潜水泵起升保护装置结构及原理

任传逢 陈延旭 张秀芹

摘要    介绍了潜水泵起升保护装置的研制背景、设计思路，阐述了该装置的结构形式及工作原理，分析了该装置的经济效益，以期为该装置的应用提供参考。

关键词    潜水泵;提升保护装置;结构;原理

中图分类号    TH38        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）20-0155-01                                                                                     开放科學（资源服务）标识码（OSID）

随着农业机械化程度的不断提高，农田作业已基本实现全程机械化。丰县位于江苏省西北部，是一个典型的农作物大县，属江苏省用水末梢地区，农田灌溉用长江水需要用13级提水才能到达，属严重缺水地区。多年来，丰县农民一直采用井水灌溉，机械一直延用潜水电泵抽水才能完成。农用潜水泵重量大约为60 kg，下潜深度为25 m左右。现阶段，农村在外务工人员较多，留守的多是老弱病残人员。这样以来，就给农田灌溉使用的潜水泵的安装起升带来一定难度。科学解决这一难题，有助于提高农田灌溉这一环节的机械化程度。

1    设计思路

潜水泵被广泛用于工业、农业及生活等方面。有些潜水泵的体积和重量较大，当设备需要安装、保养或维修时，从水中抬出很不方便。另外，将潜水泵潜在水底使用时，比如在鱼塘中使用，经常会吸到垃圾、杂草或植物，从而导致设备损坏而不能生产导致损失，费工、费时[1]。针对上述现有技术存在的问题，急待研制一种潜水泵起升及保护装置，方便潜水泵的起升及下降，同时也起到保护隔离的作用。

2    结构形式及工作原理

潜水泵起升保护装置的结构形式如图1所示。第一支柱竖直固定安装在水池岸边或深井旁，其侧表面安装遥控装置。横臂一端水平连接于第一支柱顶端，且可绕其顶部转动，另一端连接一定滑轮，横臂上端固定安装一电机。钢丝绳拉索通过电机驱动，由定滑轮向下连接所述隔离箱体顶盖部分，隔离箱体呈中空网状，顶盖可以打开。第二支柱竖直安装，顶端和横臂中间位置可拆卸固定连接，底端固定于水池底部。第一支柱的一侧面从上到下设置有平行于其轴线的凹槽轨道，从凹槽轨道中部往下至底端设有可起到限位功能的滑槽。隔离箱体侧面装有滚轮，滚轮可以在凹槽轨道和滑槽中上下滚动，且滚入滑槽中可被限位固定，仅可以上下滚动。潜水泵固定于隔离箱体中。

钢丝绳拉索末端可连接一不锈钢弹簧挂钩，可拆卸，与隔离箱体顶盖上的圆环连接，不锈钢弹簧挂钩可封闭，和顶盖上的圆环相连，目的是在隔离箱体完全落地后，钢丝绳拉索不处于紧绷状态时不锈钢弹簧挂钩不会从圆环上脱落。

隔离箱体远离第二支柱一侧设置一过滤装置，且和潜水泵入水口相连通。过滤装置可以为过滤网，过滤网可过滤水中体积较大的杂质，且过滤装置可以定时更换。隔离箱体为铁丝制成的中空网状，将隔离箱体设计成铁丝笼子的形状是实用新型的最优方案，并用铁丝将潜水泵固定于隔离箱体上，且需保证隔离箱体的强度。

第二支柱顶端面两侧平行于横臂方向铰接两隔板，两隔板上相同位置有通孔，横臂所对应的位置也有一通孔，可用螺栓将其三者连接，且可拆卸，用螺栓穿过两侧的隔板和横臂上的通孔，然后用螺母在另一侧拧紧，即可将第二支柱和横臂固定。

隔离箱体的底部安装有支腿，可抬高距离水池底部的距离。水池底部，尤其是鱼塘类的水池，底部一般淤泥较多，若将潜水泵直接放在水池底部，淤泥、泥沙等杂质易堵塞在潜水泵周围，对其吸水有较大影响。因此，将潜水泵抬高，可避免此种情况发生。

本装置在使用前，打开隔离箱体顶盖，将潜水泵固定在隔离箱体内部，盖上之后将不锈钢弹簧挂钩钩在顶盖圆环上，利用第一支柱的遥控装置将隔离箱体抬高，同时将横臂移动至第二支柱顶端位置，将第二支柱顶端铰接的隔板竖立，用螺栓将其固定住，再利用遥控装置将隔离箱体侧面滚轮卡入第二支柱侧面的凹槽轨道中，缓慢下降，滚轮卡入滑槽中，隔离箱体被限位固定，尽可以上下滚动，继续下降，直至支腿到达水池底部。需要更换过滤装置或维修保养的时候再将隔离箱体升起，解除横臂和第二支柱顶端的固定，再用遥控装置将横臂移至岸边，进行保养及维修操作，方便快捷。

全自动电气控制装置包括漏电断路器、交流接触器、电动机综合保护器、三相交流电动机、停止按钮、启动按钮、中间继电器、电源指示灯、过载指示灯、断水指示灯、运行指示灯、第一熔断器、第二熔断器和全自动水位控制器[1-3]。全自动水位控制器实时监测水池水位，通过交流接触器自动控制潜水泵工作，漏电断路器、第一熔断器、第二熔断器和电动机综合保护器用于保护电路在出现漏电、短路、失压、欠压、缺相、过载、过流、缺水等不正常情况下免受损坏。本装置具有全自动控制的潜水泵工作，实现了无人值守，提高了经济效益;安装方便，适用性强。

3    经济效益

本装置从根本上改变了深井潜水泵在提升和下放过程中原来完全依靠人力的状态，极大地降低了劳动强度，提高了生产效率，提高了操作过程的安全性[4]。

4    参考文献

[1] 魏清顺.导流器结构参数变化对井用潜水泵性能影响研究[D].太原：太原理工大学，2018.

[2] 孟嘉嘉.多级井用潜水泵的优化设计[D].杭州：浙江理工大学，2012.

[3] 刘荣华.潜水泵装置水力特性及优化设计研究[D].扬州：扬州大学，2010.

[4] 魏清顺.潜水泵导流器的特性及提高泵性能的研究[D].兰州：兰州理工大学，2008.