小型水产养殖场用自吸电泵的改进应用
张元华 曾宪荣 周文天 陈沿维
摘要：针对达州小型水产养殖场喷水用自吸电泵叶轮容易堵塞、开大阀门泵掉压影响喷水效果的问题，在不改变泵体的情况下，对该泵的叶轮核心零件进行改进，设计成全开式结构并试验，改进后的自吸电泵具有叶轮不堵塞，开大阀门不掉压的恒压效果。
关键词：水产养殖场;自吸电泵;改进应用
1自吸电泵的选用现状
达州市农业机械研究推广站调研了达州市的20余个养殖面积在100亩（6.7 hm2）以内的小型水产养殖场，统计发现，喷水使用的自吸电泵多为以下三种自吸电泵产品，性能参数见表1。
DSU自吸电泵由铝壳电机、铝合金泵壳和叶轮组成，泵整体较为轻巧，在小型水产养殖场广泛使用，但存在的主要问题是：叶轮出口宽度小，容易堵塞;夏天需要的水量大，開大阀门时泵掉压影响喷水效果。通过深入分析认为，三种泵的设计比转数ns分别为56.7、59、71，都属于低比转数离心泵，叶轮出口小容易堵塞，泵Q～H流量扬程曲线成陡降趋势，所以泵出口阀门一打开压力快速下降。在不改变泵体的情况下，借用达州市农业机械研究推广站已有的恒压自吸泵专利技术（一种自吸泵，ZL20112004352.X）对叶轮核心零件进行改进，设计成全开式结构，试制、测试并应用。
2自吸电泵叶轮的改进
2.1叶轮结构的改进设计
泵的比转速计算公式为：ns=3.65nQ〖*〗H3/4，代入计算出三种泵的设计比转数ns分别为56.7、59、71，属于低比转速离心泵范围，可以按照高速部分流泵来设计叶轮结构[1-4]，叶轮为全开式结构设计，无前后盖板，无圆盘摩擦损失，确保了泵的水力效率较高，叶轮背面对泵体密封腔有泵吸作用，密封腔体压力跟泵进口压力差不多，有利于降低密封压力，延长密封的使用寿命，叶轮全开式结构无堵塞。
2.2叶轮的主要水力计算
叶轮结构图见图2，叶轮的主要水力尺寸计算按照高速部分流泵的设计方法并结合达州市农业机械研究推广站已经有的实用新型专利技术（一种自吸泵，专利号ZL201120043452.X）的成功经验来计算如下：
叶轮主要水力计算[1-5]：
叶轮外径计算公式为：
叶轮进口边D0=40 mm，叶轮进口边D1=65 mm，叶轮轴孔为25 mm，叶轮轮毂D=45 mm，叶轮叶片厚度S=8 mm，叶轮中间半盖板圆周为0.5D2，半盖板厚度S=8 mm，叶片数Z一般取6～10枚，该叶轮取Z=8枚。
将三种自吸电泵的性能参数代入叶轮水力计算公式计算结果罗列于表2。
将新设计的全开式叶轮制作完成后，装进原来泵体中试验，实测设计点性能参数见表3。表3实测设计点性能参数
DSU-25自吸电泵的Q～H流量扬程曲线与装进改制的全开式叶轮后的Q～H流量扬程曲线对比见图3（DSU-40自吸电泵、DSU-50自吸电泵的Q～H流量曲线对比图因类似，在此省略掉）。
1.改进后的流量扬程曲线2.改进前的流量扬程曲线
从DSU-25自吸电泵装进改制的全开式叶轮后泵的Q～H流量曲线可见：改进后在全流量范围内使用都压力恒定，改进前的流量扬程曲线呈现下降趋势，无稳压特点，使用压力范围窄小且不稳定。
4结束语
针对达州小型水产养殖场喷水用自吸电泵叶轮出口小容易堵塞，泵Q～H流量扬程曲线成陡降趋势，泵出口阀门一打开压力快速下降的问题，借用达州市农业机械研究推广站已有的恒压自吸泵专利技术（一种自吸泵，ZL20112004352.X）对该泵的叶轮核心零件进行改进，设计成全开式结构，试制、测试并应用，改进后的自吸电泵叶轮不堵塞，泵具有变流稳压、开大阀门不掉压的恒压效果，泵压力有所提高且高效，较好地满足了小型水产养殖场夏天喷水量大也不掉压的要求，助推了达州的产业扶贫和乡村振兴。
参考文献：
[1] 沈阳水泵研究所.叶片泵设计手册[M].北京：机械工业出版社，1983，105-106.
[2] 关醒凡.现代泵技术手册[M].北京：宇航出版社，1995，383-387.
[3] 合肥通用机械研究所.高速部分流泵[R].合肥：化工与通用机械参考资料，1975，38-41.
[4] 甘肃工业大学水力机械教研室李文广译.（美国）工业用离心泵设计与应用[M].兰州： 机械工业出版社，1998，88-95.
[5] 张元华，方长河，曾宪荣.一种自吸泵：ZL2011200443452.X[P].2011-12-07.
（收稿日期：2019-11-21）
作者简介：张元华（1965-），男，汉族，工学学士， 农业工程推广研究员，主要从事农业机械产品设计研究与推广应用。E-mail：2670602844@qq.com。DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2020.02.014
