樓宇用污水潛水電泵（≤4kW）產品設計與開發

時 聰，嚴年喜

泰州泰豐泵業有限公司，江蘇 泰州 225300

1 調研目標市場、重點客戶

調研市場和客戶對樓宇用污水潛水電泵使用工況、產品的使用要求以及國內、外此類產品的發展方向，根據使用工況明確提出樓宇用污水潛水電泵產品開發的相關技術質量要求。

調研樓宇用污水潛水電泵產品行業發展動態、同行產品結構，分析比較國內外同類產品的技術質量與技術經濟指標。選擇合適的標桿產品。

調研污水潛水電泵產品主要零部件的制造與加工的相關行業企業，選擇與確定合適的外協、外購單位作為產品的零部件設計與選型、制造的依托。

根據產品的使用特點、使用工況要求、葉輪結構編制產品系列型譜，功率為（1.5kW～4kW）并評審。

2 技術要求、執行標準與可靠性方面的要求

根據產品型譜與市場需求規格開發產品，形成統一的結構與外觀風格，其規格的技術參數符合型譜與用戶合同。該WQ 型污水潛水電泵產品應能適應樓宇建筑使用，其同機座號的潛水電泵外形應基本統一，同機座、功率的潛水電機應能通用（除個別特殊泵的轉子軸端尺寸允許不同）。

采用先進水力模型，開發單（雙）流道式、旋流式、切割式、葉片式葉輪結構形式的污水潛水電泵產品并形成系列，分別適應與滿足樓宇的電梯井積水、地下室積水、生活污水的排放與輸送的工況要求。產品應能滿足泵送含有中長纖維、中顆粒及泥沙的樓宇內的污水、污物排放與輸送的要求，應能適應小流量、中高揚程泵送工況的特點。

產品應滿足GB/T24674《污水污物潛水電泵》標準及客戶的實際使用工況要求。

產品設計與制造質量水平應達到國內一流技術水平，產品具有較好的外觀造型、較高的運行可靠性。選用質量合適并經濟的軸承、機械密封、電纜線等元器件，滿足產品的運行可靠性及經濟成本。

產品的葉輪、泵殼、軸承、葉輪軸端設計與制造，應能有效避免產品運行中發生堵塞、異常振動、掉葉輪、斷軸等故障。

產品設計與制造工藝應能有效降低產品早期故障率，使早期故障率≤2%，無故障運行壽命大于15000 小時。產品結構應具有良好的維修與保養特點。

3 產品的設計要領

3.1 結構設計

該產品主要結構由潛水電機與污水泵、安裝系統3大部分構成。電機按功率進行標準化、系列化、通用化設計，其鐵心采用Y2 系列鐵心，電磁設計應使其潛水電機性能符合GB/T24674-2009《污水污物潛水電泵》標準，電機的各機座號、功率應進行系列化設計。電機與泵部的各聯接止口、法蘭、軸徑等結構、尺寸應充分考慮通用性，適應多種規格潛水電泵的電機、泵部的裝配通用性要求與外形的美觀要求。在保證產品質量、可靠性、外觀的前提下，考慮零件的鑄造、機械加工、裝配、維修保養的工藝性與經濟性。確保產品生產制造成本具有市場競爭力。

3.2 主要零部件的設計

潛水電泵的電機的機殼（上端蓋）、下軸承座（油腔）室、電機的軸承、機械密封、動力電纜等零部件均應按電機的機座號、功率進行通用化、系列化設計。電機與泵部的各聯接止口、法蘭、軸徑等結構、尺寸應充分考慮通用性，應能適應多種規格潛水電泵的電機、泵部的裝配通用性與外形的美觀要求。產品的泵部的泵殼可選用蝸殼式正向出水、標準法蘭，電泵為立式下泵式、泵殼正下方中間進水。

泵的葉輪有多種結構形式，旋流式、單流道葉輪泵的通過能力應為大于泵出水口徑的50%的直徑的固體顆粒與長度纖維，流道式葉輪泵通過能力應為大于泵出水口徑的30%～40%的直徑的固體顆粒與出水口直徑等長度的纖維。帶切割葉輪應具有能切割樓宇生活污水中含有的污物的能力而不發生堵塞。葉片葉輪應具有能排放含有小顆粒泥沙污水的能力。它們可分別適用于樓宇內的生活污水污物、電梯間、地下室等樓宇內場所的污水、積水的排放。葉片葉輪結構的潛水電泵產品應設有能通過相應顆粒的進水網進行防護，其余均應沒有。

3.3 電泵的安裝形式

電泵安裝形式為移動式安裝、自耦式安裝。泵移動式安裝、自耦式安裝均應進行標準化、系列化設計，形成統一風格。移動式安裝產品應設有底座。自耦式安裝沒有安裝底座，但產品應（有相應底腳）能平穩放置，自耦裝置應方便安裝并有良好的自耦密封功能。

3.4 電泵的密封

電泵的電纜引入應有可靠的密封與夾緊防護，在電纜線用戶接線端與電機接線端將每根芯線進行標識清楚，確保電機轉向正確。電纜線端頭須有相應的防漏密封措施，應能防止發生電纜線端頭進水受潮現象。電機與泵部的各處靜密封應為橡膠“O”形圈止口壓縮密封（除電纜線密封）。

在電泵的電機腔最下方位置與電機密封油腔應分別設置氣密試驗螺栓孔，用于產品氣密試驗、產品排除積液、更換密封潤滑油。兩功能螺栓孔應分別進行功能標識。電泵的機械密封，泵端應采用碳化硅/碳化硅，電機端可采用石墨/陶瓷，橡膠材質為丁腈橡膠，結構件為不銹鋼304，其密封泄漏量≤2.4mL/24h，運行使用壽命大于15000小時。

3.5 電泵材質

殼體類零件材質一般為HT200，葉輪材質一般為不銹鋼/HT250/QT450，帶切割刀零件材質為雙相不銹鋼，電泵軸材質為不銹鋼2Cr13（420），標準件材質一般為標準件不銹鋼A3，橡膠密封“O”形圈材質一般為丁腈橡膠，橡膠密封件材質一般為丁腈橡膠，吊環（把手）材質一般為不銹鋼302，自耦裝置的鑄造件材質一般為HT250，鋼件材質考慮防腐蝕要求一般可為不銹鋼302或304。產品銘牌材質為不銹鋼304。

4 結論

參照上述方法設計制造出的污水潛水電泵結構簡單、使用方便、可靠性較高、深受廣大用戶的好評，企業所獲得的經濟效益較好。而且也符合現在國家對于環境保護的要求。

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