排污机械设备，而应用的范围也越来越广泛，然而自动耦合安装却是潜污泵最主要的安装方式，在实际设计和应用中，会有一些设计不合理的耦合装置的存在，从而导致装置
8、漏水或者快速接口断裂等问题的出现。主要的原因就在于没有专业的人指导设计人员、经验不够丰富等等一系列的问题，针对这些问题我们简单介绍下潜污泵自动藕合的安装方式、结构形式以及自耦装置的设计。 4.1 潜污泵自动藕合安装方式介绍。潜污泵快速自动耦合装置，属于管道联接领域，自动耦合装置是潜污泵的一种常用安装方式，池底固定耦合架，竖直安装两根导杆，可以方便地将泵提起放下，而不用在池底安装泵，泵的出口能和排出管自动锁紧，其特征是泵体通过以上构件，不要螺栓连接，能使泵体与出水固定弯头连接并密封，并能保证中心一致，使检修水泵时不用下井拆卸，而且可直接将泵体吊上井，安装只要顺着导轨放下井即可。 4.2 潜污泵自
9、藕装置结构形式。我国市场借鉴国外自耦装置排污泵的设计，研发设计的立式单级潜水泵，潜水排污泵叶轮采用 CFD 计算机三维流体流场动力学数字模拟技术设计，根据设计所需要的技术性能参数，采用 CFD 技术可以直观地了解流体在叶轮和泵壳的共同作用下的受5力状况和流场流态，设计的水力模型效率高、无堵塞，具有通过一定直径的大颗粒、长纤维的能力，为大通道叶轮，叶轮为整体铸造，叶轮与轴之间采用双键内部锁定结构，在正转和反转时均不会松动，在拆卸时叶轮能方便地从底部抽出。这种潜水排污泵多数都是由潜水电机与水泵构成的机电一体式的结构，渗漏排水用潜水排污泵都是安装在泵房内的，潜水排污泵的出口与藕合接口连接，两根平行的
10、导轨固定在藕合底座上，藕合接口能沿着导轨从泵坑顶部到藕合底座间自由地滑动。当泵放下至最下端时，其藕合接口与藕合底座紧密结合，在泵自身重量的压力下就能完全地密封。泵的整个重量由藕合座承担，泵体及泵底不与泵坑接触。4.3 自耦装置设计概述 带自偶装置的污水泵就是潜水泵，偶合装置可以让维护人员不用下水就能对泵进行检修和安装。采用独特的自动耦合装置，即将出水管固定在污水池的底部，在池顶安装配套的支撑件，用双内导轨使泵的出口与出水管自动对正。独特设计的出口连接确保了在泵和底座之间的连接处绝无泄漏。此安装方式可避免检修时工作人员进入污水池，既保护了环境，又降低了维修成本与工人强度，自动耦合，便于提升潜污泵
11、，便于维护拆装。 5 潜污泵的发展前景 随着科学技术的不断发展，泵输送的物质日益增多。高效无堵塞泵是指用来能够输送液体中含有任意形状悬浮固体物及纤维状物质泵的统称，由于其在市政、环保、污水处理、轻工、矿山、化工、食品等行业6的应用日益增多，因此，它是近年来国内外热门的前沿研究课题和重点开发的新产品，也迫使我们对高效无堵塞泵叶轮结构型式的选择、高效无堵塞泵的设计与开发、成果的推广应用与产业化等方面去进一步完善与提高，从而产生显著的经济和社会效益，也使我们的环境更加美好。 参考文献： 1罗仁才.潜污泵自动耦合装置的研究与设计D.江苏大学，2006. 2林海啸.潜污泵自动耦合装置设计研究J.现代商贸工业， 2009（13）. 3丛小青，袁寿其，袁丹青，陆伟刚.污水泵的研究现状与进展J.排灌机械，2005（06）.
