中國水泵行業技術的發展趨勢

　　緊緊跟(gen)隨中國水(shui)泵(beng)(beng)行(xing)業(ye)技術(shu)(shu)發展(zhan)(zhan)的(de)潮流，準確把握水(shui)泵(beng)(beng)技術(shu)(shu)的(de)發展(zhan)(zhan)趨(qu)勢(shi)(shi)是(shi)中國水(shui)泵(beng)(beng)企業(ye)成(cheng)長的(de)基(ji)礎(chu)。水(shui)泵(beng)(beng)技術(shu)(shu)的(de)發展(zhan)(zhan)一如其他產業(ye)的(de)發展(zhan)(zhan)一樣，是(shi)由(you)市(shi)場需求(qiu)的(de)推(tui)動取得的(de)。當今二十(shi)一世紀，以(yi)環保、電(dian)子等領域高(gao)科(ke)技發展(zhan)(zhan)及世界可持(chi)續發展(zhan)(zhan)為主所產生的(de)巨大需求(qiu)的(de)背景下(xia)，對于(yu)包括泵(beng)(beng)行(xing)業(ye)在內的(de)許多行(xing)業(ye)或(huo)領域都(dou)帶來了技術(shu)(shu)的(de)變革和飛速發展(zhan)(zhan)。中國水(shui)泵(beng)(beng)技術(shu)(shu)的(羹授de)發展(zhan)(zhan)趨(qu)勢(shi)(shi)，主要有以(yi)下(xia)幾點：

水泵產品的多元化

　　產品的生命力在于市場的需求。如今的市場需求正是要求產品有各自的特色特點，做到與眾不同；正是這一點，造就了泵產品的多元化趨勢。它的多元性主要體現在泵輸送介質的多樣性、產品結構的差異性和運行要求的不同性等幾個方面。

　　從輸送介質的多樣性來看，最早泵的輸送對象為單一的水及其它可流動的液體、氣體或漿體、以及固液混合物、氣液混合物、固液氣混合物，直至輸送活的物體如大豆、魚類等等。不同的輸送對象對于泵的內部結構要求均不同。

　　除了輸送對象對泵的結構有不同要求外，在泵的安裝形式、管道布置形式。維護維修等方面對泵的內在或外在的結構均提出新要求。同時，各個生產廠商，在結構的設計上又加人了各自企業的理念，要加提高了泵結構的多元化程度。

　　基于可(ke)持續發展和環保的(de)(de)(de)(de)總體背景(jing)，泵(beng)的(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing)環境對泵(beng)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)又(you)提出了眾(zhong)多的(de)(de)(de)(de)要求，如泄漏減少、噪聲振動降低、可(ke)靠(kao)性增加(jia)、壽命延長等均(jun)對泵(beng)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)提出了不(bu)同的(de)(de)(de)(de)側重(zhong)點或幾個著重(zhong)點并行(xing)(x芍碧ing)均(jun)需考慮，也必然(ran)形成泵(beng)的(de)(de)(de)(de)多元(yuan)化形式(shi)。

水泵產(chan)品的標準(zhun)化與(yu)模塊化

　　在(zai)(zai)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)出(chu)現(xian)(xian)多(duo)(duo)(duo)元(yuan)(yuan)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)同(tong)時，泵作為通(tong)用產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)，總體總量依(yi)舊巨(ju)大。在(zai)(zai)市(shi)場(chang)中(zhong)，除(chu)出(chu蒿荤)現(xian)(xian)技術性競爭外，產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)競爭尤(you)其是(shi)通(tong)用化(hua)(hua)(hua)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)競爭是(shi)必然趨(qu)勢。在(zai)(zai)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)出(chu)現(xian)(xian)多(duo)(duo)(duo)元(yuan)(yuan)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)趨(qu)勢下，要實(shi)現(xian)(xian)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)價(jia)(jia)格(ge)的(de)(de)(de)(de)競爭優(you)(you)勢，提高產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)標準化(hua)(hua)(hua)程度，實(shi)現(xian)(xian)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)模塊化(hua)(hua)(hua)是(shi)必須的(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)眾多(duo)(duo)(duo)零(ling)部(bu)件(jian)實(shi)現(xian)(xian)模塊化(hua)(hua)(hua)后(hou)，通(tong)過不(bu)同(tong)模塊的(de)(de)(de)(de)組合(he)或(huo)改變(bian)個別零(ling)件(jian)的(de)(de)(de)(de)特性，以(yi)實(shi)現(xian)(xian)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)(duo)元(yuan)(yuan)化(hua)(hua)(hua)。同(tong)時，只有當零(ling)部(bu)件(jian)標準化(hua)(hua)(hua)程度提高后(hou)才有可能基于(yu)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)(duo)元(y潮模uan)(yuan)化(hua)(hua)(hua)基礎上(shang)實(shi)際規模化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)零(ling)部(bu)件(jian)生產(chan)(chan)，用以(yi)降低產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)生產(chan)(chan)成本和形成產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)競爭優(you)(you)勢，也可以(yi)在(zai)(zai)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)多(duo)(duo)(duo)元(yuan)(yuan)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)基礎上(shang)進一步(bu)地(di)縮短產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)交貨周期。

水泵(beng)設計(ji)水平(ping)提升與制造技(ji)術優化(hua)的有機結合

　　進入信息時代的今天，泵的設計人員早已經利用計算機技術來進行產品的開發設計（如CAD的利用）大大提高了設計本身的速度，縮短了產品設計的周期。而在生產為主的制造當中，以數控技術CAM為代表的制造技術業已深人到泵的生產當中。但是，從日前國內的情況看，數控技術CAM主要應用在批量產品的生產上。對于單件或小批的生產，目前CAM技術尚未在泵行業當中普遍實施，單件小批的生產仍舊以傳統生產設備為主。

　　由于市場要求生產廠商的貨期盡可能縮短，尤其對于特殊產品（針對用戶要求生產的產品）供貨周期縮短，必然要求泵的生產企業加速利用CAM技術甚至是計算機集成制造系統（CIMS）．柔性制造（FMC和FMS）對從設計到制造模具、零件加工等各環節協調一致處理保證一旦設計完成，產品零部件的加工也趨于同期完成，以確保縮短產品的生產周期。

　　與此同(tong)時，除利用計(ji)(ji)算機制圖外還將在(zai)計(ji)(ji)算機這個載(zai)體上實現(xian)產(chan)品(pin)的強度(du)分析、可(ke)靠性預估和(he)三維立體設(she)計(ji)(ji)，將原(yuan)來需要在(zai)生(sheng)產(chan)中發現(xian)和(he)解決的工藝問(wen)題、局部結構問(wen)題及裝配性問(wen)題等方面提(ti)至沪曙生(sheng)產(chan)前進行防范，縮短產(chan)品(pin)的試制期。

以CAD為主的新技術廣泛應(ying)用

　　（1）泵的模具、葉片和重要零件開始用數控機床加工，從而可以提高泵的制造質量，圖 1 是用數控銑床加工軸流泵葉片和用于加工的葉片三維圖。

　　（2）泵水力設計與繪型軟件逐漸代替人工計算和繪圖有人問用這個軟件設計的泵效率有多高，這是外行人說的話，再好的軟件也要人去使用，可以溶入設計者的設計思想和經驗，而且快速、準確。圖 2 是用 JP1 軟件設計的螺旋離心泵葉輪水力圖，設計該圖只需 10min ，人工設計可能要兩天。

　　（3）泵內流場計算從準三元非黏性流動向全三元黏性流動進展準三元非黏性流動計算的主要方法是 S1 、 S2 兩類流面迭代，它是把三維流動降維成二維，也就是用子午面（軸面）和任意轉面（流面）上的流動進行迭代求解，解決三維流動問題。由于把復雜的三維流動簡化成二維求解，使得解的精度受到影響。近年計算流體動力學（ Computational Fluid Dynamics ） , 簡稱 CFD 問世，為流體機械流場計算提供了新的思路和手段。用 CFD 進行流場計算，首先要把計算區域畫成三維實體，然后生成網格（ Grid Generation ），再用商用 CFD 軟件 Fluent 等進行計算，見圖 3 。

　　（4）內部流場測量以前經常采用探針進行測量，一方面控針本身對流動的影響很大，另一方面測量旋轉流場的轉換裝置也很復雜。進一步使用激光多普勒測速儀（ LVD ），它是用激光照射流動中的粒子，光被粒子散射，根據散射的成度測量流速。這種方法已經成熟并廣泛應用，但是一般只測量一點速度的某一分量。現在開始使用粒子圖象測速技術（ PIV ），其工作原理是在流場中散布示蹤粒子，用脈沖片光源照射流場，通過連續兩次或多次曝光，粒子圖象被記錄在底片上，由此獲得流場速度分布。這種方法突破傳統的單點測量的限制，可瞬時無接觸測量一個截面上的速度分布，具有較高的測量精度.

　　（5）優(you)(you)化(hua)(hua)設(she)計(ji)方法(fa) 為了(le)(le)提高泵(beng)的(de)性(xing)能，許多學(xue)者進行(xing)了(le)(le)優(you)(you)化(hua)(hua)設(she)計(ji)方法(fa)研究。歸(gui)納起(qi)來主要有以下幾(ji)種方法(fa)：以優(you)(you)秀模型(xing)統計(ji)資料為基礎(chu)的(de)速(su)度系數優(you)(you)化(hua)(hua)法(fa)；以水力損失最小為目(mu)標的(de)損失極值(zhi)優(you)(you)化(hua)(hua)法(fa)；以某一指標為目(mu)標函數的(de)準則篩選(xuan)優(you)(you)化(hua)(hua)法(fa)。值(zhi)得說明(ming)的(de)是目(mu)前的(de)優(you)(you)化(hua)(hua)設(she)計(ji)方法(f怖摇a)，可(ke)能只對具體泵(beng)的(de)設(she)計(ji)有指導意義。另(ling)外(wai) CFD 等先進技術的(de)問世，在很大程度上(shang)沖(chong)淡了(le)(le)對優(you)(you)化(hua)(hua)設(she)計(ji)的(de)興趣，近兩年(nian)研究優(you)(you)化(hua)(hua)設(she)計(ji)方法(fa)的(de)學(xue)者逐漸減少。

泵內(nei)在特性的提(ti)升(sheng)與追(zhui)求外在特性

　　泵的內在特性是指包括產品性能、零部件質量、整機裝配質量、外觀質量等在內的產品固有特性，簡稱為品質。在這一點上，是目前許多泵生產廠商所關注的也是努力再提高、改進的方面。而實際上，我們可以發現，有許多的產品在工廠檢測符合發至使用單位運行后，往往達不到工廠出廠檢測的效果，發生諸如過載、噪聲增大，使用達不到要求或壽命降低等等方面的問題；而泵在實際當中所處的運行點或運行特征，我們稱之為泵的外在特性或系統特性。

　　技術人員在進行產品設計時，為提高某一產品的百分之一效率常常花費不少心思；而泵運行如果偏離設計的高效點，實際運行的效率遠不止降低百分之一。現在，泵生產廠家同時為用戶配套包括變頻在內的控制設備及成套設備，實際上已介入到泵的外在特性的追求上了。在此基礎上，再關注泵的集中控制系統，提高整個泵及泵站運行效率，則是在泵的外在特性的追求上更上一層樓。

　　從銷(xiao)售角(jiao)(jiao)度看，推銷(xiao)產(chan)品(pin)(pin)即是在(zai)推銷(xiao)泵(beng)的(de)內(nei)在(zai)特性；而關(guan)注泵(beng)的(de)外(wai)在(zai)特性則是生產(chan)廠商不(bu)僅是推銷(xiao)產(chan)品(pin)(pin)，更是在(zai)推銷(xiao)泵(beng)站（成套工(gong)程項目）。從使用角(jiao)(jiao)度看，好的阐殖(de)產(chan)品(pin)(pin)必定(ding)是適合運行(xing)環境的(de)產(chan)品(pin)(pin)而非出廠檢測判別的(de)產(chan)品(pin)(pin)。

新材料新工藝的加速(su)利用

　　過去這么(me)多年來(lai)，新(xin)材(cai)料和(he)新(xin)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)用(yong)是推動泵(beng)技術(shu)發展的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個主要的(d设凹e)(de)(de)(de)(de)因素。泵(beng)用(yong)材(cai)机蔼料從鑄鐵(tie)到特(te)種金屬(shu)(shu)(shu)合金，從橡膠(jiao)制品、陶瓷(ci)等典型非金屬(shu)(shu)(shu)材(cai)料到工(gong)(gong)程塑料，在解決泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)、耐磨(mo)損、耐高溫等環境上(shang)都發揮了突出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。同時新(xin)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)用(yong)，又更(geng)好地使新(xin)材(cai)料運(yun)用(yong)到泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)零部件乃至整個泵(beng)當(dang)中。如國外有些廠商(shang)已設(she)計并推出(chu)了全(quan)部采用(yong)工(gong)(gong)程塑料制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)泵(beng)。比(bi)用(yong)一(yi)(yi)般金屬(shu)(shu)(shu)材(cai)料生產的(de)(de)(de)(de)(de)泵(beng)在強度上(shang)毫(hao)不(bu)遜(xun)色，在耐蝕(shi)耐磨(mo)上(shang)更(geng)勝一(yi)(yi)籌。又比(bi)如利用(yong)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)表面涂覆技術(shu)和(he)表面處(chu)理技術(shu)，同樣可解決泵(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)蝕(shi)和(he)抗(kang)磨(mo)問題。新(xin)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)進一(yi)(yi)步發展和(he)新(xin)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)用(yong)深入，在泵(beng)領域內的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)將更(geng)加廣泛。

機電一(yi)體化的進一(yi)步發(fa)展

　　正如科(ke)(ke)學技術的(de)發(fa)展(zhan)一樣．現(xian)階段科(ke)(ke)技領域中交(jiao)叉學科(ke)(ke)、邊(bian)緣學科(ke)(ke)越(yue)來越(yue)豐富，跨學科(ke)(ke)的(de)共同(tong)研(yan)究是十分普遍(bian)的(de)事(shi)情，作為(wei)泵(beng)產品的(de)技術發(fa)展(zhan)亦(yi)是如此。以屏(ping)蔽式泵(beng)為(wei)例，取消泵(beng)的(de)軸封問題，必(bi)須(xu)從電機結構開始，僅(jin)局限(xian)于泵(beng)本身是沒有辦法實(shi)現(xian)的(de)，解決泵(beng)的(de)噪(zao)聲問題，除解決泵(beng)的(de)流態(tai)和振動(dong)外，同(tong)時需要(yao)解決電機風葉的(de)噪(zao)聲和電磁場(chang)的(de)噪(zao)聲；提高潛水泵(beng)的(de)可靠性，必(bi)須(xu)在(zai)潛水電機內(nei)加(jia)設諸如泄漏保護(hu)、過載保護(hu)等措施；提高泵(beng)的(de)運行(xing)效(xiao)率，須(xu)借(jie)助(zhu)于控(kong)制(zhi)技術的(de)馏本運用等等。這些無(wu)一不(bu)說明(ming)要(yao)發(fa)展(zhan)泵(beng)技術水平，必(bi)須(xu)從配套的(de)電機、控(kong)制(zhi)技術等方面同(tong)時著手，綜(zong)合考慮(lv)，最大(da)限(xian)度地(di)提升機電一體化綜(zong)合水平。

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