楼宇用污水潜水电泵(≤4kW)产品设计与开发

摘要 近年来，随着水处理设备的发展，污水泵的应用得到了扩大，其中结构紧凑，高度可靠的潜水电泵占据了很大的比例。污水潜水泵（又称潜污泵）作为一种结构简单紧凑，使用方便的污水泵需求量持续增长。而随着经济发展，这其中楼宇用污水潜水电泵的需求的增长速度最快。目前，生产潜污泵的厂家迅速增加，本文介绍了功率为1.5kW~4kW的楼宇用潜污泵的产品设计与开发的主要流程。

关键词 楼宇用；污水潜水泵；设计

中图分类号TU991文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）44-0048-02

1 调研目标市场、重点客户

调研市场和客户对楼宇用污水潜水电泵使用工况、产品的使用要求以及国内、外此类产品的发展方向，根据使用工况明确提出楼宇用污水潜水电泵产品开发的相关技术质量要求。

调研楼宇用污水潜水电泵产品行业发展动态、同行产品结构，分析比较国内外同类产品的技术质量与技术经济指标。选择合适的标杆产品。

调研污水潜水电泵产品主要零部件的制造与加工的相关行业企业，选择与确定合适的外协、外购单位作为产品的零部件设计与选型、制造的依托。

根据产品的使用特点、使用工况要求、叶轮结构编制产品系列型谱，功率为（1.5kW~4kW）并评审。

2 技术要求、执行标准与可靠性方面的要求

根据产品型谱与市场需求规格开发产品，形成统一的结构与外观风格，其规格的技术参数符合型谱与用户合同。该WQ 型污水潜水电泵产品应能适应楼宇建筑使用，其同机座号的潜水电泵外形应基本统一，同机座、功率的潜水电机应能通用（除个别特殊泵的转子轴端尺寸允许不同）。

采用先进水力模型，开发单（双）流道式、旋流式、切割式、叶片式叶轮结构形式的污水潜水电泵产品并形成系列，分别适应与满足楼宇的电梯井积水、地下室积水、生活污水的排放与输送的工况要求。产品应能满足泵送含有中长纤维、中颗粒及泥沙的楼宇内的污水、污物排放与输送的要求，应能适应小流量、中高扬程泵送工况的特点。

产品应满足GB/T24674《污水污物潜水电泵》标准及客户的实际使用工况要求。

产品设计与制造质量水平应达到国内一流技术水平，产品具有较好的外观造型、较高的运行可靠性。选用质量合适并经济的轴承、机械密封、电缆线等元器件，满足产品的运行可靠性及经济成本。

产品的叶轮、泵壳、轴承、叶轮轴端设计与制造，应能有效避免产品运行中发生堵塞、异常振动、掉叶轮、断轴等故障。

产品设计与制造工艺应能有效降低产品早期故障率，使早期故障率≤2％，无故障运行寿命大于15 000 小时。产品结构应具有良好的维修与保养特点。

3 产品的设计要领

3.1 结构设计

该产品主要结构由潜水电机与污水泵、安装系统3大部分构成。电机按功率进行标准化、系列化、通用化设计，其铁心采用Y2 系列铁心，电磁设计应使其潜水电机性能符合GB/T24674-2009《污水污物潜水电泵》标准，电机的各机座号、功率应进行系列化设计。电机与泵部的各联接止口、法兰、轴径等结构、尺寸应充分考虑通用性，适应多种规格潜水电泵的电机、泵部的装配通用性要求与外形的美观要求。在保证产品质量、可靠性、外观的前提下，考虑零件的铸造、机械加工、装配、维修保养的工艺性与经济性。确保产品生产制造成本具有市场竞争力。

3.2 主要零部件的设计

潜水电泵的电机的机壳（上端盖）、下轴承座（油腔）室、电机的轴承、机械密封、动力电缆等零部件均应按电机的机座号、功率进行通用化、系列化设计。电机与泵部的各联接止口、法兰、轴径等结构、尺寸应充分考虑通用性，应能适应多种规格潜水电泵的电机、泵部的装配通用性与外形的美观要求。产品的泵部的泵壳可选用蜗壳式正向出水、标准法兰，电泵为立式下泵式、泵壳正下方中间进水。

泵的叶轮有多种结构形式，旋流式、单流道叶轮泵的通过能力应为大于泵出水口径的50%的直径的固体颗粒与长度纤维，流道式叶轮泵通过能力应为大于泵出水口径的30％~40%的直径的固体颗粒与出水口直径等长度的纤维。带切割叶轮应具有能切割楼宇生活污水中含有的污物的能力而不发生堵塞。叶片叶轮应具有能排放含有小颗粒泥沙污水的能力。它们可分别适用于楼宇内的生活污水污物、电梯间、地下室等楼宇内场所的污水、积水的排放。叶片叶轮结构的潜水电泵产品应设有能通过相应颗粒的进水网进行防护，其余均应没有。

3.3 电泵的安装形式

电泵安装形式为移动式安装、自耦式安装。泵移动式安装、自耦式安装均应进行标准化、系列化设计，形成统一风格。移动式安装产品应设有底座。自耦式安装没有安装底座，但产品应（有相应底脚）能平稳放置，自耦装置应方便安装并有良好的自耦密封功能。

3.4 电泵的密封

电泵的电缆引入应有可靠的密封与夹紧防护，在电缆线用户接线端与电机接线端将每根芯线进行标识清楚，确保电机转向正确。电缆线端头须有相应的防漏密封措施，应能防止发生电缆线端头进水受潮现象。电机与泵部的各处静密封应为橡胶“O”形圈止口压缩密封（除电缆线密封）。

在电泵的电机腔最下方位置与电机密封油腔应分别设置气密试验螺栓孔，用于产品气密试验、产品排除积液、更换密封润滑油。两功能螺栓孔应分别进行功能标识。电泵的机械密封，泵端应采用碳化硅/碳化硅，电机端可采用石墨/陶瓷，橡胶材质为丁腈橡胶，结构件为不锈钢304，其密封泄漏量≤2.4mL/24h，运行使用寿命大于15 000小时。

3.5 电泵材质

壳体类零件材质一般为HT200，叶轮材质一般为不锈钢/HT250/QT450，带切割刀零件材质为双相不锈钢，电泵轴材质为不锈钢2Cr13（420），标准件材质一般为标准件不锈钢A3，橡胶密封“O”形圈材质一般为丁腈橡胶，橡胶密封件材质一般为丁腈橡胶，吊环（把手）材质一般为不锈钢302，自耦装置的铸造件材质一般为HT250，钢件材质考虑防腐蚀要求一般可为不锈钢302或304。产品铭牌材质为不锈钢304。

4 结论

参照上述方法设计制造出的污水潜水电泵结构简单、使用方便、可靠性较高、深受广大用户的好评，企业所获得的经济效益较好。而且也符合现在国家对于环境保护的要求。

参考文献

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[2]何希杰，汤士党，崔卫杰.潜水污水泵的研究现状与发展趋势[J].通用机械，2005(6).

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