張元華 曾憲榮 周文天 陳沿維

摘要：針對達州小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場噴水用自吸電泵葉輪容易堵塞、開大閥門泵掉壓影響噴水效果的問題，在不改變泵體的情況下，對該泵的葉輪核心零件進行改進，設(shè)計成全開式結(jié)構(gòu)并試驗，改進后的自吸電泵具有葉輪不堵塞，開大閥門不掉壓的恒壓效果。

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

1自吸電泵的選用現(xiàn)狀

達州市農(nóng)業(yè)機械研究推廣站調(diào)研了達州市的20余個養(yǎng)殖面積在100畝（6.7 hm2）以內(nèi)的小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場，統(tǒng)計發(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)見表1。

DSU自吸電泵由鋁殼電機、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)殖場廣泛使用，但存在的主要問題是：葉輪出口寬度小，容易堵塞;夏天需要的水量大，開大閥門時泵掉壓影響噴水效果。通過深入分析認為，三種泵的設(shè)計比轉(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流量揚程曲線成陡降趨勢，所以泵出口閥門一打開壓力快速下降。在不改變泵體的情況下，借用達州市農(nóng)業(yè)機械研究推廣站已有的恒壓自吸泵專利技術(shù)（一種自吸泵，ZL20112004352.X）對葉輪核心零件進行改進，設(shè)計成全開式結(jié)構(gòu)，試制、測試并應(yīng)用。

2自吸電泵葉輪的改進

2.1葉輪結(jié)構(gòu)的改進設(shè)計

泵的比轉(zhuǎn)速計算公式為：ns=3.65nQ〖*〗H3/4，代入計算出三種泵的設(shè)計比轉(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設(shè)計葉輪結(jié)構(gòu)[1-4]，葉輪為全開式結(jié)構(gòu)設(shè)計，無前后蓋板，無圓盤摩擦損失，確保了泵的水力效率較高，葉輪背面對泵體密封腔有泵吸作用，密封腔體壓力跟泵進口壓力差不多，有利于降低密封壓力，延長密封的使用壽命，葉輪全開式結(jié)構(gòu)無堵塞。

2.2葉輪的主要水力計算

葉輪結(jié)構(gòu)圖見圖2，葉輪的主要水力尺寸計算按照高速部分流泵的設(shè)計方法并結(jié)合達州市農(nóng)業(yè)機械研究推廣站已經(jīng)有的實用新型專利技術(shù)（一種自吸泵，專利號ZL201120043452.X）的成功經(jīng)驗來計算如下：

葉輪主要水力計算[1-5]：

葉輪外徑計算公式為：

葉輪進口邊D0=40 mm，葉輪進口邊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)代入葉輪水力計算公式計算結(jié)果羅列于表2。

將新設(shè)計的全開式葉輪制作完成后，裝進原來泵體中試驗，實測設(shè)計點性能參數(shù)見表3。表3實測設(shè)計點性能參數(shù)

DSU-25自吸電泵的Q～H流量揚程曲線與裝進改制的全開式葉輪后的Q～H流量揚程曲線對比見圖3（DSU-40自吸電泵、DSU-50自吸電泵的Q～H流量曲線對比圖因類似，在此省略掉）。

1.改進后的流量揚程曲線2.改進前的流量揚程曲線

從DSU-25自吸電泵裝進改制的全開式葉輪后泵的Q～H流量曲線可見：改進后在全流量范圍內(nèi)使用都壓力恒定，改進前的流量揚程曲線呈現(xiàn)下降趨勢，無穩(wěn)壓特點，使用壓力范圍窄小且不穩(wěn)定。

4結(jié)束語

針對達州小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場噴水用自吸電泵葉輪出口小容易堵塞，泵Q～H流量揚程曲線成陡降趨勢，泵出口閥門一打開壓力快速下降的問題，借用達州市農(nóng)業(yè)機械研究推廣站已有的恒壓自吸泵專利技術(shù)（一種自吸泵，ZL20112004352.X）對該泵的葉輪核心零件進行改進，設(shè)計成全開式結(jié)構(gòu)，試制、測試并應(yīng)用，改進后的自吸電泵葉輪不堵塞，泵具有變流穩(wěn)壓、開大閥門不掉壓的恒壓效果，泵壓力有所提高且高效，較好地滿足了小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場夏天噴水量大也不掉壓的要求，助推了達州的產(chǎn)業(yè)扶貧和鄉(xiāng)村振興。

參考文獻：

[1] 沈陽水泵研究所.葉片泵設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1983，105-106.

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

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

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

[5] 張元華，方長河，曾憲榮.一種自吸泵：ZL2011200443452.X[P].2011-12-07.

（收稿日期：2019-11-21）

作者簡介：張元華（1965-），男，漢族，工學學士， 農(nóng)業(yè)工程推廣研究員，主要從事農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設(shè)計研究與推廣應(yīng)用。E-mail：2670602844@qq.com。DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2020.02.014