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 引言

 目前，國(guó)內(nèi)外的深井離心泵可歸納為兩種。一種是S形流道深井離心泵，如圖1所示，其實(shí)質(zhì)是按斜流泵的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的深井離心泵。另一種是徑向?qū)�葉深井離心泵，如圖2所示。

 其實(shí)質(zhì)是按普通離心多級(jí)泵的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的深井離心泵。從圖中可以清楚地看出來，這兩種深井離心泵的葉輪外徑D2都約等于導(dǎo)葉進(jìn)口內(nèi)徑D3，而比導(dǎo)流殼大內(nèi)徑D4小得多。

 S形流道深井離心泵是因?yàn)閷?dǎo)流殼下端要裝螺栓，葉輪要裝進(jìn)導(dǎo)流殼，只得比導(dǎo)流殼入口還要小。徑向?qū)�葉深井離心泵是因?yàn)榘凑赵�先的設(shè)計(jì)理論導(dǎo)流殼內(nèi)有正導(dǎo)葉，葉輪要裝進(jìn)導(dǎo)流殼，只得比正導(dǎo)葉內(nèi)徑D3還要小。

 在第一種深井離心泵基礎(chǔ)上，也有把螺栓連接改為拉桿連接的，但因?yàn)樵谠�結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上建立起來的設(shè)計(jì)理論沒有變，葉輪外徑D2仍然約等于導(dǎo)葉進(jìn)口內(nèi)徑D3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于導(dǎo)流殼大內(nèi)徑D4。第二種深井離心泵雖然取消了正導(dǎo)葉，只保留反導(dǎo)葉，也因?yàn)樵O(shè)計(jì)理論沒有變，葉輪外徑D2 仍然小于導(dǎo)葉進(jìn)口內(nèi)徑D3，更小于導(dǎo)流殼大內(nèi)徑D4。

 由于井泵受機(jī)井井壁管內(nèi)徑限制，導(dǎo)流殼的直徑已經(jīng)很小了，葉輪直徑再受原設(shè)計(jì)方法限制，其單級(jí)揚(yáng)程自然就很低了。而單級(jí)揚(yáng)程低，一臺(tái)井泵就需要更多的葉輪和導(dǎo)流殼，就會(huì)增加井泵的長(zhǎng)度和生產(chǎn)成本。

《井用潛水泵型式和基本參數(shù)》 和《長(zhǎng)軸離心深井泵 型式與基本參數(shù)》中規(guī)定的井泵單級(jí)揚(yáng)程都比較低，就是因?yàn)楝F(xiàn)有的深井離心泵設(shè)計(jì)方法有缺陷的結(jié)果。

 GB/T2816-2002《井用潛水泵中取消了對(duì)單級(jí)揚(yáng)程的規(guī)定，在國(guó)內(nèi)企業(yè)掀起了提高井泵單級(jí)揚(yáng)程的研究高潮，我們?cè)谶@個(gè)研究高潮中提出了創(chuàng)新的深井離心泵葉輪極大直徑設(shè)計(jì)法，可以把井泵的單級(jí)揚(yáng)程提高許多，大多數(shù)都能提高50%左右，個(gè)別的可以提高一倍多，同時(shí)水泵效率也能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)。

 現(xiàn)把這種創(chuàng)新的深井離心泵設(shè)計(jì)方法介紹給大家，與大家共同探討。

 1.水泵設(shè)計(jì)觀念的改變

 1.1根據(jù)結(jié)構(gòu)條件確定水力設(shè)計(jì)方法

傳統(tǒng)的水泵設(shè)計(jì)觀念是水力設(shè)計(jì)高于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為了水泵效率提高1%，不顧產(chǎn)品成本增加10%。

在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)觀念的指導(dǎo)下，斜流式葉輪配空間導(dǎo)葉的水力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)形式成為深井離心泵的主要設(shè)計(jì)方法（如圖1所示），因?yàn)檫@種形式的水泵效率較高，流量和揚(yáng)程也與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值相符。

但是，這種形式的深井離心泵，其軸向尺寸大，葉片的制造難度大，生產(chǎn)成本高，因此，其綜合經(jīng)濟(jì)效益很低。

如果改變?cè)O(shè)計(jì)觀念，把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)放在水力設(shè)計(jì)的前面，根據(jù)結(jié)構(gòu)條件確定水力設(shè)計(jì)方法，把降低生產(chǎn)成本和提高可靠性放在第一位，使水力設(shè)計(jì)適應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，則對(duì)于深井離心泵而言，就需要采用圖3所示的結(jié)構(gòu)形式，這是一種采用葉輪極大直徑設(shè)計(jì)法與反導(dǎo)葉導(dǎo)流殼配套的結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)形式可以實(shí)現(xiàn)葉輪直徑大，導(dǎo)流殼長(zhǎng)度短的結(jié)構(gòu)要求。

在這種結(jié)構(gòu)形式下研究水力設(shè)計(jì)的方法，就有希望獲得大的經(jīng)濟(jì)效益。

從理論上說，水泵效率的高低由水力損失、容積損失和機(jī)械損失的高低決定，而容積損失和機(jī)械損失的高低本身就是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定的，只有水力損失的高低由水力設(shè)計(jì)決定，而減少水力損失的主要措施是盡量減小液流在流動(dòng)過程中的速度矢量變化率，

因此，只要新結(jié)構(gòu)能夠滿足這個(gè)要求，就可以實(shí)現(xiàn)高效率的水力設(shè)計(jì)。即使新結(jié)構(gòu)在控制速度矢量變化率方面不如原結(jié)構(gòu)容易，導(dǎo)致水泵效率降低1%，但生產(chǎn)成本能夠降低三分之一的話，則不僅對(duì)企業(yè)是有利的，對(duì)社會(huì)也是有利的，因?yàn)樯�產(chǎn)成本的降低也是能源消耗的降低。

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圖1 S形流道深井離心泵

圖2 徑向?qū)�葉深井離心泵

圖3 新型井用潛水泵結(jié)構(gòu)圖