1.国外水泵技术的现状。

国外工业发达国家的水泵行业起步较早,经过几个世纪的更新与发展,无论在技术、性能还是品种上都日趋完善。

泵传统产业的不断创新,近年来,化工、石油化工、电站、矿山和船舶等工业对泵的需求日益增长,促进了泵技术的发展。泵的品种规格繁多,并向大型化、高速化方向发展。今天,全人类提出可持续发展战略,泵产品更加强调了环保要求。随着新技术要求,国外作为传统产业的泵技术不断进步。20世纪初,首先在英国开发了无泄漏屏蔽泵;20世纪中期美国开发了高速部分流泵。高温、高压泵日益向大型化,高可靠性发展。特殊材料泵,如陶瓷泵、石墨泵、塑料泵以及锆、钛等贵重合金泵也应运而生。继而在水力设计、诱导轮研究、新材料、新工艺、CAD、CAM等方面有了更新发展。

2.标准化、系列化。
美、德、日等国家在长期的泵生产、使用中,建立了一整套完善的标准体系。以获得更高的效益。国外先进泵制造业,还体现在标准化、系列化、通用化、模块化、便于生产管理,便于用户维护。

3.机电一体化。
泵的无级调速,集中控制,各类温度传感器,压力传感器,模拟可视化,实时监控等机电一体化技术得到广泛的应用。

我国泵工业起步于20世纪初,由于多年战争劫难,基本处于停滞状态。新中国成立后,早期主要汲取前苏联泵技术,在当时的特定历史条件下推动了泵的发展。接着不少泵行业厂在农业排灌、电站、矿山、石油、化工及军工配套等方面研制出较高水平的新型泵.改革开放以来,伴随着中国经济的飞速发展,泵业也得到长足的发展。

1.我国泵产品。

图样的来源可分为联合设计、引进、自行开发等几种。

(1)联合设计产品。

以沈阳泵所为主的研究单位,20世纪60~80年代,组织有关泵厂进行了许多种泵的联合设计。如Y型油泵;3G型三螺杆泵等。这些产品当时都是国内的主导产品,至今仍在生产,但是有些产品的结构(造型)、性能指标比较落后,正逐步用新型产品替代。

(2)引进产品。

70年代末至80年代中期,中国就引进了国际先进泵技术20多项,如德国KSB公司高压锅给水泵、德国KSB公司船用离心泵、德国西门子公司水环真空泵等。引进技术的消化吸收,促进了中国泵技术发展,提高了泵行业的整体水平。

(3)自行开发产品。

如:AY油泵;ZJ渣浆泵;管道泵;直联离心泵;潜水排污泵;双吸泵;纸浆泵等。这些产品大部分通用化、标准化程度不高,性能也有待进一步提高。

2.关键泵产品从部分进口到现在基本全部国化。

由于引进产品和KSB等著名企业的进入,我国泵的生产能力显著提高。国民经济部门的主要关键用泵基本上都可以生产。例如:钢厂高压除磷泵;南水北调工程用大型调水泵;矿用大流量高扬程排水泵;电厂用烟气脱硫泵等。

3.以CAD为主的新技术广泛应用。

(1)泵的模具、叶片和重要零件开始用数控机床加工,从而可以提高泵的制造质量。

(2)泵水力设计与绘型软件逐渐代替人工计算和绘图。

(3)泵内流场计算近年计算流体动力学(Computa-tionalFluidDynamics),简称CFD问世,为流体机械流场计算提供了新的思路和手段。用CFD进行流场计算,首先要把计算区域画成三维实体,然后生成网格(GridGen-eration),再用商用CFD软件Fluent等进行计算。

(4)优化设计方法主要有以下几种方法:以优秀模型统计资料为基础的速度系数优化法;以水力损失最小为目标的损失极值优化法;以某一指标为目标函数的准则筛选优化法。

4.无堵塞泵和低比转速泵技术取得进展。

(1)我国自行总结出的无堵塞泵设计方法,基本达到实用程度,国内广泛使用设计方法主要包括:沿流道中线断面变化规律设计双流道叶轮;方格网保角变换方法设计螺旋离心式叶轮;根据叶轮外径、蜗室最大外径和喉部面积三要素设计旋流式叶轮。

(2)低比转速泵理论和设计的研究广泛而深入。无过载设计方法得到推广应用,采用长短叶片和短叶片偏置取得良好效果。

5.轴流泵模型达到国外同类模型的先进水平。2004年至2005年,全国有27个模型参加了水利部南水北调工程水泵模型天津同台测试。在本次试验中,模型比转速500~1500,基本覆盖了轴流泵的使用范围;和原模型相比,效率提高约2%,流量提高约5%。有7个模型的角度平均效率超过85%,已达到国外同类模型的先进水平。国家南水北调等重要工程的低扬程水泵,大部分将从这些模型中选用。

1.注意发现和开发新领域用泵。

泵是一种通用机械,应用非常广泛,而且新领域用泵不断出现。例如:心脏泵、喷水推进泵、计算机冷却泵、空调泵、导热油泵、油气混输泵、烟气脱硫泵、石油平台注水泵等。可能还存在着应当用泵的地方而没有用泵,新的用泵领域也会不断出现,这就需要我们注意发现并致力开发。

2.CFD、PIV等先进技术结合实际开展试验研究。

CFD等新技术的先进性,不可否认,现在各院校都有软件,都在进行计算,研究生50%以上的课题都与此有关。一项新技术从发展成熟有一个过程,目前应作为一种解决实际工程问题的辅助手段,与传统设计方法配合 使用。另外要尽量结合实际,否则就难以成熟和提高。开始阶段不要把题目选得过大,有的选一台泵从进口算到出口,一个泵站从进水池算到出水池,这样的计算结果难以判断。像渣浆泵的磨损部位、进水流道的旋涡部位等很适合用CFD和PIV技术进行研究。还有,一些大的泵厂应与有条件的院校合作开展这方面的研究工作。

3.重视关键技术和关键产品的研究与开发。

要提高泵的技术水平必须解决关键技术问题。例如:渣浆泵磨损机理的研究;高效斜流泵水力模型研究;自吸泵简化结构、提高效率的研究;便于检修的高效、大流量、高扬程矿山排水泵和输油泵的研究开发;新型船用泵的研究开发;大型烟气脱硫泵、煤液化用高温、高压泵的研究开发;屏蔽泵、磁力泵提高可靠性的研究;新型计量泵(隔膜泵)的研究开发;提高部分流泵效率的研究等。

目前国内工业泵市场普通产品供大于求,高水平、高质量的特殊产品供不应求,还需从国外进口,产品的水平与用户要求差距较大。产业结构和产品结构不合理的现象尤为明显,产品达到当代世界先进水平极少,大部分仅达到80年代末90年代初的水平,不能适应市场需求结构的变化。泵的技术发展是一个很大项目,我们应该通过引进国外先进技术、开展科研攻关、与外企合资合作等方式。通过不断的努力,提高产品的技术水平和质量。我们要把握泵行业的技术发展趋势,迎头赶上。