泵阀技术论坛

水泵原理详细介绍

借动力设备和传动装置或利用自然能源将水由低处升至高处的水力机械。广泛应用于农田灌溉、排水以及农牧业、工矿企业、城镇供水、排水等方面。用于农田排灌、农牧业生产过程中的水泵称农用水泵，是农田排灌机械的主要组成部分之一。

类型

根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量，主要有活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、隔膜泵、螺杆泵等类型。叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。潜水电泵的泵体部分是叶片泵。其他类型的水泵有射流泵、水锤泵、内燃水泵等，分别利用射流水锤和燃料爆燃的原理进行工作。水轮泵则是水轮机与叶片泵的结合。上述各类水泵中以下列各式较具代表性。

离心泵是利用离心力的作用增加水体压力并使之流动的一种泵。由泵壳、叶轮、 转轴等组成。动力机带动转轴，转轴带动叶轮在泵壳内高速旋转，泵内水体被迫随叶轮转动而产生离心力。离心力迫使液体自叶轮周边抛出，汇成高速高压水流经泵壳排出泵外，叶轮中心处形成低压，从而吸入新的水流，构成不断的水流输送作用。叶轮具有逆旋转方向弯曲的叶片，其结构型式有封闭式、半封闭式和敞开式3种,农用的多为封闭式叶轮，叶片两侧由圆盘封闭。泵体沿出水管方向逐渐扩张成蜗壳形。水流自叶轮一面吸入的称单吸离心泵，自叶轮两面吸入称双吸离心泵。为增加扬程，可将多个叶轮装在同一轴上成为多级离心泵。由前一叶轮排出的水进入后一叶轮的进水口，增压后再从后一叶轮排出，因而叶轮数愈多，压力愈高。有的离心泵带有能自动排除吸水管和泵体内空气的装置，在起动前无需向泵体灌水，称自吸离心泵，但其效率常低于一般离心泵。

离心泵在农田排灌和农牧业供水中应用最广。多用于扬程高而流量小的场合。单级离心泵的扬程为5～125米，排出的流量均匀,一般为6.3～400米3/小时,效率约可达86～94％。

轴流泵

由泵壳、叶轮和转轴等机件构成。也称螺桨泵。叶轮上有螺旋桨状的叶片若干，当叶轮随转轴一起被动力机械驱动旋转时，各叶片将水推向一端，同时又在另一端从水源吸取水，使水产生沿着平行于转轴方向的连续流动，达到不断输送水流的目的。水流压力因叶轮转动作用而提高。由叶轮出来的旋转水流通过固定导叶后，消除了旋转分速度，并由于扩散作用而使其部分动能转换成压力能,推动泵壳内的水流沿轴向上升,由出水管流出。轴流泵多用于扬程低而流量大的场合，扬程范围1～25米左右；流量2.7～60.0米3/秒，效率可达85～90.5％。安装方式有立式、卧式和斜式3种,其中以立式轴流泵应用较多(图2)。 大型轴流泵叶轮轮毂上的旋桨叶片的安装角度可以调节，或借液压传动的转轴在运行中随时间调节，以适应扬程及流量变化的要求，获得较高的生产率，故称可调式轴流泵。

贯流泵是卧式轴流泵的一种。由电动机、减速装置和水泵组成一整体，装设在水下堤坝内部的机坑内，其进出水流道位于一条直线上，近似直圆筒形，水力损失少，提水效率高，且结构紧凑，安装、检修方便，泵站工程简单。圬工泵是一种低扬程轴流泵，除叶轮及其外围的泵壳用金属材料制成以外，进水流道和出水流道均采用砖石或混凝土结构，其扬程在2米以下,流量大、结构简单、造价低、效率高。适用于低洼地区的排涝和灌溉。

混流泵

构造和工作原理兼有离心泵和轴流泵两种类型的特点的一种水泵。叶轮被动力机械带动旋转时，叶片一方面推动着水体，同时又驱使水体旋转产生离心作用。水体在叶片的推力和离心力的作用下产生流动和提高压力。水流由轴向流入叶轮后沿叶片斜向流出，常用于输送排量较大而压力中等的场合。通常有蜗壳式和导叶式两种类型。蜗壳式混流泵的结构同离心泵相似，利用蜗壳形流道将水流通过叶轮后获得的动能转换为压力能，一般中、小型混流泵多采用蜗壳式结构。导叶式混流泵也称斜流泵，其结构与轴流泵相似，具有径向尺寸较小，结构简单轻便等特点。大型混流泵以导叶式居多，其叶片的安装角度一般也能调节。混流泵的扬程范围一般为 3～10.5米，起动功率较低，能适应水位的变化,流量为0.1～50米3/秒；效率可达64～86％。20世纪70年代以来，大型混流泵的发展速度较快，在许多场合有取代大型轴流泵的趋势。

长轴深井泵

多数是一个立式单吸离心泵，其叶轮装在井中动水位以下，动力机设置在井上，通过传动长轴驱动叶轮在导流壳内旋转，水流沿导流壳与叶轮之间的流道，经输水管向上提升到地面。扬程高时可采用多个叶轮串联的多级离心泵。由于传动长轴的制造和安装精度要求较高，效率随井深的增加而显著降低，因而一般只用于不超过100米的深井。

潜水电泵

泵体叶轮和驱动叶轮的电机都潜入水中工作的一种水泵，有深井用和作业面用两种。深井用潜水电泵通过伸入井中的电缆向电机供电，免去了传动长轴，因而结构紧凑,重量轻,安装、使用和转移方便，在有电源地区有取代长轴深井泵的趋势，但对含沙量大的水井和无电源地区不适用。潜水电泵用的电动机有干式（电机全部密封）、半干式（电机的定子密封，而转子在水中运转）、充油式（电机内部充油以防水分侵入绕组）和湿式(电机内部充水，定子和转子都在水中运转)等类型。前3种都需要密封且制造安装精度要求较高,因而农用深井潜水电泵通常采用湿式电动机，其定子绕组采用耐水绝缘导线或在定子绕组端部及槽内浇注合成树脂，水进入电机内部影响不大,密封结构可大大简化,只要求防砂。有的深井潜水电泵扬程高达1400米，最大流量达1.4米3／秒。

射流式深井泵

通常是由射流泵和离心泵配以相应套管组成。用于从30米以内的深井中提水。射流泵的工作原理是使压力通过喷嘴喷射到喉管的入口处，由于射流的横向紊动扩散作用，带走吸水管内的空气，使管内形成真空，井水被吸入并与射流水在喉管内混合，进行能量交换。在喉管的出口处二者的流速趋近一致，再通过扩散管将大部分动能转换为压力能，使水压进一步提高，最后从排水管排出。

射流式深井泵有两种组合类型：①将射流泵同离心泵并联，离心泵通过管路将压力水送入射流泵，射流泵将这部分水与被吸水一同向上提升，从而使小流量的高压水转换成大流量的低压水，主要用于地面灌溉和渠道清淤等；②将射流泵和离心泵串并联，使射流泵给离心泵加压，提高其吸程，而将离心泵的出水量分出一部分提供给射流泵,其余部分送入压水池或压力管路,其出水压力较高，主要用于喷灌设备和农牧业供水。同潜水电泵和长轴深井泵相比，射流式深井泵具有结构简单、工作可靠、制造方便、成本低等特点；但效率较低，相同工况下的电耗较高。

螺杆泵

依靠螺杆转动时泵腔容积的变化吸入和输送水体的一种容积泵。有单螺杆、双螺杆和多螺杆等类型。在农业中使用的是单螺杆泵，其泵腔由钢制螺杆和固定安装在泵壳内的橡胶套管组成。具有单螺距的螺杆在具有双螺距内螺旋的套管内转动，两者间形成的空腔由吸入端移动到出口端，从而形成连续的水流。由于其结构简单、体积小、拆装容易、工作可靠，自吸性能好，多用于移动式喷灌系统。

手动隔膜泵

用于低扬程、小流量的提水作业，由泵体、 进出水管、进出水阀门、 隔膜和推拉杆等组成。泵体可由一个或两个泵腔组成。具有两个泵腔的隔膜泵，其隔膜设置在泵体的中央，或两个隔膜分别装在分隔的两个泵腔外侧。工作时由两人用手操纵与隔膜相连的推拉杆，推动隔膜作压进和张开的往复运动，使两个泵腔的容积交替扩大和缩小。当泵腔扩大时，压力减小，进水阀开启出水阀关闭，水从进水管流入泵腔；当泵腔缩小时，压力加大，进水阀关闭，出水阀开启，泵腔内的水从排水管流出，两个泵腔交替吸水和排水，每小时可提水10～20吨。

拉杆式活塞泵

由畜力原动机、风力机或内燃机等驱动，常在放牧场上从井中提水时使用。由泵缸、活塞、进出水管、进出水阀门、拉杆和传动装置等组成。活塞靠连接在它上面的拉杆带动，在泵缸内作上下往复运动。当活塞向上运动时，进水阀开启，进水管中的水进入泵缸,同时出水阀关闭,活塞上面的水被带动向上提升；当活塞向下运动时，进水阀关闭，出水阀开启，泵缸内的水由出水阀升到活塞上面，如此反复进水和提升，使水不断从排水管排出。

性能参数

衡量水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等对叶片式水泵来说,还有转速和比转数。 ①吸程。即水泵的吸水高度。指由泵体中心至水源水平面的垂直距离，利用泵体内真空度抽吸水流时,容许吸程一般不大于7.5米。 ②扬程。即水泵的提水高度。指单位重量的水通过水泵后，能量增加的数值。一般将抽水站进、出水池水面的高度差称为实际扬程； 加上抽水站管路及其附件(如底阀、弯头、闸阀等)的水头损失称为总扬程。水泵铭牌上所标的扬程,是指水泵在一定转速条件下效率最高时的扬程，是实际扬程和损失扬程之和。 ③流量。指水泵在单位时间内输水的数量,也称输水量。常用的流量单位有升/秒、米3/秒、米3/小时、千克/秒、吨/小时等几种。 ④轴功率。指动力机械输送给水泵轴的功率，即水泵的输入功率。 ⑤水功率。又称有效功率。指单位时间内水泵用于输水的实际功率，即水泵的输出功率。 ⑥效率。水功率与轴功率的比值即为水泵效率，通常以百分数表示。它是用来衡量动力机械传送给水泵的能量利用情况的指标，反映出水泵效能的优劣。 ⑦比转数。表示水泵特性的综合性参数。通常用nS来表示。nS=3.65nQ1/2H-3/4。式中n为转速(转/分)，Q为流量(米3/秒),对双吸式水泵应以Q/2代入式内H为扬程(米)。水泵的比转数与水泵的各项参数密切相关。一般离心泵的比转数较小,因其叶轮直径大,出口宽度窄,扬程高而流量小；而轴流泵的比转数较大,因而扬程低而流量大；混流泵则介于两者之间。常用离心泵的比转数为30～300,混流泵为300～600,轴流泵为500～1800。两台几何相似的叶片泵,其比转数必然相等。因而可以利用几何相似模型的试验数据来预测大型泵的性能参数。

水泵的配套功率

水泵与动力的合理配套对保证水泵的正常运行，以获得高效率和低能耗具有重要的意义。配套动力机的功率根据水泵的扬程H(米)和流量Q（米3/秒）按下式计算：（千瓦）。扬程H 由几何扬程Hj和管路损失HS两项组成，在初步选型时可按HS=(0.1～0.2)Hj估算。 管路确定后根据管道和接头的类型或尺寸按流体力学方法计算或查表求得。式中K 为功率储备系数,常用K=1.05～1.3,功率大时取小值η1为传动效率，当动力机与水泵直接联结时η1=1；η2为水泵效率，根据泵型和工况确定。

进出水管与水池

水泵配套的进出水管道直径D根据下式选用 = 1.13Q1/2V-1/2(米),式中V 为管内流速,一般进水管V ≤2米/秒，出水管V ≤3米/秒。如采用直径变化的渐变管时,其渐变部分的长度应大于平均直径的5～7 倍。离心泵和轴流泵的进水管口设在进水池水面以下距离h1处,h1=(1.4～1.6)D1,D1为进水管直径。轴流泵的叶轮中心线设在进水池水面以下距离h3处,h2≥(0.75～D)D0,D0为叶轮直径。进水管口离池底的高度h0=(0.5～1)D0。单台水泵的进水池宽度为(2～3)D1。安装多台水泵的进水池中，相邻进水管的间距为(3～3.5)D1。进水管至进水池后壁的距离为(1～1.5)D1。为避免浪费扬程，通常将出水管装在出水池水面以下。中小型水泵出水管下缘至池底的距离约为10～20厘米；出水管上缘至水面的垂直距离为(1～2)V娤/2g，v2为出水流速(米/秒)；出水池长度为(6～12)D2。D2为出水管直径出水管与池壁的距离为0.2～0.5米。

发展趋势

对发展农用水泵的要求是提高效率、降低能耗和充分利用自然能源。用一台大泵代替多台小泵可提高机组效率、节约材料、降低能耗和工程造价，且便于实现自动化管理。因此，各种大型轴流泵和混流泵发展较快,最大叶轮直径分别达到4.6米和6.2米,配套功率最高达1.25万千瓦，混流泵有取代部分高扬程轴流泵和低扬程离心泵的趋势。在深井提水方面主要发展潜水电泵,其最大口径已达1米,有的采用6000伏高压电机,最大功率达2500千瓦。水轮泵、风力拉杆泵、螺杆泵、各种人畜力驱动的隔膜泵、活塞泵和专用于同喷灌设备配套的水泵等，在中国和其他一些国家也受到不同程度的重视。 转载请注明出自水泵技术论坛——水泵人网上技术交流专业平台。

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【展会信息】

  【展会地点】中国-江苏-南京 南京空港国际会展中心

  【展会时间】2021 年 11 月 04-06 日

  【主办方】国家泵系统研究中心、江苏大学流体研究院、德国化工协会

  【招展方】 北京鸿世通国际会展有限公司

【展会介绍】 

简称：“泵博会”

每个行业都有其专业展览会平台，“泵博会"将会打造成为全球专业的以泵及配套产品为核心的流体工业系统内国际知名的大型博览会，立足中国辐射全球。

“泵博会"将成为2021年度全球泵系统采购商的国际专业集选平台。

“泵博会2021"本次盛会的价值在于将结合多种实效的形式例如：年度博览会+多场“高密度”论坛会+“高价值”年度工业设计大奖+高端技术产品品鉴会+“高效率”买家一对一配对采购洽谈会等一场“高密度、高价值、高效率”的全新创新型盛会。

2021年“泵博会”将是一次充满活力，拥有国内、国际精准买家及汇聚行业专家的一次优质创新的国际化盛宴。 该展览将于2021年11月04日至06日在中国南京举行。 业内应用领域的系统采购商及专业买家将一起寻找在新形势下的最新产品以及未来趋势，共同探讨新供应商和新关系，以协助满足厂商和采购商对中国市场以及全球泵系统及配套产品供应链的需求。

“泵博会"拥有强大的国际网络助推国际泵系统及流体工业的优秀展商深度开发中国市场，同期举办：2021中国长三角泵业技术年度高峰论坛

打造国际买家中国市场专业权威的泵业产品“技术展示交流会”

打造中国泵行业技术创新年度大奖

打造中国泵行业及配套流体工业技术工业设计年度大奖

“泵博会”将会在后疫情时代发挥重要作用，将会向行业内展示成功的解决方案及未来发展趋势，

本次也将会重点关注行业内的生产、物流，销售、通讯方式的变化及市场动力的恢复和新业务的建立。

PSA是至关重要的行业盛会，它为泵系统及流体配套系统应用采购商、工程师和技术人员之间的思想交流提供了一个最为专业的平台。

【如何做到后疫情时代的持续增长】

根据最新预测，2020年由于全球疫情大流行对制造业产能及经济环境的影响将是深远的，随着中国国内疫情稳定性因素攀升，中国工业制造指数及环境水处理行业加快部署最新的工程项目启动持续跟进的背景下，2020年下半年经济处于持续上扬态势，对于泵行业的冲击也随之减弱，市场环境开始呈现快速复苏。

后疫情时代如何分析市场的新环境及重新建立新的客户关系将是本次泵博会重要的话题之一，泵博会将重点精准面向工业系统采购终端、水务工程公司、设计院所等专业高端观众群体。为全球泵业系统厂商展示精品创新产品提供专业高水准的展览会平台。

激动人心的论坛主题和创新活动形式，打造全球领先的泵行业顶级技术盛宴

【部分论坛议题】

中国长三角泵业技术年度高峰论坛

最先进的环保处理技术创新

给排水管理技术趋势与应用

石油化工领域未来技术创新与应用

先进生产及数字化技术

走向全球市场中国泵业企业的优势提升

后疫情时代行业内的发展及趋势研讨会

“泵博会”打造一系列主题实用的国际论坛和会议，以促进业内工程师技术研发人员了解最新研究和未来新趋势，并促进中国厂生产工艺转型升级，我们将邀约全球知名工程师及顶级专家共同探讨。

【展品类别】

· 工业系统用泵：石油化工、生物制药、电力电站、塑料医疗等应用泵

· 民用系统用泵

· 环境工程系统用泵

· 市政工程系统用泵

· 建筑工程用泵

· 船舶系统用泵

· 农林水利系统用泵

· 电站系统用泵

· 流体系统成套设备及阀门/管道/压缩机等附件

· 泵配件及附件

· 泵业数字化生产管理系统服务商

· 代理商/经销商OEM/ODM

· 生产辅助设备和成套设备

· 其他成套设备及附件

· 大学院校、媒体

· 国际商协会

· 科研院所

· 其他

【精准定位】

·  Global data 是谁？

Global Data是英国伦敦证券所上市集团，是国际市场上数据分析，咨询，营销领域领先的机构，2016年在伦敦证券交易所上市，涉及石油天然气，化工医药，矿山，食品加工、电力工程、工业自动化等19个行业，拥有近30个垂直媒体平台，日访问量1900万+

·  Global data与我们的展会擦出哪些火花？

国际营销高端论坛会将由英国Global Data集团旗下的VMS营销团队主持召开，英国Global Data集团VMS解决方案中国区总代表Grace女士现场主持，并实时连线英国。届时，我们会优选国内知名泵及流体配套技术供应商出席论坛会。

· 展商将有机会得到哪些增值服务？

我们可为有需要的参展商提供量身定制的线上或线下跨国专业领域交流会，应用Global Data的国际领先大数据AI技术为参展商提供真正精准的国际大买家。同时，Global Data集团旗下的垂直媒体即30多个B2B平台和杂志，每日活跃用户1900万+，这一全球领先的网络媒体会为我们的展会及选择定制化服务的展商提供最大限度的海外曝光率及海外客户培育与转化。

【产业优势】

该展会在国内及国际业内得到了诸多权威机构的认可与支持，国家泵系统研究中心、江苏大学流体研究院、德国化工协会等权威机构都为我们展会的完美展现提供必要的支持与保障。

该展会立足中国辐射全球并协助促进国际间的贸易和交流。

【展馆信息】

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