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井泵研究进展

发布日期:2020-06-05  浏览次数:517

  二. 井泵的发展历程

  民国35年(1946年)陈阿金等5人合资创办洽兴抽水机修理社(现上海深井泵厂),设在建国西路339号。它是国内第一家生产深井泵的工厂。当年制造出国内第一台6英寸深井泵。国外井泵的发展比较早,技术上也比较完善。从1928年第一台潜水井泵的发明到1961年已经全面地标准化。

  近几十年来,国外的制造商主要在拓宽产品的应用领域和市场竞争力上下功夫。而金沙澳门唯一官网国从60年代初才刚刚起步。通过几代人的努力实现了从无到有,从落后到接近国外先进水平的大跨步。下面仅以井泵的水力性能为主线对井泵技术的发展历程作扼要回顾。

  农业灌溉和人畜饮水是至关农业发展的重要因素。能否有效地提水则关系着金沙澳门唯一官网国广大农田生产的成败。同农业机械化一样,金沙澳门唯一官网国的农田提水方式也经历了漫长的演变历程──从手工、畜力到机械化。

  在金沙澳门唯一官网国的广大农村,人工提水最为古老和普遍。伴随着人们对工具的不断改进,逐渐采用辘轳及水车提水。借助畜力又在前者的基础上更进了一步。资料表明59年以前大多使用手摇水车提水,但部分地区采用了几种立式活塞提水泵,动力为拖拉机或畜力,明显省力。

  沈阳水泵厂于1959年对北方地区调查表明当时的提水方式主要有三种 :

  1)解放式水车,畜力带动;

  2)离心式水泵,较普遍的是泵放在地面上,也有安装在地下的,受井内条件影响大,时常中断工作;

  3)深井泵,泵工作部分在井下,传动支承部分用扬水管与传动轴联接。其中第三种即属长轴深井泵。由于设计经验不足,该泵效率比同性能离心泵低10%以上,但从工程实用角度无疑是三者之中最好的,这也有力地解决了深井取水,特别是北方地区深井取水的难题。此后的发展历史大致可以总结如下:

  (1)金沙澳门唯一官网国潜水井泵的发展大致经历了三个阶段:

  1.60~70年代中后期的摸索阶段

  1960年上海江宁电机厂首先试制出2.2JN潜水电泵,填补了国内空白。

  水泵部分采取叶轮配空间导叶形式,水流从叶轮出来经过空间导叶消除环量,以减小损失。最初的设计不是很理想,效率仅为35%。

  1965年上海水泵厂进一步试制出2.2Kw的系列化产品,效率达到57.5~75.5%,已接近国外先进效率指标。从水力设计资料看叶轮和导叶的流道面积变化均匀,说明当时已较好地掌握了水力设计方法。JN型主要针对河湖、沟渠、土井浅水作业,严格来讲,早期的JN泵不属井泵系列。但其发展经验,尤其是早期叶轮与导流壳的水力设计经验是弥足珍贵的。

  JN型经过3次较大变革成功发展成QY型作业面泵。而北方深井提水也迫切需要相应的产品。65年前后国内已经开始研制,由于历史的原因,国家于70年左右才开始着手组织北方地区研究、设计、试验NQ型农用潜水电泵的工作。

  1972年1月北方八省(市)对NQ系列潜水电泵的设计、系列化进行了总结;同年3月于石家庄水泵厂对四种口径九个品种NQ系列潜水电泵制定了统一的定型方案。此后各地如雨后春笋般相继开发出各种型号NQ型潜水电泵。NQ型的水泵部分由进水节、叶轮、导流壳和逆止阀等组成,结构整齐,布置合理。这样便于厂家形成多品种、系列化产品,很好地满足了农业生产需要。从资料看当时普遍采用一般离心泵叶轮配上空间导叶作为泵体部分。这种生搬硬套既不符合井泵特殊的结构要求和工况,也不符合井泵内部流动原理,造成能量损耗较大,往往达不到预期的指标,效率普遍较低,当时的设计者也注意到了。

  2.70年代中后期~80年代大规模生产和全面研究阶段

  由于结构上深井潜水泵受井径限制,而且工作部分深入水下,工况不同于一般离心泵,有必要从流动原理着手,系统加以研究。

  由于历史原因,一直到70年代中后期,针对性的水力模型研究都迟迟没有开展。1977年,中国农机院开始了部分离心式潜水泵水力模型的研究,揭开了井用潜水泵全面深入研究的序幕,通过研究效率普遍提高3~6%。研究从设计、模型、铸造及加工各环节详细作了试验、分析和探讨,达到了深入的理论和经验积累。

  随后80年代初中国农机院又掀起了深入研究井用潜水泵的高潮,针对叶轮和导叶水力设计理论进行了深入的探讨,取得了丰硕的成果。

  在这些成果的基础上,促成80年代NQ型井泵的大规模系列化生产。这一时期全国各地潜水泵厂如雨后春笋般迅速发展起来,并且相继开发出各自的系列,达到潜水井泵生产的高峰期。

  从资料看这一时期比较成熟的设计之一是模仿普通立式多级离心泵,采用正反导叶,叶轮采用优秀水力模型,导叶设计采用等速度矩原理。另一种采用空间导叶,叶轮采用优秀水力模型,考虑叶轮与空间导叶的相互作用,把两者作为一个整体来设计。这些设计思想在当时的产品中得到很好得贯彻和体现。

  这一时期一些厂家还引进国外厂品进行仿制和改进,如沈阳水泵厂引进西德Ritz公司的66系列潜水泵,并加以改进,效果比国外80年代初的产品略有提高,虽然还追不上同时期国外的技术水平,但80年代蓬勃的发展说明金沙澳门唯一官网国在井泵的设计水平上较六、七十年代已有了总体的提高。

  80年代中后期NQ型泵逐渐退出历史舞台,为QJ系列取代。后者在结构和性能方面都有所优化和提升,QJ这一型号也一直沿用至今。

  3.90年代以来发展趋缓

  在中国农机院80年代初掀起的研究高潮过后,井泵的研究基本处于停滞状态,也不难理解,十余年的生产经验表明井泵性能基本维持在原来的基础上,也就是说原有的水力模型是比较优秀的,那么对于井泵这种量大面广的产品,厂家更关注如何节约成本,而不是水力设计方法的研究。

  大规模系统化的模型研究已不可能,比较普遍的是厂家对产品略微改进,或者通过引进国外高档次产品加以仿制和吸收。但另一方面,理论研究工作仍然在继续。较有共识之一,在大比速时,叶轮向后倾斜,再配上空间导叶,这种设计比采用普通离心叶轮(不向后倾斜)的性能要高,并且在形式上不断变化中。其二,在小比速时,采用优秀叶轮,配上正反导叶,当时的产品都明显地反映了这两种典型形式。

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