移動式水泵機(jī)組的選擇和實用

魯文輝

摘 ? ?要：移動式水泵機(jī)組在實際應(yīng)用的過程中有著良好的應(yīng)用效果，文章分析了對其的選擇以及實際應(yīng)用過程。

關(guān)鍵詞：移動式;水泵機(jī)組;選擇與應(yīng)用

1 ? 前言

移動式水泵機(jī)組在現(xiàn)實生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用范圍，因此實際設(shè)計的過程中其選擇和應(yīng)用也具有著重要的意義，文章就此展開分析。

2 ?有關(guān)背景

近年來，隨著人口的不斷增長，世界糧食問題日益突出，為了進(jìn)一步提高農(nóng)作物產(chǎn)量和實現(xiàn)有限水資源的合理利用，農(nóng)業(yè)灌溉越來越受到重視，水泵灌溉機(jī)組也越來越得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)驅(qū)動方式，水泵灌溉機(jī)組主要有電機(jī)驅(qū)動和柴油機(jī)驅(qū)動兩種，其他驅(qū)動方式（例如人力驅(qū)動等）現(xiàn)已較少應(yīng)用。由于不受電力能源和電網(wǎng)的限制，柴油機(jī)驅(qū)動的水泵灌溉機(jī)組在我國和其他一些發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)灌溉中應(yīng)用十分廣泛。其中，移動式水泵灌溉機(jī)組整體可以靈活移動，能在不同場地進(jìn)行作業(yè)，使用方便，因而最受歡迎。小型移動式水泵灌溉機(jī)組比較常見，這些機(jī)組的流量通常小于200m3/h，配套柴油機(jī)為單缸機(jī)，功率較小，僅能用于小面積灌溉，而且移動靈活，維修方便。移動方式主要有手抬式和手推式兩種。為適應(yīng)農(nóng)業(yè)較大灌溉流量的需求，大中型移動式水泵灌溉機(jī)組的設(shè)計開發(fā)方興未艾，目前，移動方式為牽引式或浮船式的大中型機(jī)組已逐步得到應(yīng)用。

3 ?水泵設(shè)計

為滿足機(jī)組使用要求和提高水泵使用壽命，對IS200-200-250型單級單吸離心泵進(jìn)行可靠性設(shè)計，從水泵結(jié)構(gòu)方案選取和水力設(shè)計等方面入手，保證水泵使用性能。IS200-200-250型泵的主要技術(shù)參數(shù)：流量520m3/h、揚(yáng)程15m、效率77%、轉(zhuǎn)速1500r/min、配套柴油機(jī)功率37kW。該水泵屬于較大流量、較小揚(yáng)程的高轉(zhuǎn)速泵，行業(yè)上類似的水泵均采用蝸殼式混流泵結(jié)構(gòu)。通過結(jié)構(gòu)方案比較，考慮到移動式水泵灌溉機(jī)組的特殊性，設(shè)計時采用離心泵結(jié)構(gòu)。同混流泵結(jié)構(gòu)方案相比，離心泵的葉輪采用雙口環(huán)式，水泵軸向力能自動平衡，使IS200-200-250型泵具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量小、軸承受力小、使用壽命長以及檢修方便等優(yōu)點，適用于移動式水泵灌溉機(jī)組配套使用。為保證IS200-200-250型泵具有較大流量，在水力設(shè)計時采取加大壓出室喉部面積的方法，水泵出口直徑也隨之有所增加。

3.1 ?縱向排列

縱向排列，適用于IS、IR臥式單級單吸清水離心泵?？梢钥闯?，對于頂進(jìn)側(cè)出的水泵，縱向排列可保證吸水管順直狀態(tài)，使泵房的長度降低。縱向排列布置的特點是布置緊湊，跨度小，適宜布置單吸式ISW臥式管道離心泵;但電機(jī)散熱條件差，起重設(shè)備較難選擇。機(jī)組之間各部分尺寸應(yīng)符合下列要求。泵房大門要求通暢，既能容納最大的設(shè)備（水泵或電機(jī)），又有操作余地。其場地寬度一般用水管外壁和墻壁的凈距A值表示。A等于最大設(shè)備的寬度加1m，但不得小于2m。兩水泵機(jī)組基礎(chǔ)間通道的凈距或相鄰兩水泵機(jī)組突出基礎(chǔ)部分的凈距B值，當(dāng)電動機(jī)容量為20kW～55kW時，應(yīng)大于0.8m;電動機(jī)容量大于55kW時，不小于1.2m，保證工作人員能較為方便地通過。水管外壁與配電設(shè)備保持一定的安全操作距離C。當(dāng)為低壓配電設(shè)備時C值不小于1.5m，高壓配電設(shè)備C值不小于2m。水泵機(jī)組外形凸出部分與墻壁的凈距D，需滿足管道配件安裝及便于就地檢修水泵，電動機(jī)容量小于55kW時，D值不宜小于0.8m;電動機(jī)容量大于55kW時，D值不小于1.2m（如水泵外形不凸出基礎(chǔ)，D值則表示基礎(chǔ)與墻壁的距離）。電機(jī)外形凸出部分與墻壁的凈距E，應(yīng)保證電機(jī)轉(zhuǎn)子在檢修時能拆卸，并適當(dāng)留有余地，E值一般為電機(jī)軸長加0.5m，但不宜。小于3m，如電機(jī)外形不凸出基礎(chǔ)，則E值表示基礎(chǔ)與墻壁的凈距。水管外壁與相鄰機(jī)組的凸出部分凈距F不應(yīng)小于0.7m。如電機(jī)容量大于55kW時，F(xiàn)應(yīng)不小于lm。

3.2 ?橫向排列

橫向排列適用于側(cè)向進(jìn)、出水的水泵，如Sh型單級雙吸臥式離心泵。橫向排列雖然稍增加泵房的長度，但跨度可減小，進(jìn)出水管順直，水力條件好，節(jié)省電耗，故被廣泛采用。橫向排列的各部分尺寸應(yīng)符合下列要求。水泵凸出部分到墻壁的凈距A·與縱向排列的第一條要求相同，如水泵外形不凸出基礎(chǔ)，則Al表示基礎(chǔ)與墻壁的凈距。出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距Bl應(yīng)按水管配件的安裝要求決定，但考慮到水泵出水側(cè)是管理操作的主要通道，故81不宜小于3m。進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻壁的凈距D·，也應(yīng)根據(jù)管道配件的安裝要求決定，但不小于1m。電機(jī)凸出部分與配電設(shè)備的凈距，應(yīng)保證電機(jī)轉(zhuǎn)子在檢修時能拆卸，并保持一定安全距離，其值要求為Cl一電機(jī)軸長+0.5m。但是，低壓配電設(shè)備應(yīng)Cl≥1.5m;高壓配電設(shè)備Cl≥2.0m。水泵基礎(chǔ)之間的凈距與El要求相同，即El-Cl。如果電機(jī)和水泵凸出基礎(chǔ)，E1值表示為凸出部分的凈距。為了減小泵房的跨度，也可考慮將吸、壓水管上閥門設(shè)置在泵房外面的閥門井中。當(dāng)泵房中機(jī)組數(shù)量較多，一般在6臺以上時，為了降低泵站建筑面積，節(jié)省造價，可采用橫向雙行排列布置形式。機(jī)組較多的圓形取水泵站中多采用這種布置方式，可節(jié)省較多的基建造價。這種布置方式機(jī)組緊湊，節(jié)省建筑面積，但泵房跨度大，起重設(shè)備需要考慮采用橋式行車。

4 ?底座車設(shè)計

底座車的功能直接影響到整個機(jī)組的復(fù)雜程度，設(shè)計時首先進(jìn)行功能分析，確定底座車必須具備的相應(yīng)功能。牢固連接水泵、柴油機(jī)和油箱等設(shè)備。能在外力（拖拉機(jī)、汽車等）牽引下靈活移動和轉(zhuǎn)向。機(jī)組工作時提供可靠的支撐與固定。DZC2110×680型底座車的設(shè)計原則是以盡量簡單的設(shè)計來滿足功能需要。車架采用型鋼焊接，強(qiáng)度較高。與水泵、柴油機(jī)和油箱等采用螺栓連接，并且均安裝平墊圈和彈簧墊圈以防止松動。底座車帶有2個可以適應(yīng)各種惡劣工況的鋼輪，鋼輪與車軸之間采用免維護(hù)的雙列球軸承（3210A-2RS）連接，移動、轉(zhuǎn)向靈活。底座車兩端設(shè)有多用途鋼制牽引腳，牽引腳可以在水平向外、水平向內(nèi)和垂直向下3種位置進(jìn)行切換和固定。牽引腳的獨特設(shè)計使機(jī)組可以根據(jù)需要進(jìn)行雙向牽引，當(dāng)機(jī)組需要向某一側(cè)移動時，調(diào)整該側(cè)牽引腳水平向外，另一側(cè)牽引腳水平向內(nèi)，然后將水平向外的牽引腳與牽引機(jī)械連接即可。機(jī)組工作時，調(diào)整兩側(cè)牽引腳垂直向下，即可為機(jī)組提供可靠的支撐與固定。對成套機(jī)組來說，設(shè)備的整體布局較關(guān)鍵，通過合理布局可減小機(jī)組體積和提高機(jī)組移動的穩(wěn)定性和靈活性。常規(guī)設(shè)備布局法是按水泵、柴油機(jī)和油箱等順序布置機(jī)組長度約為2620mm。為盡量減小機(jī)組體積，設(shè)計時對油箱采取立體布局方案，將其放置在水泵及柴油機(jī)聯(lián)軸器上方，并通過支架固定在底座車上。這樣，在沒有增加機(jī)組高度的情況下，IS-520-15型移動式水泵灌溉機(jī)組長度縮短為2110mm，縮短了近20%。

5 ?結(jié)束語

現(xiàn)在移動式水泵有了越來廣泛的應(yīng)用范圍，文章分析了實際應(yīng)用的過程中如何對其進(jìn)行選擇，以及應(yīng)用效果。

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