潜水泵是如何工作的

【简介】潜水泵是深井提水的重要设备。使用时整个机组潜入水中工作。把地下水提取到地表，是生活用水、矿山抢险、工业冷却、农田灌溉、海水提升、轮船调载，还可用于喷泉景观，热水潜水泵用于温泉洗浴，还可适用于从深井中提取地下水，也可用于河流、水库、水渠等提水工程。主要用于农田灌溉及高山区人畜用水，亦可供中央空调冷却、热泵机组、冷泵机组、城市、工厂、铁路、矿山、工地排水使用。一般流量可以达到(5立方米~650立方米)，每小时、扬程可达到10-550米。

【工作原理】

潜水泵有好几种，电机里的线包有油侵式和水侵式还有是干式在使用前必须先看说明书，不能搞错，长期不用，必须在使用前还得把叶轮弄转，不然会因为长期不用卡死而烧包。开泵前，吸入管和泵内必须充满液体。开泵后，叶轮高速旋转，其中的液体随着叶片一起旋转，在离心力的作用下，飞离叶轮向外射出，射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢，压力逐渐增加，然后从泵出口，排出管流出。此时，在叶片中心处由于液体被甩向周围而形成既没有空气又没有液体的真空低压区，液池中的液体在池面大气压的作用下，经吸入管流入泵内，液体就是这样连续不断地从液池中被抽吸上来又连续不断地从排出管流出。

【基本参数】

包括流量、扬程、泵转速、配套功率、额定电流、效率、出水口管径等等。潜水泵成套由控制柜，潜水电缆，扬水管，潜水电泵和潜水电机组成。潜水泵主要用途及适用范围包括矿山抢险、建设施工排水、农业水排灌、工业水循环、城乡居民饮用水供应，甚至抢险救灾等等。

【主要分类】

就使用介质来说，潜水泵大体上可以分为清水潜水泵，污水潜水泵，海水潜水泵（有腐蚀性）三类。潜水泵的安装方式：

1、立式竖直使用，比如在一般的水井中；

2、斜式使用，比如在矿井有斜度的巷道中；

3、卧式使用，比如在水池中使用。

【按电机位置分类】

根据泵与电机的相对位置不同，潜水泵又可以分为上泵式和下泵式。上泵式潜水泵泵在上面，电机在下面，这种结构大大减小了泵的径向尺寸，所以多用于井用潜水电泵和小型作业潜水电泵。下泵式潜水泵电机在上面，泵在下面，它又分为内装式和外装式两种。内装下泵式潜水电泵所输送的液体首先通过包围电机的环形流道，使之冷却电机后再流出泵压出口。这种泵即使在接近排干吸水池的情况下，也不必担心电机升温，故应用范围正在日益扩大。外装下泵式潜水电泵则直接从叶轮后的压水室或导叶体出口处排出液体，电机也被抽送的液体冷却。由于下泵式结构可以在较浅的液体中也能工作，故常用于作业面潜水电泵，尤其它是大口径潜水电泵的主要结构型式。下泵式潜水电泵的机械密封位于出口水流高压区，扬程越高，此处水压力越高，所以机械密封的性能受到扬程的控制。

直流潜水泵的种类：1、 有刷直流水泵中科世纪科技2、 无刷直流水泵（电机式） 3、 无刷直流水泵（磁力驱动隔离式）(深圳市中科世纪科技)三种直流水泵的特点：1、 有刷直流水泵：潜水泵工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随着电机转动的换向器和电刷来完成，只要电机转动碳刷就会产生磨损，电脑水泵运行到一定的时候，碳刷磨损间隙变大，声音也会随之增大，连续运行几百小时之后碳刷就不能起到换向的作用了。 优点：价格低廉。 2、 无刷电机式直流水泵：电机式无刷直流水泵是采用无刷直流电机加上叶轮之后组成的。电机的轴与叶轮连在一起，水泵的定子和转子之间是有间隙的，使用时间长了水会渗透进入电机里面电机很容易烧坏。 优点：无刷直流电机已标准化，有专门的厂家大批生产，成本比较低，效率高。 3、（中科世纪水泵） 无刷直流磁力驱动水泵：无刷直流水泵采用了电子组件换向，无需使用碳刷换向，采用高性能耐磨陶瓷轴及陶瓷轴套，轴套通过注塑与磁铁连成整体也就避免了磨损，因此无刷直流磁力式水泵的寿命大大增强了。磁力隔离式水泵的定子部分和转子部分完全隔离，定子和电路板部分采用环氧树脂灌封，100%防水，转子部分采用永磁磁铁，水泵机身采用环保材料，噪音低，体积小，性能稳定。可以通过定子的绕线调节各种所需的参数，可以宽电压运行。 优点：寿命长，噪音低可达35dB以下，可用于热水循环。电机的定子和电路板部分采用环氧树脂灌封并与转子完全隔离，可以水下安装而且完全防水，水泵的轴心采用高性能陶瓷轴，精度高，抗震性好。无刷电机与有刷电机之差异(1)换向时不易产生高温之电弧及金属屑。 　(2)电气噪声少，可靠度高、寿命长且易高速化。 　(3)低电压、起动快、易控制。 　(4)制造容易、体积小。 (5)可适用于高温环境下且维修费低。 　(6)在电刷部分不产生碳粉、油雾等之污垢。 　(7)不产生电气之噪声(不产生电波干扰) 。 　(8)不产生火花。 　

井用潜水泵是电机与水泵直联，体潜入水中工作的提水机具，它适用于从深井提取地下水，也可用于河流、水库、水渠等提水工程：主要用于农田灌溉及高原山区的人畜用水，亦可供城市、工厂、铁路、矿山、工地供排水使用。

井用潜水泵特点

1、电机、水泵，潜入水中运行，安全可靠。

2、对井管、扬水管无特殊要求（即：钢管井、灰管井、土井等均可使用）。

3、安装、使用、维护方便简单，占地面积小、不需要建造泵房。

结构简单，节约原材料。

4、潜水电泵使用的条件是否合适，管理得当与使用寿命有直接的关系。 磁悬浮潜水电泵它实现了世界潜水电泵领域重大突破,有效解决了传统潜水电泵的种种弊端：如转换效率偏低、耗电过高、扬程受限、轴承易损、检修频繁等。广泛应用于工矿企业的供排水、农田灌溉及高原、山区供水等领域。

磁悬浮潜水电泵它以独有的专利技术改变了潜水电泵的制造工艺,转换效率达到令人震惊的新水平，创造了巨大节能降耗效益。

磁悬浮潜水电泵解决了制约世界潜水电泵领域发展的轴向力问题，潜水电泵的扬程有了突破性提高，填补了超高扬程(单机扬程设计到上千米)和超大流量(高承载)潜水电泵的市场空白；扬程、流量曲线趋于平缓。其转换效率、单机最高扬程均居世界领先地位。

磁悬浮潜水电泵是新一代潜水电泵，它实现了立轴磁悬浮(在不同工况下保持高效率)、不磨损，使用时间及检修周期延长数倍，省去频繁的定期检修工作，可连续运转数万小时，节省维修、检修费用。 产品简介

WQ系列潜水排污泵是消化、吸收国外同类产品先进技术的基础上研制成功的，具有高效、防缠绕、无堵塞、自动耦合、高可靠性和自动控制等优点，在排送固体颗粒及长纤维垃圾方面，具有独特功能。

该系列泵排出水口径为50∽600mm，流量10~7000立方米/h,扬程为5∽60m,功率为1.5~315KW,通过固体颗粒直径为20~145mm。

用途及特点

WQ系列潜水排污泵主要用于市政工程、工业、医院、建筑、宾馆、饭店等行业。用于排送带固体及各种长纤维的淤泥、废水、城市生活污水（包括有腐蚀性、侵蚀性介质的场合）。

WQ系列潜水排污泵体积小、结构紧凑、效率高、可以根据用户要求进行水位自动控制，并备有自动保护装置及控制柜，双导轨自动安装系统等。

使用条件

1、 电机额定电压380V，频率50HZ三相交流电源。

2、输送介质温度不超过40oC。

3、输送液体介质PH值为 4-10。

4、输送介质中固相物容积比在2%以下。

5、输送介质密度小于1.2×103Kg/立方米

结构特点

WQ系列潜水排污泵结构紧凑，并设置了各种状态显示，保护装置，使得泵运行安全、可靠。

1、 独特的电缆密封设计，排除了电缆漏水的隐患。

2、 定子采用F级绝缘，装有热保护元件。

3、 18.5KW以上泵采用外循环水自动冷却，保证电泵在最低水位状态下安全运行。

4、 电机腔下底部装有浮子开关，对电机侧机械密封实施监护。

5、 在泵与电机的油室上端装有油水探头，对水泵侧机械密封实施监护，一旦漏水，控制系统将报警保护。

6、 波纹管式双端面机械密封，密封材料为碳化钨、碳化硅及硬质合金，防止水进入电机，保证电机安全可靠运转。

7、 副叶轮用于平衡机械密封外部压力，防止水进入油室，从而延长电泵的使用寿命。

8、 叶轮设计独特，大流道能够通过长纤维及污物，抗堵塞、防缠绕、过流能力强。

9、 叶轮与蜗壳下端之间装有可更换的耐磨套，保持泵以最佳效率运行。

叶轮设计特点

为保证污物的顺利通过，必须加大叶轮过流面宽度，对于大泵，可采用双叶片、三叶片式；对于小泵，则采用单（双）流道形式，它类似于一截面大小相同的弯管，又非常好的过流特性。避免了水流在低速情况下可能造成的堵塞、缠绕。这种独特设计的叶轮流道，配合合理的蜗室，使污水中的纸、纺织物、垃圾袋及其它物料能自由通过。叶轮经过动、静平衡，使泵在空载试运转和带负荷过程中均不产生振动。

安装与使用

潜水排污泵，机泵同轴，结构紧凑，效率高，安装维护方便，运行经济，适应性强，其安装方式有移动式安装和固定式安装，固定式安装又分为自动耦合安装与固定干式安装，移动式安装又叫自由式安装。

泵按结构的分类及工作原理

泵的分类

水泵的标准所牵涉的产品种类也非常多，有离心泵、计量泵、螺杆泵、往复泵、水轮泵、潜水泵、油泵、清水泵、试压泵、旋涡泵、低温泵、真空泵、罗茨泵、分子泵、齿轮泵、泥浆泵、耐腐蚀泵、深井泵、水环泵、混流泵、轴流泵、锅炉给水泵、液下泵、注水泵、化工流程泵、不堵式泵、无泄漏泵、塑料泵、消防泵等等，还有很多。其名称有些是按泵的常规分类方法划分的如叶片泵、容积泵等，有些则是按用途划分的如污水泵、卫生泵等，有些名称则比较随意如扩散泵、液氮泵等。只要有此类产品的生产，有制定标准的需求，通过一定的申请、批准手续就可能产生一个新的标准，但有时内容也有相当的交叉、重复。就国内和国外的标准而言，则国内的标准数量多于国外的标准。总的来说，像离心泵这样应用广泛，产品生产历史长久的泵类标准比较多（离心泵相关标准的总数达到100多个），而像无泄漏泵这种迅速发展起来的新型泵类标准则比较少。现着重介绍泵按结构的分类及工作原理

(一)容积式

分类 往复式 回转式

基本原理 借活塞在汽缸内的往复作用使缸内容积反复变化，以吸入和排出流体 机壳内的转子或转动部件旋转时，转子与机壳之间的工作容积发生变化，借以吸入和排出流体 ，如：活塞泵 齿轮泵，螺杆泵

(二)叶片式

叶片式泵与风机的主要结构是可旋转、带叶片的叶轮和固定的机壳。通过叶轮旋转对流体作功，从而使流体获得能量。

根据流体的流动情况，可将它们再分为下列数种：

分类 离心式 轴流式 混流式 贯流式

基本原理 叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量 旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能和动能 离心式和轴流式的混合体 原理同离心式

，如：中央空调用离心风机 中央空调或冷库用轴流式送水泵 混流送水泵 家用空调室内风机

泵与风机的工作原理

一、 离心式泵与风机的工作原理

叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。叶轮装在一个螺旋形的外壳内，当叶轮旋转时，流体轴向流入，然后转90度进入叶轮流道并径向流出。叶轮连续旋转，在叶轮入口处不断形成真空，从而使流体连续不断地被泵吸入和排出。

二．轴流式泵与风机工作原理

旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能和动能，叶轮安装在圆筒形(风机为圆锥形)泵壳内,当叶轮旋转时，流体轴向流入，在叶片叶道内获得能量后，沿轴向流出。轴流式泵与风机适用于大流量、低压力，制冷系统中常用作循环水泵及送引风机。

三． 贯流式风机的工作原理

由于空气调节技术的发展，要求有一种小风量、低噪声、压头适当和在安装上便于与建筑物相配合的小型风机。贯流式风机就是适应这种要求的新型风机。

贯流式风机的主要特点如下：

(一)叶轮一般是多叶式前向叶型，但两个端面是封闭的。

(二)叶轮的宽度b没有限制，当宽度加大时．流量也增加。

(三)贯流式风机不像离心式风机是在机壳侧板上开口使气流轴向进入凤机，而是将机壳部分地敞开使气流直接径向进入风机。气流横穿叶片两次。某些贯流式风机在叶轮内缘加设不动的导流叶片，以改善气流状态。

(四)在性能上，贯流式风机的全压系数较大． 性能曲线是驼蜂型的，效率较低，一般约为30％一50％。

(五)进风口与出风口都是矩形的，易与建筑物相配合。贯流式风机至今还存在许多问题有待解决。特别是各部分的几何形状对其性能有重大影响。不完善的结构甚至完全不能工作，但小型的贯流式风机的使用范围正在稳步扩大。

四、 其他常用泵

1、往复泵的工作原理

利用偏心轴的转动通过连杆装置带动活塞的运动，将轴的圆周转动转化为活塞的往复运动。活塞不断往复运动，泵的吸水与压水过程就连续不断地交替进行。

2、水环式真空泵的工作原理

水环式真空泵叶片的叶轮偏心地装在圆柱形泵壳内。泵内注入一定量的水。叶轮旋转时，将水甩至泵壳形成一个水环，环的内表面与叶轮轮毂相切。由于泵壳与叶轮不同心，右半轮毂与水环间的进气空间4逐渐扩大，从而形成真空，使气体经进气管进入泵内进气空间。随后气体进入左半部，由于毂环之间容积被逐渐压缩而增高了压强，于是气体经排气空间及排气管被排至泵外。

3、罗茨真空泵工作原理

罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内，再经排气口排出。由于吸气后v0空间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和膨胀。 但当转子顶部转过排气口边缘，v0空间与排气侧相通时，由于排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲到空间v0中去，使气体压强突然增高。当转子继续转动时，气体排出泵外。

一般来说，罗茨泵具有以下特点：

在较宽的压强范围内有较大的抽速；

●起动快，能立即工作；

●对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感；

●转子不必润滑，泵腔内无油；

●振动小，转子动平衡条件较好，没有排气阀；

●驱动功率小，机械摩擦损失小；

●结构紧凑，占地面积小；

●运转维护费用低。

因此，罗茨泵在冶金、石油化工、造纸、食品、电子工业部门得到广泛的应用。

4、旋片式真空泵工作原理

旋片式真空泵（简称旋片泵）是一种油封式机械真空泵。其工作压强范围为101325~1.33×10-2（Pa）属于低真空泵。它可以单独使用，也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。它已广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等生产和科研部门。

旋片泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。在旋片泵的腔内偏心地安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很小的间隙），转子槽内装有带弹簧的二个旋片。旋转时，靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触，转子旋转带动旋片沿泵腔内壁滑动。

两个旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分隔成A、B、C三部分。当转子按箭头方向旋转时，与吸气口相通的空间A 的容积是逐渐增大的，正处于吸气过程。而与排气口相通的空间C的容积是逐渐缩小的，正处于排气过程。居中的空间B的容积也是逐渐减小的，正处于压缩过程。由于空间A的容积是逐渐增大（即膨胀），气体压强降低，泵的入口处外部气体压强大于空间A内的压强，因此将气体吸入。当空间A与吸气口隔绝时，即转至空间B的位置，气体开始被压缩，容积逐渐缩小，最后与排气口相通。当被压缩气体超过排气压强时，排气阀被压缩气体推开，气体穿过油箱内的油层排至大气中。由泵的连续运转，达到连续抽气的目的。如果排出的气体通过气道而转入另一级（低真空级），由低真空级抽走，再经低真空级压缩后排至大气中，即组成了双级泵。这时总的压缩比由两级来负担，因而提高了极限真空度。

5、齿轮泵工作原理

齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，如图所示，齿轮主动轮固定在主动轴上，轴的一端伸出壳外由原动机驱动，另一个齿轮从动轮装在另一个轴上，齿轮旋转时，液体沿吸油管进入到吸入空间，沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合(齿与齿啮合前)，然后进入压油管排出。

6、螺杆泵工作原理

螺杆泵乃是一种利用螺杆相互啮合来吸入和排出液体的回转式泵。螺杆泵的转子由主动螺杆(可以是一根，也可有两根或三根)和从动螺杆组成。主动螺杆与从动螺杆做相反方向转动，螺纹相互啮合，流体从吸入口进入，被螺旋轴向前推进增压至排出口。此泵适用于高压力、小流量。制冷系统中常用作输送轴承润滑油及调速器用油的油泵。

7．喷射泵工作原理

将高压的工作流体，由压力管送入工作喷嘴，经喷嘴后压能变成高速动能，将喷嘴外围的液体(或气体)带走。此时因喷嘴出口形成高速使扩散室的喉部吸入室造成真空，从而使被抽吸流体不断进入与工作流体混合，然后通过扩散室将压力稍升高输送出去。由于工作流体连续喷射，吸入室继续保持真空，于是得以不断地抽吸和排出流体。工作流体可以为高压蒸汽，也可为高压水，前者称为蒸汽喷射泵，后者称为射水抽气器。这种泵在制冷系统中较为少见。

8气动隔膜泵工作原理：以压缩空气为驱动的动力，属于由膜片往复动作造成容积变化的容积泵；气动隔膜泵有两个对称的工作腔，腔内分别装有靠连杆连接的弹性隔膜；压缩空气在气阀引导下进入一端腔体内推动隔膜压出物料腔的物料，同时连杆带动另一端隔膜同方向运动，气动隔膜泵腔内的空气从排气口排出，同时物料腔吸入物料；当气动隔膜泵中间体的活塞至行程终点时，配气阀自动引导压缩空气进入另一端隔膜腔，推动隔膜朝反方向运动；由此两个隔膜的同步往复动作。气动隔膜泵的物料腔分别设置了单向球阀，由于隔膜往复动作造成物料腔的容积改变，强制单向球阀交替开启或关闭运动迫使物料不断排出。

气动隔膜泵原理可简单理解为：在压缩空气驱动下依靠双隔膜一吸一排，完成物料的输送；正是气动隔膜泵原理简单，所以得到广泛使用。从上图也可清楚看出气动隔膜泵结构，但也得益这种看似简单的气动隔膜泵结构，维护工作也那么的简单。

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水泵的启动方式：直接启动、星三角启动、电抗启动、软启动、降压启动、变频启动。

1、直接启动一般适合小功率的电机，一般只在15kw以下的泵上使用，价格便宜；

2、降压启动是星—三角转换启动，就是启动是分两次加速才达到额定转速的，一般在18.5kw以上的泵上使用，价格适中；

3、软启动是逐渐增加到额定转速的，对泵的冲击很小，价格比较高，一般是降压启动的3倍；

4、最高级的是变频启动，除了有软启动的优点外，还可以设定在任意转速工作，对节能降耗有显著效果。

软启动的优点：

1、使电动机的输出力矩满足机械系统对起动力矩的要求，保证平滑加速，平滑过渡，避免破坏性力矩冲击；

2、使起动电流满足电动机承受能力的要求，避免电动机起动发热造成绝缘破坏或烧毁；

3、使起动电流满足电网电能质量相关标准要求，减少电压暂降幅度，减少高次谐波含量等。