g密封和1问题的提出高唐县地处黄河下游冲积平原、位山引黄灌区的下游，农田灌溉以引黄灌和井灌为主。随着工农业生产的迅速发展，生产、生活用水量急剧增加，黄河水资源日趋紧张，只能走“以井保丰、引黄补源”的路子。但是，由于近年来连年干旱，黄河断流次数、天数不断增加，导致地下水严重超采，地下水位持续下降，井灌提水日趋困难，许多离心泵吸程达不到要求，促使其不断下卧，有的甚至不能使用，作为低水位井灌提水有效的工具一潜水电泵，由于价格昂贵，安装拆卸繁琐，影响了广大农民群众购买使用该泵的积极性。

　　针对这一实际情况，高唐县水务局1996年在山东省水利厅的直接指导和帮助下，成立了无管潜水电泵项目攻关小组，研究自动密封技术，试制自动密封无管潜水电泵。试制完全达到了预期的设计目标，经抽样检测，高唐县水务局生产的QSB80- 22/2―7.5和QSB65―18―5.5两个型号的自动密封无管潜水电泵全部符合《中华人民共和国机械行业标准》（JB/TB092― 96）质量标准，合格率达到100. 2密封结构设计原理自动密封无管潜水电泵结构该电泵主要包括潜水电机、泵体、密封装置，及吊环、井出水口调节器、装卸装置等辅助部件。自动密封无管潜水电泵结构位置见水泵使用状态立面图，如所示。

　　2.密封装置结构该泵密封装置结构由泵室、泵室侧壁导流孔和环形橡胶密封胎共同组成，在泵室侧壁上有与泵室内腔通联的环形弹性橡胶密封胎；环形橡胶密封胎的刚性上体、下体外周带有环形凹槽与橡胶胎的环形凸台配合，由弹簧挤压密封；环形弹性橡胶密封胎经泵室侧壁上的导流孔与泵室内腔相联；导流孔为6个，均匀分布在泵室侧壁上；导流孔轴线与泵室内叶轮外周轮2.密封原理自动密封无管潜水电泵安装完毕后，环形橡胶密封胎处于自然状态，其中的空气被水挤压沿泵室上面的出水口排出。开动电机后，泵的水平叶轮转动，泵室中的水由于叶轮水平离心力，形成高压水，沿叶轮切线方向经导流孔直射环形密封胎，密封胎充水膨胀，迫使密封胎中壁接触；由于高压水沿叶轮切线方向顺导流孔轴线方向射向环形密封胎，经过刚性上体、下体之间的导流连接筋导流作用，使泵室内的高压水对橡胶密封胎的垂直冲力大，即充水压力大，密封胎内外压差小，能量损耗小，形成了井泵之间的高效密封。橡胶密封胎的充水压力来源于泵室叶轮旋转产生的高压水的水平离心力，与泵的扬程基本相等，它无需人工操作，不需另外提供能源，密封过程不需再增加其他装置，也不存在复杂的机械传动和调控，完全靠本身的能源和密封装置自动地实现水密封；电机关闭后，泵室中高压水的水平离心力消失，橡胶密封胎的充水压力随之消失，并因其弹性回缩到开泵前的位置，井泵接触自动分离，在井管内的水泵又可以自由提升和下降。这样，随着泵的开启和关闭自动实现井泵之间的rightsreserved，http://www.cnki.net密封材料的确定选用密封胎的材料，必须具有高弹、较强的抗撕裂、抗拉等性能，橡胶材料正好具备这些特点。根据橡胶材料的回弹性、伸长率、变形、抗张强度、抗撕裂性等性能，通过对近30种橡胶性能对比，选取了天然橡胶和丁基橡胶作为基础材料，这两种材料按3：7的比例，经硫化加工，制成完全符合要求的密封胎材料。由于橡胶密封胎材料系经过精心选择和硫化加工过的，其具有了优良的耐磨性、抗撕裂性、抗张强度等性能。密封胎材料性能：抗伸强度8.5MPa扯断伸长率400，三倍拉伸永变力率<13；密封胎外观质量：胎身打裙<10mm，局部厚度不均匀<0.3mm，胶垫气泡直径<3mm，气泡个数<2个。

　　3自动密封无管潜水电泵的特点自动密封无管潜水电泵与普通潜水电泵比较，由于密封装置的高效、方便，省去了出水管，降低了潜水电泵总体成本，减少了管路输水损失；节省了电能，形成了真空井，产生负压，增大了井涌水量；操作简单易行，显著提高了工效。

　　密封装置水能传递的高效性在结构上，环形橡胶密封胎经泵室侧壁上的6个导流孔与泵室相通联，且导流孔均匀分布在水平旋转的叶轮对应泵室的侧壁上，导流孔的轴线正好与叶轮外周轮廓线相切，而刚性上体、下体之间的刚性导流连接筋为弧形，又正好与叶轮旋转时水的离心力方向一致，导流连接筋有6条，均匀分布，每两条导流连接筋之间正好对应一个导流孔。这样的结构保证了泵在启动过程中，高压水沿着叶轮切线方向，顺着导流孔轴线方向直射环形橡胶胎，使密封胎内外压差小，泵室内的高压水密封胎的垂直作用力大，水能传递效率高，密封装置的封闭性能佳。

　　3.密封和解除密封的自动性自动密封无管潜水电泵启动提水，泵室水由于叶轮旋转产生水平离心力，形成高压水，使密封胎充水产生充水压力，自动膨胀，形成井泵之间高效密封；泵停止，高压水消失，密封胎失去充水压九自动弹回原来位置。密封胎的膨胀、回缩是随着泵的启动、停止而自动产生的。

　　3.具有真空井特点自动密封无管潜水电泵提水时，由于橡胶密封胎充水膨胀，井泵紧密接触，成为一个完整的封闭系统。井水在密封装置以上，由于泵室叶轮轴向推力产生高压扬出E，密封装置以下由于抽水，形成真空，产生负压，形成低压吸入E，使井周围地下水向井中的渗透速度增大，井中水向上的压力变大，增加了井涌水量。

　　3.具有低水头损失特性该泵工作时井管代替了直径较小的出水管，管径变大，出水断面增大，减少了管路输水损失，装置的总水头损失比普通潜水电泵显著变小，形成低水头损失特性。

　　3.设备装卸简便易行为使水泵安装、拆卸方便，易于管理，专门设计了一套装有辘轳、呈四棱台形的装卸装置，辘轳上缠有钢丝绳，钢丝绳与自动密封无管潜水电泵吊环连接，利用辘轳自如升降电泵，减轻了安装、拆卸强度，极大地减少了人力和工时，潜水泵整个安装、拆卸过程完全可以由一人独立完成。同时，电泵提水时，装卸装置与密封胎共同作用，使水泵稳定。

　　4经济技术对比分析4.1与普通潜水电泵对比自动密封无管潜水电泵在结构上省去普通潜水电泵的出水管，加置了关键的密封装置和简单的装卸装置，与井配套使用，具有了真空井和低水头损失等特点，明显增大了井出水量，节约了电能、钢材，大幅度地降低了成本；并从繁重的安装、拆卸强度下解放出来，极大地提高了劳动工效。

　　经济分析（1）成本比较。自动密封无管潜水电泵与普通潜水电泵的成本对比见表1，其中，选用200QJ50-26/2型泵作为对比对象，水泵及其泵体价格以全国水泵行业指导价格为基数。通过比较可以看出，自动密封无管潜水电泵比普通潜水电泵降低成本1919元，占普通潜水电泵配套的42.表1自动密封无管潜水电泵与普通潜水电泵成本比较表部件名称潜水电泵价格自动密封无管潜水电泵价格主机（电机泵）电缆（3X 35元出水管（65mm）控制开关Qz20 70元橡胶密封胎30元井出水口调节弯管装卸装置45元合计注：表中数据缺少的部分，作为不需要部件。

　　（2）性能对比。通过与同型号的普通潜水电泵多次对比试验，分析对比水泵性能特性曲线，得出结论：自动密封无管潜水电泵比普通潜水电泵增加出水量20，节能10.通过走访这两种泵的用户了解到：自动密封无管潜水电泵比普通潜水电泵侯立柱，男，31岁，工程师（：2001―