长沙迪沃大流量便携式防洪抢险泵的开发与应用

    近年来,由于受极端气候条件的影响,我国各大流域地区重大洪涝灾害频发,各地的防洪抢险应急处置能力也面临严峻的考验。大流量潜水泵是防洪抢险排涝作业的重要关键性设备。目前国内应用于防洪抢险的传统型大流量潜水泵,当流量在1000m³/h、扬程10m时,泵体质量达到800kg左右,需要专门的随车起重运输车将防洪抢险泵拖运至抢险作业地点附近,然后再用吊车或挖掘机机等工程设备将水泵吊起,布置在需抢险排涝的区域中才能进行应急排涝作业。当洪涝灾害事故突发时,若专用的吊装工程机械设备短缺,运输车又无法直接抵近事故发生地点附近时,如果用于排涝抢险作业的潜水泵泵体过于沉重,无法通过人工搬运并布置在事发地点,往往会耽误抗洪抢险应急救援工作的开展,造成巨大的经济损失和严重的负面社会影响。

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长沙迪沃大流量便携式排水泵外观图

    长沙迪沃大流量便携式防洪抢险泵成套设备,是长沙迪沃机械科技有限公司近年来开发并推向市场的一种优质高效防洪抢险应急排水设备,该新型潜水泵有效地解决了传统型潜水泵泵体沉重,不便于运输和布置作业的难题,开始在全国各地防洪抢险应急作业中推广应用。

    便携式整体创新设计

    针对传统型大流量潜水泵整体质量过大、运输布置不便、人力无法搬动的显著弱点,长沙迪沃机械科技有限公司在研发新型大流量便携式防洪抢险泵时,主要从以下几个方面进行突破性的创新设计。

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长沙迪沃大流量便携式排水泵成套设备结构示意图

    1)电机部分:采用永磁变频电机技术,有效降低电机部分重量。电机转子部分采用高磁性永磁体,减轻转子重量。采用高功率密度电机技术设计,电机功率因数高预计可以达到0.95,极大的减轻了电机重量,常规电机45kW为200kg以上,经过优化设计后45kW 永磁变频电机为51kg。

    2)水力部分:采用高效水力模型,水泵效率高,通过能力强,配套电机功率小。高比转速的水力模型,只有常规水力模型1/3的体积情况下,能够有效的将电机的机械能转化为压力能和速度能,通过能力较普通潜水电泵更强,从而实现了大流量的输出。高效导叶体模型如图1所示,高效叶轮模型如图2所示。

    3)结构部分:结构件采用高强度铸造铝合金制造,大幅降低零件重量。电机外壳、进水段和导叶体采用高强度铸造铝合金,该高强度铸造铝合金兼有较高的强度和良好的铸造工艺性能及耐磨性能,高强度铸造铝合金力学性能和普通铸钢差不多,但铝合金密度为2.81g/cm³,普通铸钢密度为7.85g/cm³,这样进一步减少了水泵的重量。

    通过上述几项重点创新设计,经过反复试验,最终研发出了流量1000m³/h、扬程10m的大流量便携式防洪泵,单泵质量仅为120kg,相比传统型同参数等级的水泵质量(800kg)减轻了680kg。如图3所示。

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长沙迪沃大流量便携式排水泵设备运往作业测试现场

    快速机动部署辅助设计

    为实现大流量便携式防洪抢险泵的快捷调度,单泵特制可拆卸式多工况水泵托架,水泵托架本体采用不锈钢方管焊接形式,分为三个部分,各部分通过螺栓连接,配备标准浮圈,在防洪抢险中,可将水泵与水泵托架连接好,作为单个排水单元使用,不需拆卸。

    水泵托架质量为22kg,加上水泵和两个浮圈的质量,水泵成套设备总重量157kg,只需2~4人即可抬起搬运,托架底部设置2块滑板,在沙地、泥泞湿地和水里可1个人拖运,这样可以不需要借助吊具实现人力帮运,抢险作业人员可以到达的地方水泵就可以到达并快速布置作业。单个浮圈的浮力为70kg,2个浮圈通过托架与水泵固定在一起,最上面的浮圈通过绳子和挂钩固定在已固定好的浮圈上,可自由控制水泵的入水浸没深度,从而达到最佳的工作状态。水泵成套设备如图6所示。

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长沙迪沃大流量便携式排水泵设备现场排水测试实景图

    产品整体性能优势显著

    长沙迪沃大流量便携式防洪抢险泵的成功研制,实现了传统大流量潜水泵在整体质量和排水性能等方面技术瓶颈上的重大突破,将大流量与便携性这两种特性有机结合,为艰险恶劣的防洪抢险应急排水作业提供了实用的成套解决方案,极大地提高了防洪排涝抢险的工作效率,为确保最佳的抢险时机和抢险成功提供了可靠的技术和设备保障。

    长沙迪沃大流量便携式防洪抢险泵的开发研制,有效地破解了现有防洪抢险应急排水作业中遇到的亟待解决的实际问题,该产品已在湖南省浏阳河及附近多处河流及水库进行了防洪抢险排水作业综合性能测试,实际测试效果达到了产品设计的预期性能指标。实际应用测试作业表明,该产品作业高效可靠、安全环保,应用领域广,其综合性能得到了水利、市政等相关部门专业人士的认可和青睐,未来推广应用前景广阔。(通讯员 周维 蔡铖

    注:本文刊载于《市政技术》2017年第3期,第4、5页。